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神经元之间，或神经元与细胞、腺体之间通信的特异性接头。
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●血清素（serotonin）
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一种抑制性神经递质，最早于血清中发现，在脑皮层质及神经突触内含量很高。血清素能增强记忆力，保护神经元免受“兴奋神经毒素”的损害。
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在后面几章中，你会看到更多血清素的身影。由于血清素有效地掌控着大脑活动，所以它经常被叫成大脑警察。血清素可控制坏情绪、冲动、愤怒以及攻击行为。比如我们利用氟西汀（Fluoxetine商品名为百忧解[Prozac]）这类血清素药物来帮助人们改善失控的大脑活动，而失控的大脑活动会引发抑郁症、焦虑症和强迫症。
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去甲肾上腺素是科学家为了解情绪而研究的第一种神经递质。科学家认为它会增强那些影响注意力、认知力、动机以及觉醒状态的信号。
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多巴胺被视为是影响学习能力、奖励系统（满足感）、注意力和运动的神经递质，有时候它在大脑的不同部位会起到截然相反的作用。哌甲酯（Methylphenidate）（又叫利他林[Ritalin]）通过增加有镇静作用的多巴胺，来减轻注意力缺陷多动障碍（ADHD）。
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我们使用的大多数改善精神状态的药物通常以这三种神经递质中的一个或多个为目标。但我想充分表明，仅仅增加或降低神经递质的水平并不能直接得出一对一的结果，因为大脑系统非常复杂。在不同的大脑中，即使影响的只是一个神经递质，也会产生不同效果的连锁反应。
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我告诉大家，长跑1 600米与服用极小剂量的百忧解和极小剂量的利他林一样，因为与这些药物一样，运动提高了神经递质的水平。这个比喻言简意赅，通俗易懂；而更深层的解释是，运动使大脑中的神经递质和其他化学物质之间达到平衡。你将会发现，保持大脑功能的平衡可以改变你的生活。
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学习是为了成长
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如同神经递质是基础一样，过去15年左右的时间里，还有一类重要的分子极大地改变了人们对大脑中神经细胞相互联系的看法，特别是对这些联系如何产生和发展的认识。我所说这个分子是被泛称为因子的蛋白质家族，而其中最有名的是脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，简称BDNF）。神经递质执行信息传递，而像BDNF这样的神经营养物质则建立和保养神经细胞回路，即大脑自身的基本结构。
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20世纪90年代，在神经学家开始证实记忆细胞机理后，BDNF成为一个全新研究领域的焦点。1990年之前公开发表的关于BDNF的论文只有十几篇，1990年，科学家发现了BDNF，它就像是营养神经元的肥料一样存在于大脑中。参加过瑞典卡罗林斯卡医学院（Karolinska Institute）BDNF早期研究工作的神经学家艾罗·卡斯特伦（Eero Castrén）说：“那之后，一场由实验室和制药公司引发的海啸也加入到争论中。”如今，关于BDNF的研究文献超过5 400篇。海马体（hippocampus）是大脑中与记忆和学习有关的区域，经证实BDNF存在于该区域，研究人员开始测试BDNF是否是这一过程中的必要因素。
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●脑源性神经营养因子（BDNF）
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是一种大脑内合成的蛋白质，负责建立和保养神经细胞回路，是“大脑的优质营养肥料”。
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●长时程增强效应（long-term potentiation，LTP）
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给突触前纤维一个短暂的高频刺激后，突触传递效率和强度增加几倍，且效果能保持数小时至几天的现象。
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学习需要通过一个被称为“长时程增强效应”（long-term potentiation, LTP）的动态机制来强化神经元之间的关系。当大脑需要接收信息时，这种需求自然就引发神经元之间的活动。神经元之间的活动越频繁，这种相互间的吸引力就变得越强烈，而信号的发出和传导就变得越容易。最初的活动是将现存于轴突中的谷氨酸盐输送并穿过突触间隙，与接收端的受体重新结合在一起。突触上信号接收端的电压在静止状态中变得越来越强，像磁铁一样吸引谷氨酸盐信号。如果连续不断地发送信号，就会激活神经元细胞核内的基因产生更多制造突触的原材料，而且正是有了这种“根基”的支撑，才使新信息有机会成为记忆。
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比如，你在学一个法语单词。当你第一次听到单词时，很多神经细胞被召集起来，相互之间传递着一个谷氨酸盐信号以形成一个新神经回路。假如你从此再也不使用这个单词，那么与之有关的突触间的吸引力自然会降低，信号也随之减弱。结果，你忘记了那个单词！一个令记忆研究者感到震惊的研究发现，让哥伦比亚大学的神经学家埃里克·坎德尔（Eric Kandel）赢得了2000年诺贝尔奖。这个发现就是，不断重复激活或者练习，会让突触自发肿胀，建立更强的联系。一个神经细胞就像一棵树，突触就是生长的分支，而最终树干会长出新的分支，即会有更多的突触进一步巩固相互间的联系。这些变化是突触可塑性（synaptic plasticity）这一细胞适应机制的一种表现形式，而BDNF则在其中起到重要作用。
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很早以前，研究者发现往皮氏培养皿内的神经细胞上撒些BDNF，细胞就会自发生成新的分支，学习需要相同的构造性成长，这也促使我们把BDNF视为“大脑的优质营养肥料”。
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BDNF还与突触上的受体结合，释放离子流，增加电压后迅速扩大信号强度。另外，BDNF可以激活神经细胞内的基因，制造更多的BDNF以及建立突触所需的血清素和蛋白质。BDNF不但是交通指挥员，还是公路设计师。总之，BDNF可以提高神经细胞的功能，促使它们生长，同时巩固和抵御其细胞死亡的自然进程。另外，正如我想在本书中解释清楚的：BDNF是思想、情感和运动之间至关重要的生物学纽带。
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心与身的连结
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纽约大学神经生理学家鲁道夫·利纳斯（Rodolfo Llinás）在其2002年出版的著作《漩涡中的我：从神经元到自我》（I of the Vortex: From Neurons to Self）中提到，只有移动的生物才需要一个大脑。他以海鞘（一种类似水母的微小生物）为例阐明观点：刚出生时，海鞘有一条简单的脊髓和300个神经元组成的“脑”。海鞘幼虫在浅海附近游来游去，直至找到一块满意的珊瑚，便会在上面安家。它只有12个小时寻找一块礁石，否则就会死去。事实上，在安全附着后，海鞘就会吃掉自己的脑。海鞘一生的大部分时间看上去更像是植物而不是动物。因为既然它不再运动了，那么脑也就没有什么用处了。利纳斯解释道：“所以我们称思考是由进化产生的内化运动。”
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人类在进化时，从生理技能发展出许多抽象能力：预测、排序、评估、计划、复述、观察自我、判断、纠错、转变策略以及记住我们为生存而做的每件事。我们的古代祖先钻木取火的大脑回路，和我们今天学习英语的大脑回路并没有两样。
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小脑（cerebellum）能够协调运动，使我们做到从网球接发球到抵抗重力作用的任何事。有证据表明，连接人类小脑和前额叶皮层的神经细胞主干要比猴子更粗。现在看来，这种运动中枢神经对思维、注意力、情感，甚至是社交技能同等重要。我称小脑是节奏蓝调（R&B）中心。当我们在做运动特别是复杂的运动时，我们同时也在锻炼与一整套认知功能密切相关的大脑区域；我们能促使大脑发出的信号沿着相同的神经细胞网络传导，巩固神经细胞之间的联系。
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当我们学习时，一系列相互关联的脑部区域都被调动起来。如果没有前额叶皮层的监督，海马体就不会积极参与。总之，前额叶皮层既组织心理活动，也组织生理活动，其接收输入并向大脑中最庞大的神经连接网络发出指令。前额叶皮层就是大脑中的老板，就其本身而言，除了负责其他事情之外，它还通过所谓的工作记忆来监控我们当前的情况，抑制刺激和发起行动，以及判断、计划、预测等所有的执行功能。前额叶皮层如同大脑的首席执行官（CEO），不但必须与首席运营官（COO）——运动皮层——保持密切联系，还要与其他各个区域紧密联系。