挑战恒定性，迫使身体产生变化

人类身体和大脑的适应力究竟为何这么强？说来也妙，其实是因为所有的细胞和组织都尽量维持不变。

身体喜欢稳定，维持着体内的恒温，平稳的血压、心跳，稳定的血糖浓度和酸碱值，两天之间的体重也不会相差太多。，这些指数不可能完全一成不变，例如脉搏的跳动会因运动加快，体重会因吃得过多或节食而有增减，不过这些多是暂时的改变，身体终究会回到原本的状态。这就是所谓的「恒定性」，意指任何种类的系统—但通常是生物或生物的某个部分—维持自身稳定的倾向。

个别细胞也喜欢稳定，它们借由控制哪些离子和分子留在细胞内、哪些要经由细胞膜出去，来维持某种程度的水分，并调节正负离子（尤其是钠离子和钾离子）与各种小分子的平衡。对我们而言更重要的是，细胞需要稳定的环境才能有效运作。周围组织的温度过高或过低、液体浓度超出合理范围、氧气浓度骤降，或是能量供给不足，都可能破坏细胞的运作。如果这些变化太大、持续太久，细胞便会开始死去。

正因如此，身体具备多种回馈机制以维持现状。想想看，身体从事激烈活动时，肌肉纤维的收缩会让个别肌肉细胞消耗能量和氧气，于是就从附近的血管补充，但如此一来，血液中的氧气浓度和能量就降低了，身体便需要采取各种因应措施—呼吸会变急促，以增加血液中的氧气浓度并排出更多二氧化碳；储藏起来的各种能量会转换成肌肉可以使用的能量，进入血液中；，血液循环会加速，好让氧气和能量更快发送到需要的身体部位。

活动若没有激烈到影响身体的恒定机制，就不太会引起身体的变化。从身体的角度来看，既然一切运作正常，就没有改变的必要。

但如果因为持续进行激烈活动，迫使身体超越恒定机制所能调节的极限，那就不一样了。身体系统和细胞会发现自己处于非常状态—氧气和多种能量相关化合物（如葡萄糖、二磷酸腺苷、三磷酸腺苷）的浓度低得异常；许多细胞的新陈代谢无法如常运作，细胞内会出现几种不同的生化反应，制造出与平常大不相同的生化物质。细胞对这种状态的改变感到不满，便从细胞的DNA召集一些不一样的基因（DNA中的大多数基因平时并不活跃，细胞会视当下需求「打开」或「关闭」不同的基因）。这些新近被活化的基因会打开细胞内的多种生化系统，或使其加速，导致细胞的行为改变，以回应细胞和周遭系统被逼出舒适圈这个事实。

面对这般压力时，细胞内部的运作细节极度复杂，科学家也刚开始了解。例如一项以老鼠进行的实验便发现，当老鼠后腿的某一块肌肉负荷骤增，总共有一百一十二个不同的基因被活化。就这些被活化的基因来看，出现变化的有肌肉细胞的新陈代谢和结构，还有新肌肉形成的速度。这些改变最终使得老鼠的肌肉更强壮，以面对增加的负荷。老鼠被迫走出舒适圈，肌肉变得更强壮，以创建新的舒适圈，也重新创建恒定性。

这就是体能活动改变身体的一般模式身体的某个系统—例如某些肌肉或心血管系统—饱受负荷到无法维持恒定性，身体便会有所改变，以重建恒定性。举例来说，你展开一项有氧运动计划，假设是每周跑步三次，每次跑半小时，心跳率维持在医学上建议的最大心跳率的百分之七十（以年轻成人而言，大约是每分钟跳一百四十多下）。这样持续运动下去，供氧给腿部肌肉的微血管中的氧气浓度会降低，身体增生新的微血管，以提供更多氧气至腿部肌肉细胞，为双腿重建舒适圈。

想要掌握身体的恒定倾向以激发改变，可以这么做锻炼的难度够大、时间够久，身体便会有所改变，好让挑战变得轻松些。你可能会觉得自己变强壮了，耐力、协调性也变好。不过得注意一个问题代偿性变化发生后，例如长出新的肌肉纤维且变得更有效率、长出新的微血管等，身体便能应付先前觉得困难的体能活动，于是又觉得舒适了，不再有所变化。为了持续改变，就得不断付出，跑得更远、更快、更努力。若不持续逼迫自己，身体就会安于当下的恒定状态（尽管是和之前不同程度的恒定状态），不再进步。

这就是为什么要待在舒适圈外面你必须不断挑战极限，好让身体一直发生代偿性变化，但若把自己逼得离舒适圈太远，又可能造成伤害，反而导致退步。

以上是身体对体能活动的反应，而科学家对大脑如何改变以因应心智挑战的了解则少得多。身体和大脑有个很大的不同成人大脑的细胞通常不会再分裂，以形成新的脑细胞，虽然也有例外，像海马回就会产生新的神经元，但大脑多数区域面对心智挑战时（比如为了改善视力而训练辨认对比度），虽然会发生变化，却不会产生新的神经元。大脑会以许多方式重塑神经网络，例如加强或削弱神经元之间的链接，以及产生新链接或去除旧链接等。有时髓鞘的数量会增加（髓鞘是包裹着神经细胞的绝缘层，可让神经信号发送得更快），而髓鞘化会提升神经脉冲的传导速度到十倍快。因为这些神经网络负责思考、记忆、控制动作、转译感官信号，以及其他所有大脑功能，重塑这些网络并使其加速能让一个人有可能做到许多之前做不到的事，例如不戴眼镜看报，或是迅速决定甲地到乙地的最佳路线。

大脑接受的挑战越艰巨，改变越大—在某种程度上。最近的研究显示，学习新技能相较于持续练习已习得的技能，更能使大脑产生结构性变化，但逼得太紧或时间过久，可能让人筋疲力竭，导致学习效果低落。大脑和身体一样，在被逼出舒适圈，但不是离开太远时，改变最快。

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