客觀解讀腦發(fā)育研究成果，科學(xué)助力兒童健康成長(zhǎng)

趙暉 李添

人腦的發(fā)育從胚胎期就開始了，而這種發(fā)育和成熟會(huì)一直延續(xù)到成人階段，甚至老年。在這終生不斷的發(fā)展變化中，人腦經(jīng)歷了神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、神經(jīng)元突觸修剪、軸突髓鞘化、腦功能網(wǎng)絡(luò)整合與分化等多種復(fù)雜的變化。研究表明，人腦的發(fā)育并不是一個(gè)逐漸增加或者逐漸減少的簡(jiǎn)單線性變化過(guò)程，不同結(jié)構(gòu)、不同腦區(qū)、不同功能網(wǎng)絡(luò)都可能有著不同的發(fā)展趨勢(shì)。并且，腦發(fā)育還受不同成長(zhǎng)環(huán)境、生活經(jīng)驗(yàn)等的影響，在具有一些共性趨勢(shì)的同時(shí)，存在著廣泛的個(gè)體差異。由于腦的復(fù)雜性和人們認(rèn)知的局限性，人們對(duì)于腦發(fā)育規(guī)律的了解還非常有限。

隨著腦科學(xué)研究技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們對(duì)腦發(fā)育規(guī)律的了解也在不斷豐富，為促進(jìn)兒童青少年健康發(fā)展也提供了科學(xué)的指引。但面對(duì)蓬勃發(fā)展的腦科學(xué)研究，面對(duì)日新月異的研究技術(shù)和成果，我們不僅要保持開放的態(tài)度，不斷更新理念和認(rèn)知，更要秉持科學(xué)的態(tài)度，盡可能綜合分析不同觀點(diǎn)的信息，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行謹(jǐn)慎的推論，避免片面的誤讀和過(guò)分的夸大。

大腦的發(fā)展有關(guān)鍵期嗎？——理性看待兒童早期大腦的快速發(fā)育

俗話說(shuō)“三歲看老”。在大家的普遍觀念里，小孩子的腦袋最好使，學(xué)東西最快?？茖W(xué)家們的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，的確在腦發(fā)育的過(guò)程中，神經(jīng)元的分化和大部分突觸的形成在出生前就基本完成了。在生命發(fā)展的前三年，兒童大腦會(huì)經(jīng)歷一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。但如果機(jī)械、片面地來(lái)看這些結(jié)果，很可能會(huì)讓人聯(lián)想到，兒童早期是不是關(guān)鍵的黃金學(xué)習(xí)期？是不是從胎兒期就得開始胎教？過(guò)了三歲，是不是就錯(cuò)過(guò)了最佳學(xué)習(xí)時(shí)間？

對(duì)于這些問(wèn)題，早在20世紀(jì)60年代，諾貝爾獎(jiǎng)得主美國(guó)科學(xué)家韋瑟和胡貝爾就通過(guò)“單眼剝奪”實(shí)驗(yàn)來(lái)考察視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于視覺(jué)皮層發(fā)育的作用。研究者把剛出生的小貓或猴的一只眼睛縫合若干天后，發(fā)現(xiàn)被縫合眼所對(duì)應(yīng)的視覺(jué)皮層視優(yōu)勢(shì)柱萎縮，甚至拆開縫合眼后，其視力也無(wú)法完全恢復(fù)，而正常的眼所對(duì)應(yīng)的視皮層則發(fā)育完好。這個(gè)經(jīng)典的研究說(shuō)明早期的視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于大腦皮層的發(fā)展至關(guān)重要。這些研究結(jié)果一度成了很多胎教、早教機(jī)構(gòu)大力宣傳“學(xué)習(xí)關(guān)鍵期”的證據(jù)，甚至引發(fā)了家長(zhǎng)們“不能輸在起跑線上”的焦慮。而后來(lái)研究者進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，被剝奪視覺(jué)信息輸入的大腦具有相當(dāng)強(qiáng)大的代償功能。這些小動(dòng)物在特定時(shí)間被縫合單眼后，雖然造成了被縫合眼對(duì)應(yīng)視皮層的嚴(yán)重甚至永久性的損傷，但大腦卻可能產(chǎn)生了替代性的變化，因?yàn)檠芯空甙l(fā)現(xiàn)，另外那只正常發(fā)育的眼控制了原來(lái)縫合眼所對(duì)應(yīng)的皮層區(qū)域。不僅如此，原來(lái)神經(jīng)科學(xué)家們一直認(rèn)為神經(jīng)元是不能再生的，但近年來(lái)已有多國(guó)研究組發(fā)現(xiàn)，直到老年期，海馬都還存在神經(jīng)元再生現(xiàn)象。我們的大腦，遠(yuǎn)比我們想象的更愛學(xué)習(xí)。

誠(chéng)然，腦的發(fā)育需要從自然界接受豐富的刺激，充分的體驗(yàn)和經(jīng)歷能更好地讓腦得到全面的發(fā)育。但這樣的刺激和體驗(yàn)要適度，也不是越多越好。對(duì)動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn)，那些過(guò)度暴露在聲音刺激中的雛雞，它們的腦細(xì)胞數(shù)量少于處在正常生活環(huán)境中的雛雞。過(guò)長(zhǎng)時(shí)間接受視覺(jué)和聽覺(jué)刺激的幼鼠，大腦齒狀回的神經(jīng)發(fā)生也減少，并且表現(xiàn)出認(rèn)知能力下降，多動(dòng)和冒險(xiǎn)行為增加的趨勢(shì)。因此，給孩子充分自然的接觸世界、感受世界的機(jī)會(huì)，會(huì)有助于孩子大腦皮層的正常發(fā)育;但盲目的、過(guò)多和過(guò)于頻繁的刺激，反而有可能破壞神經(jīng)系統(tǒng)自然的生長(zhǎng)節(jié)奏，最后適得其反。并且，當(dāng)我們探討腦發(fā)育規(guī)律時(shí)，要具體區(qū)分不同的結(jié)構(gòu)、不同功能。某一些成分、某一些功能的一些發(fā)育特點(diǎn)并不能概括腦發(fā)育的所有特征。

大腦發(fā)育是不是“越多”“越快”越好？——尊重每一個(gè)特立獨(dú)行的腦

匯集著人類智慧的大腦皮層，從結(jié)構(gòu)上可以分為灰質(zhì)和白質(zhì)?；屹|(zhì)主要由神經(jīng)元胞體和樹突組成，白質(zhì)則主要是由神經(jīng)纖維束構(gòu)成?；屹|(zhì)和白質(zhì)在經(jīng)過(guò)生命頭三年共同的快速發(fā)展時(shí)期之后，就逐漸呈現(xiàn)分化的發(fā)展模式。在7-19歲期，灰質(zhì)體積發(fā)展成倒U型變化，大約在9-11歲左右達(dá)到頂峰，而白質(zhì)體積則在7-19歲年齡段繼續(xù)呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。對(duì)于大腦皮層早期的高速發(fā)展和后期的不同步現(xiàn)象，我們或許可以這么理解，早期一些結(jié)構(gòu)和成分的快速發(fā)展，是為了人能夠更好地適應(yīng)嶄新世界的豐富刺激，因此可能建立在比較粗放的腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上;隨后，則逐漸展開更為精細(xì)和復(fù)雜的發(fā)育。

隨著研究的深入和技術(shù)方法的進(jìn)步，科學(xué)家們逐漸認(rèn)識(shí)到，人腦的功能并非某一特定腦區(qū)單獨(dú)完成的，哪怕一項(xiàng)簡(jiǎn)單的功能，可能都需要不同腦區(qū)之間的協(xié)作才能完成。因此，科學(xué)家們傾向于從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的特性上去看待腦發(fā)育的過(guò)程?？茖W(xué)家們用“樞紐（hub）”來(lái)形象地表示網(wǎng)絡(luò)中各連接交匯的核心節(jié)點(diǎn)。北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的賀永教授團(tuán)隊(duì)與賓夕法尼亞大學(xué)的黃浩教授團(tuán)隊(duì)合作研究發(fā)現(xiàn)，在從新生兒到幼兒，再到青少年的生長(zhǎng)過(guò)程中，腦網(wǎng)絡(luò)的一些核心節(jié)點(diǎn)的效率不斷增強(qiáng)，而另一些核心節(jié)點(diǎn)的效率卻逐漸減弱。這些節(jié)點(diǎn)的變化體現(xiàn)了大腦發(fā)育的模塊化發(fā)展的特點(diǎn)，在某些功能網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連接變得更緊密，而不同功能網(wǎng)絡(luò)之間的一些連接卻丟失了。這樣的變化，顯示了腦功能網(wǎng)絡(luò)的功能特異化和整合的發(fā)展趨勢(shì)，隨著腦發(fā)育的進(jìn)程，逐漸形成了有明確功能分工的腦網(wǎng)絡(luò)，這樣的變化，使腦的運(yùn)行變得更加高效。

速度和時(shí)間只是發(fā)育的某個(gè)方面。在腦發(fā)育的過(guò)程中，還有一個(gè)很關(guān)鍵的詞，叫作神經(jīng)元突觸的“修剪”（pruning）。我們知道神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的連接，是通過(guò)突觸完成的。嬰兒出生后的頭兩年，神經(jīng)元的突觸數(shù)量要比成人多，然而這并不意味著嬰兒的腦發(fā)育比成人更成熟。眾多數(shù)量的突觸大約是賦予嬰兒更為敏感和開放的感知世界、接觸世界的能力，提供更廣泛的學(xué)習(xí)潛能以適應(yīng)更多變的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。但這種更“廣泛”“普遍”的學(xué)習(xí)能力，也意味著，腦的功能會(huì)更容易受到各種不利環(huán)境、危險(xiǎn)因素的影響。因此，在兒童不斷成長(zhǎng)的過(guò)程中，大腦中的突觸會(huì)經(jīng)歷“修剪”的過(guò)程。有用的連接會(huì)被保留或增強(qiáng)，不用或多余的連接會(huì)被剪掉。正是由于大腦具備這種特殊的功能，才能夠保護(hù)大腦不會(huì)“過(guò)載”。這種修剪，使大腦內(nèi)部的連接線路更為清晰和高效，使大腦不會(huì)變成“一團(tuán)亂麻”。沒(méi)有正常的“修剪”，很有可能會(huì)產(chǎn)生腦功能異?；蚓窦膊?。由此可見，“少”和“慢”也并不與發(fā)育不良等同。實(shí)際上，人類大腦發(fā)育成熟的時(shí)間，比其他物種要慢得多。但沒(méi)有人質(zhì)疑，人類擁有生物體最聰明的大腦。倫敦大學(xué)伯貝克學(xué)院的約翰遜教授認(rèn)為，人類大腦這種延長(zhǎng)的發(fā)育成熟過(guò)程，讓人類的腦有了更多的與周圍環(huán)境互動(dòng)的時(shí)間，這讓人類能夠更好地修飾和構(gòu)造腦的環(huán)路。

雖然我們能觀察到隨著年齡增長(zhǎng)，大腦發(fā)展的總體趨勢(shì)和規(guī)律，并且可以作為判斷個(gè)體發(fā)育水平的參考。但每個(gè)人的腦發(fā)育卻各不相同。并且在發(fā)展過(guò)程中，腦的發(fā)育顯示出強(qiáng)大的可塑性，既定的發(fā)展軌跡亦有可能發(fā)生變化。有研究發(fā)現(xiàn)，青春期腦發(fā)育仍然可能經(jīng)歷顯著的重新分化。倫敦國(guó)王學(xué)院的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家普銳斯教授率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，言語(yǔ)和非言語(yǔ)智力到了青春期還會(huì)發(fā)生變化，并且言語(yǔ)智力提高得越多，運(yùn)動(dòng)語(yǔ)言區(qū)的體積增大得越多，而非言語(yǔ)智商提高越大，小腦前部體積增大越多。美國(guó)國(guó)家精神衛(wèi)生研究所兒童精神病學(xué)分會(huì)的紹爾和基德教授團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，超高智商的兒童，與智商較高和處于平均智商水平的兒童相比，皮層發(fā)育厚度達(dá)到峰值的時(shí)間要晚，表現(xiàn)出一種開始發(fā)育較慢，而后加速的趨勢(shì)。雖然這個(gè)研究觀測(cè)的人數(shù)并不很多，研究結(jié)論還有待更多的研究去重復(fù)和證實(shí)，但這樣一個(gè)尚在初步探索中的研究卻給我們提供了一個(gè)思考兒童認(rèn)知發(fā)展水平與腦發(fā)育發(fā)展速度之間關(guān)系的新角度，讓我們可以反思對(duì)兒童腦發(fā)育指標(biāo)的衡量，或許并不是“早”和“快”，就一定意味著好。

大腦的內(nèi)在發(fā)育速度是一致的嗎？——順應(yīng)大腦發(fā)展規(guī)律因勢(shì)利導(dǎo)地教育

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，不同功能水平的腦區(qū)，也具有不同的發(fā)育速度。相對(duì)來(lái)說(shuō)，負(fù)責(zé)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)等基本初級(jí)功能的皮層發(fā)育較早，而負(fù)責(zé)計(jì)劃、控制、推理等高級(jí)功能的皮層發(fā)育較晚。初級(jí)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)和聽覺(jué)網(wǎng)絡(luò)在出生時(shí)就已經(jīng)形成，視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)在前三個(gè)月到半年時(shí)間內(nèi)快速發(fā)育，而執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)則發(fā)育最慢。這樣的發(fā)育順序，首先可能是進(jìn)化所需的，那些滿足生存需要的功能會(huì)首先得到發(fā)展，然后才是復(fù)雜、高級(jí)的功能。這也是為什么兒童的思維具有從具體到抽象，從一維到多維發(fā)展的特點(diǎn)。

腦發(fā)育具有的特定順序，決定了兒童處理、分析和整合多信息的能力是逐漸發(fā)展起來(lái)的。因此超越兒童腦發(fā)育的階段，盲目地超前學(xué)習(xí)，讓他去接受大腦所不能處理的信息是徒勞、適得其反的。就像一個(gè)孩子怎么也記不住乘法口訣“三五一十五”，當(dāng)孩子還不具備從具體的例子和生活經(jīng)驗(yàn)中獲取乘法意義的能力時(shí)，這個(gè)口訣對(duì)他而言，就是無(wú)意義的音和符號(hào)的組合。即便記住也毫無(wú)意義，當(dāng)真的面對(duì)需要用乘法解決問(wèn)題時(shí)，他依然不會(huì)用。這也是為什么大人總覺(jué)得孩子自我控制力不夠，容易分心，似乎總是磨蹭、拖沓，很難按計(jì)劃做事的原因。其實(shí)這些能力并不是僅憑意志努力就能做到的，腦如果沒(méi)有儲(chǔ)備好處理這些高級(jí)功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，急也急不來(lái)的。

對(duì)于青少年的大腦，科學(xué)家的研究還發(fā)現(xiàn)，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的緊急或危險(xiǎn)信號(hào)而發(fā)育的負(fù)責(zé)情緒的杏仁核等腦區(qū)，在10-12歲左右就基本發(fā)育成熟，而負(fù)責(zé)整合信息和調(diào)控情緒的前額葉皮層要到25歲左右才能發(fā)育成熟。這或許也可以理解為什么當(dāng)青春期的青少年在經(jīng)歷人生這一快速變化和成長(zhǎng)期時(shí)，容易表現(xiàn)出情緒上的波動(dòng)和激烈反應(yīng)，卻很難平復(fù)。

人腦的進(jìn)化是一個(gè)自然發(fā)展的過(guò)程，自然正常的環(huán)境足以提供大腦發(fā)育所需的環(huán)境營(yíng)養(yǎng)。與其擔(dān)憂提供環(huán)境豐富性在量上的差異，倒不如擔(dān)心拔苗助長(zhǎng)所帶來(lái)的壓力，給腦發(fā)育可能造成的危害。壓力對(duì)腦發(fā)育的危害，是深遠(yuǎn)和廣泛的。而溫馨的家庭氛圍，良好的親子關(guān)系，才是保護(hù)腦正常發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)劑。美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授盧比等人發(fā)現(xiàn)，獲得母親支持度高的兒童，與記憶相關(guān)的海馬體積增長(zhǎng)較快。另有研究者發(fā)現(xiàn)，出生就與母親分開的幼鼠，大腦、小腦皮層及白質(zhì)纖維束細(xì)胞經(jīng)歷細(xì)胞死亡的數(shù)量比正常的小鼠多了大約一倍。

了解腦發(fā)育的基本規(guī)律，可以幫助我們更科學(xué)地陪伴孩子的成長(zhǎng)。但家長(zhǎng)們也不必過(guò)于糾結(jié)自己因?yàn)橛齼褐R(shí)、腦科學(xué)知識(shí)的匱乏，可能對(duì)孩子成長(zhǎng)帶來(lái)的不良影響。人類的腦，脆弱也堅(jiān)強(qiáng)。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，人類坐在了食物鏈的頂端。人腦也有著強(qiáng)大的自我保護(hù)機(jī)制甚至是修復(fù)功能，親人的關(guān)愛大概是其中最強(qiáng)大的力量。盧比跟她的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)條件差的環(huán)境下成長(zhǎng)的兒童，由于營(yíng)養(yǎng)、教育、生活壓力等各方面的因素影響，兒童的腦發(fā)育可能會(huì)受到一些影響。但是良好的親子交往、家庭情感支持卻能夠有效地抵御這些影響。所以，即使在陪伴孩子成長(zhǎng)的過(guò)程中，不一定事事都考慮周全，但只要孩子是在適度關(guān)愛的環(huán)境里成長(zhǎng)，都不會(huì)有太大偏差，即使有不夠科學(xué)的地方，及時(shí)修正也來(lái)得及。用溫暖慈愛的心陪伴，給孩子充分了解世界、探索世界的機(jī)會(huì)，遵循腦發(fā)育的自然規(guī)律，讓孩子的大腦在探索的過(guò)程中自然成長(zhǎng)，是我們能給予孩子的最好禮物。