秋天来了，这意味着舒适的毛衣、鲜艳的树叶和……缩小的大脑？人脑具有惊人的适应性，但很少有研究能比这项探索大脑如何随季节变化的新研究更好地证明这一点。
科学家们长期以来一直认为大脑容易受到季节性变化的影响。例如，秋季和春季头痛更频繁，冬季心理健康可能会下降，一些脑部疾病（如多发性硬化症）的症状随季节变化。认知能力也全年潮起潮落——即使是健康的人，在冬季对注意力、记忆力等日常大脑功能的测试中表现也会更差。
理所当然地，随着季节变化窥视大脑内部可能有助于解释这些现象——一项在康涅狄格州哈特福德的奥林神经精神病学研究中心进行的探索性研究旨在做到这一点。
大脑的大小
该研究中心位于海平面附近，拥有四个不同的季节，事实证明是研究季节对大脑影响的理想地点。那里的研究人员检查了3000多名健康人15年来收集的脑部扫描，以观察全年可能自然发生的变化。他们通过磁共振成像（MRI）收集扫描，MRI利用磁场和无线电波形成整个大脑的图像。这些图像可以提供有关大脑不同区域的宝贵信息，包括它们的相对大小。
他们发现大脑大小随季节变化，但并非大脑的所有部分都以相同的方式变化。事实上，几个大脑区域在夏季变小，冬季变大。这些区域包括大脑深处的区域——称为皮层下结构——它们控制着学习、动机、决策以及情感和感觉处理等复杂功能。
相反，一个大脑区域显示出相反的季节效应；小脑（拉丁语意为“小脑”）在夏季变大，冬季变小。这是一个恰当的名字，因为它可能在你阅读这个故事时正在缩小。小脑协调击棒球或移动棋子所需的复杂运动的流畅性，以及其他认知作用。
那么，这些季节性大脑变化意味着什么？大小真的重要吗？答案很复杂。
通常，更大的大脑允许更广泛的脑细胞网络和更好的复杂认知功能处理能力。这在物种之间很明显——小脑哺乳动物（如啮齿动物）的认知能力低于大脑哺乳动物（如大象）。这可能也适用于人类。几项研究表明，更大的脑容量与更高的智商和更好的认知表现（如逻辑、记忆和反应速度）相关。
季节性大脑大小调整当然可能具有功能性后果，解释了冬季认知能力下降的现有证据。但是，如果大小决定一切，那么像大象这样的大脑哺乳动物会比人类更聪明。相反，似乎大脑结构，例如脑细胞如何排列和连接，更为重要。
皮层困境
不幸的是，这些季节性变化的根本原因仍不清楚。（不，这可能不是由于南瓜香料拿铁或有压力的节日聚会造成的。）但生物医学工程师兼最新研究的首席研究员格雷戈里·布克有一些理论。
一种可能性是，大脑的血流量可能随大气压波动，大气压通常在夏季较低，冬季较高。压力变化会影响空气中的氧气供应，要求身体调整进入大脑的血流量，从而改变其大小。支持这一观点的是，布克还发现天气相关的压力变化也会导致类似的脑容量波动。
虽然这可能是一部分原因，但布克指出，“这并不能解释为什么小脑与其他大脑区域遵循不同的模式。”也就是说，如果仅仅是压力变化导致，那么整个大脑应该一起膨胀或缩小。另外，布克提出了这些季节性变化可能是遗留反射的可能性——一种曾经必不可少的功能的祖先遗迹，就像你感到冷时出现的现在不需要的鸡皮疙瘩。
“这是合理的，”他解释说，“因为我们研究中的小脑显示出最大的变化，它是人脑进化上最古老的部分。”事实上，这不是动物界季节性大脑变化的首次报道，更多的答案可能在于之前记录其他（主观上更可爱）哺乳动物类似效应的研究中。
缩小的鼩鼱
70多年前，波兰动物学家奥古斯特·德内尔观察到鼩鼱在冬季身体和头部较小，夏季恢复到标准大小。德内尔现象以其发现者命名，并非简单的按比例调整大小。相反，包括大脑在内的每个器官都显示出独特的反应。这种季节性效应甚至在今天仍然困扰着科学家，但马克斯·普朗克动物行为研究所的新研究揭示了更多信息。
这项由行为生态学家迪娜·德赫曼领导的研究汇编了所有关于这一现象的现有数据，以更好地了解季节如何影响鼩鼱大脑的重组。她发现大脑在为冬季做准备时缩小了13%，在春季又重新生长了10%。有趣的是，与人类大脑的季节性变化一样，并非所有大脑区域都以类似的方式做出反应。“大脑区域几乎相互独立，有些缩小和生长，有些只是缩小或根本不变化，”德赫曼说。与人类的发现一样，这些效应与气候和季节变化密切相关。
为什么会存在这种季节性适应性？大脑是一个功能强大的器官，对能量有高需求。德赫曼推测，鼩鼱可能在秋季缩小以节省冬季稀缺食物的能量——她指出“减少耗能的大脑可能有所帮助。”
也许哺乳动物的大脑随季节变化是一种生存策略，为此牺牲了一些大脑功能。尽管人类不再在野外觅食，但这种季节性适应可能仍然是进化上根深蒂固的。然而，尽管有这些相似之处，鼩鼱和人类差异巨大，仍有许多有待学习的地方。
