脑智前沿科普｜为什么我们会在压力下“窒息”？

为什么有些人在压力下表现更差？即使是使用熟悉的技能来完成一项任务也会这样——这叫做压力下窒息，在不同的情况下很多人都会有这种表现。了解人们何时以及为什么会在压力下出现窒息，可以帮助我们在最重要的时候表现得最好。在这篇文章中，我们将解释关于压力下窒息的脑科学研究，以及如何防止这种受损的表现发生。

什么是压力下“窒息”？

设想你正坐在教室里考试，虽然你学习很努力，但是突然忘记了回答问题需要的重要知识。当你竭尽全力去想时，你会感到恐慌、心跳加速、流汗，再也不能清晰地思考。这种恐慌的感觉，通常被称为压力下窒息，是神经系统对紧张情境的一种反应，它会导致人们完成任务时表现不佳(图1)^[1,2]。不要将这里的“窒息”与呼吸困难混淆，压力下“窒息”是指压力、担忧和焦虑的共同作用，导致某人表现得比平时更差。在上面的例子中，考试要么给你一个很大的奖励(得到A )，要么给你一个惩罚(得到一个糟糕的分数)。这种压力下的情境对学生当时的记忆能力有很大影响。

图1 我们身体的压力下窒息反应

考试时，身体在高压下会做出很多反应。例如，你可能会感到手颤抖或手掌出汗，这些类型的反应因人而异，会影响考试的表现。

虽然压力下窒息的想法看起来很简单，但背后的科学是复杂的。例如，科学家认为压力下窒息与记忆有关，特别是工作记忆[3]。窒息不仅与工作记忆有关，还取决于大脑的不同部分如何相互沟通[2,4]。

在这篇文章中，我们将介绍一些科学发现，这些发现有助于大家理解大脑活动是如何导致压力下窒息的。这里关注的是窒息如何影响学生，但请记住，压力下窒息会影响许多人，可能发生在很多不同的情境下，比如体育运动或比赛。因为很多人经常出现压力下窒息，所以了解它的原理相当重要，这样我们才能试图阻止它发生。

研究记忆的科学家们描述了记忆的不同过程或类型[3]。一种叫做长时记忆，它基本上是永久存在的，可以储存无限多的信息。长时记忆储存的是我们现在不用的信息，有点像装满了我们生活故事的书的图书馆。另一种记忆——工作记忆——持续时间不长，不能储存很多信息。工作记忆是我们用来完成任务和从长时记忆中获取信息的记忆。例如，我们使用工作记忆来做一些像心算之类的事情，或者在听完一系列事件后拼凑一个故事。工作记忆在学校的学习和考试中发挥着重要作用[3]。不同的人在工作记忆中能够储存的信息量不同，这被称为个人的工作记忆容量。

压力情境甚至会影响最聪明的学生，因为压力会降低他们工作记忆的空间[1,2,4]，使工作记忆不能存储很多信息。当学生被置于高压情境中时(比如考试)，压力会占用工作记忆的空间，从而留下更少的空间来完成任务。例如，在参加考试时，焦虑的想法会占用工作记忆中有限的空间，并会减少用于解决数学问题或从长时记忆中提取知识的工作记忆空间。

科学家们做了一项实验，看看高压或低压环境对不同工作记忆容量的学生有何影响。首先，科学家们测量了93名学生的工作记忆容量。他们给学生们做了两项测试：一项是在记忆随机单词列表的同时解决数学问题；另一项是在记忆随机字母的同时大声朗读句子。根据他们在这些测试中的表现，学生被分为两组：高工作记忆容量的学生(这些学生在工作记忆中可以容纳更多的信息，在图2中用蓝色表示)和低工作记忆容量的学生(在图2中用红色表示)。

图2 工作记忆实验的结果

高工作记忆容量的学生(蓝色)在低压下的表现优于低工作记忆容量的学生(红色)。然而，当压力很高时，高工作记忆容量的学生的表现和低工作记忆容量的学生一样！

然后，科学家们在两种情境下让每组学生解决数学问题：低压(low-pressure)和高压(high-pressure)。他们这样做是为了弄清楚：工作记忆中更多的空间是否意味着学生有足够的空间来存储数学问题和压力，以及这是否会影响他们在数学问题上的表现。为了创造高压情境，科学家让学生在现实世界中感受到压力，比如根据他们做数学题的速度和正确率来获得奖金。低压情境跟学生描述为一次练习。

实验结果(图2)显示，在低压情境下，工作记忆容量较高的学生比工作记忆容量较低的学生表现更好。这意味着，在没有压力的情况下，高容量的学生在数学考试中可以做得更好。这是有道理的，因为这些学生有更多的工作记忆空间来进行心算或从长期记忆中检索信息。然而，在高压情境下，高工作记忆容量的学生和低工作记忆容量的学生表现一样！这意味着在压力下，焦虑、紧张的思想消耗了高工作记忆容量学生额外的工作记忆容量，他们无法利用较高的工作记忆容量来超越低工作记忆容量的学生。这个结果也可以解释为什么工作记忆容量低的学生在高压情境下的表现并不比在低压情境下差：他们没有剩余的可用工作记忆空间来处理和存储他们有关压力的想法！这项研究不仅显示了工作记忆在学校环境中的重要性，而且还显示了压力情境是如何阻碍人们在最重要的时候发挥潜能的。

大脑中与压力下窒息有关的部分

我们能不能指出大脑中产生压力下窒息的地方？长期以来，科学家们认为对于规划、推理和决策等许多认知功能非常重要的前额叶皮层负责在工作记忆中保存信息[1,4]。这些科学家得出这一结论是因为他们注意到当人们使用工作记忆时，大脑前额叶皮层会高度活跃[5]。最近的研究表明：认知功能(比如注意和动机)在决定人们的工作记忆容量方面起着关键作用。例如，人们的前额叶皮层对一项任务给予的注意越多，这个人的工作记忆容量就越大。前额叶皮层挑选并选择要关注的重要信息，并以影响工作记忆容量的方式处理这些信息。所以，我们知道在前额叶皮层和工作记忆之间有联系。但是，还有更多！

大脑的另一部分，称为前扣带皮层，参与控制我们的情绪[4]。在上面描述的考试例子中，当你意识到自己在考试中忘记了一些东西时，大脑的这个情感中心可能会在造成恐慌的时刻发挥作用。与前扣带皮层一起，杏仁核也在我们感知恐惧和焦虑中发挥作用。杏仁核是大脑中一个很小的杏仁形状的部分，它在压力下反应中扮演着重要的角色[6]。不仅仅有前额叶皮层参与压力下窒息，前额叶皮层帮助引导注意力，而前扣带皮层和杏仁核帮助控制我们的情绪。但这还不是全部，因为考试不仅仅涉及注意力和情感，要想在考试中取得好成绩还需要动机。

大脑中有一条高速公路叫做中脑-边缘-皮层通路，它在我们对某种情境的奖赏感觉中起着重要作用[4]。大脑的这部分区域可能部分负责我们在考试中获得A (好成绩)的压力——因为我们想要在学校表现好的奖励，同时我们也看到了在考试中表现不好的风险。

让我们回到上面的问题，“我们能不能指出大脑的一个部分作为压力下窒息发生的地方？”。答案是否定的。大脑完成的许多任务分散在大脑的许多区域，这意味着我们不能指出大脑的一个部分作为压力下窒息发生的地方。但我们可以描述大脑的几个区域是如何参与其中的，包括前额叶皮层(prefrontal cortex)、前扣带皮层(anterior cingulate cortex)、杏仁核(amygdala)和中脑-边缘-皮层通路(meso-limbic-cortical pathway；图3)。

图3 大脑中与压力下窒息有关的部分

控制我们如何感知奖赏的中脑-边缘-皮层通路显示为红色，它从大脑的腹侧被盖区开始，然后通过前额叶皮层向上移动。白色虚线表示的是参与控制我们情绪的前扣带皮层。杏仁核在我们如何感知恐惧和焦虑方面也起着重要作用。

幸运的是，我们可以采取一些措施来防止压力下窒息的出现。最近的研究表明：在考试前写下你的想法对防止窒息非常有帮助，这可能是因为把那些消极的或者压倒一切的想法写在纸上可以释放工作记忆空间。此外，在压力下练习(比如以一种类似于实际考试的方式学习)提供了一个机会练习在遇到困难时的停顿和呼吸[1]。

在我们生活中的某个时刻，我们大多数人都会经历压力下窒息。紧张的情绪状态可能会导致我们忘记重要的信息，这可能会导致任务表现比我们预期的更差。科学家已经证明压力下窒息会中断工作记忆的功能。如果你中断了工作记忆专注任务的能力，表现就会受到影响，因为发生在前额叶皮层的注意力的变化，发生在前扣带皮质和杏仁核的情绪的变化，以及发生在中脑-边缘-皮层通路的动机的变化。幸运的是，练习保持冷静，把你的感受写在纸上从而把这些感受从工作记忆中去除，这些策略可以减少压力下窒息。

虽然我们知道哪些大脑区域与压力下窒息有关，但我们还需要更多的研究来了解潜在机制以及这些区域的路径如何相互作用，这样我们就能了解在压力很大的时候如何发挥最佳水平。

术语表

• 工作记忆(Working Memory)：我们目前正在思考或使用的有限存储空间。

• 长时记忆(Long-term Memory)：我们目前没有使用的无限存储的记忆。

• 个人的工作记忆容量(Individual Working Memory Capacity)：每个人在工作记忆中所能容纳的信息量(或容量)在不同的人之间略有不同，也就是说每个人都有自己的工作记忆容量。

• 前额叶皮层(Prefrontal Cortex)：大脑中位于额叶的一部分，参与复杂的行为。

• 认知的(Cognitive)：与思维过程有关的。

• 前扣带皮层(Anterior Cingulate Cortex)：大脑中参与冲动控制、情绪和决策的一部分。

• 杏仁核(Amygdala)：大脑中与情绪和行为有关的杏仁状区域。

• 中脑-边缘-皮层通路(Meso-limbic-cortical Pathway)：大脑中的一种奖赏通路，在处理奖赏信息时发挥作用。

参考文献

[1] Beilock, S. 2010. Choke: What the Secrets of the Brain Reveal About Getting It Right When You Have To. 1st Edn. New York, NY: Atria Paperback.

[2] Beilock, S. L., and Carr, T. H. 2005. When high-powered people fail: working memory and “choking under pressure” in math. Psychol. Sci. 16:101–5.

[3] Cowan, N. 2014. Working memory underpins cognitive development, learning, and education. Educ. Psychol. Rev. 26:197–223.

[4] Yu, R. 2015. Choking under pressure: the neuropsychological mechanisms of incentive induced performance decrements. Front. Behav. 9:19.

[5] Curtis, C. E., and D’Esposito, M. 2003. Persistent activity in the prefrontal cortex during working memory. Trends Cogn. Sci. 7:415–23.

[6] Ressler, K. J. 2010. Amygdala activity, fear, and anxiety: modulation by stress. Biol. Psychiatry 67:1117–9.

原文

Ciurea S, Maxcey A and Newman P (2020) Why Do We “Choke” Under Pressure?. Front. Young Minds. 8:56.

翻译版权：脑与心智毕生发展研究中心CLIMB

翻译：刘斯漫

编辑：范雪如

审校：左西年