(上海市楊浦區(qū)上海外國(guó)語(yǔ)大學(xué)附屬雙語(yǔ)學(xué)校 上海 200093)
人們生活在“色彩斑斕”的環(huán)境中,充斥著如光線、聲音、觸摸、氣味等多種多樣的信息。身體通過(guò)感覺(jué)器官獲取這些信息,并將它們轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)等不同的信號(hào),經(jīng)過(guò)神經(jīng)細(xì)胞的傳遞以及大腦皮層的相關(guān)處理后,人體就會(huì)正確感知外部環(huán)境。大腦是神經(jīng)系統(tǒng)的最高級(jí)部分,有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和功能網(wǎng)絡(luò),具有語(yǔ)言、行動(dòng)、記憶、認(rèn)知以及邏輯分析等重要功能。其中,大腦皮層同時(shí)對(duì)外界不同的信息進(jìn)行加工和處理的編碼方式,稱之為多感覺(jué)整合。
例如,人類一般能夠記憶20%左右的純聽覺(jué)信息或30%左右的純視覺(jué)信息;對(duì)于同時(shí)包含視覺(jué)和相關(guān)聽覺(jué)信息的記憶量則會(huì)增加,達(dá)到50%左右。此記憶水平的差異是大腦對(duì)視覺(jué)和聽覺(jué)信息進(jìn)行多感覺(jué)整合所造成的。作為大腦的一種高級(jí)功能,多感覺(jué)整合不僅會(huì)參與人體感覺(jué)、意識(shí)和記憶的形成過(guò)程,同時(shí)對(duì)人體的動(dòng)作甚至行為的調(diào)控也有著重要影響。在神經(jīng)心理學(xué)中,“腹語(yǔ)術(shù)效應(yīng)”是一種經(jīng)典的人類行為,指的是:當(dāng)視-聽信息在空間上不一致時(shí),人們感知到的聲源位置會(huì)偏向于視覺(jué)刺激的位置。例如,在影院觀影時(shí),觀眾通常認(rèn)為聲音是由熒幕演員發(fā)出而非四周的環(huán)繞音響;民間的雙簧表演和口技藝術(shù)同樣也是利用這一原理。歸根結(jié)底,此效應(yīng)也是大腦對(duì)視覺(jué)和聽覺(jué)信息進(jìn)行多感覺(jué)整合而引起的。同樣,動(dòng)物身上多感覺(jué)整合的例子比比皆是。例如,貓頭鷹在夜間對(duì)獵物的精確定位,需要敏銳的聽覺(jué)和視覺(jué)進(jìn)行通力合作,單靠一種感覺(jué)則難以達(dá)成;響尾蛇也需依靠其舌尖的嗅覺(jué)感受器和頰窩的熱感受器共同參與捕獵過(guò)程。因此,不管是人類還是其他動(dòng)物,都依賴于大腦對(duì)外界信息的多感覺(jué)整合,以便能夠更好地感知與適應(yīng)外界環(huán)境。
多感覺(jué)整合一直是腦科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),下面將對(duì)其在腦組織中的發(fā)生區(qū)域以及具體機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)闡述。
大腦將不同的感覺(jué)信息進(jìn)行融合編碼是一種高級(jí)的過(guò)程。早期在貓和猴子上的解剖學(xué)研究表明,動(dòng)物軀體的觸覺(jué)、聽覺(jué)和視覺(jué)皮層之間沒(méi)有任何聯(lián)系。因此,傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為多感覺(jué)整合僅發(fā)生于大腦的高級(jí)皮層中,如前額葉皮層和后頂葉皮層等。即聽覺(jué)和視覺(jué)等初級(jí)感覺(jué)皮層只能對(duì)某一特定的信息(如聽覺(jué)信息、視覺(jué)信息)進(jìn)行編碼處理,不具備多感覺(jué)整合的能力。此外,有研究表明,信息的編碼具有先后順序,即大腦只有對(duì)單感覺(jué)信息進(jìn)行編碼之后才可以對(duì)多感覺(jué)進(jìn)行編碼。
近年來(lái),在靈長(zhǎng)類和其他哺乳動(dòng)物的電生理研究結(jié)果打破了這一傳統(tǒng)觀點(diǎn),多感覺(jué)整合也可以在初級(jí)感覺(jué)皮層發(fā)生。例如,聽皮層是人類及其他動(dòng)物獲取聽覺(jué)信息的神經(jīng)結(jié)構(gòu),位于大腦半球的兩側(cè),自上而下分為:初級(jí)聽覺(jué)皮層(A1)、前聽區(qū)(AAF)、后聽區(qū)(PAF)、腹聽區(qū)(VAF)、顳上聽區(qū)(SRAF)五部分,其中前三者為初級(jí)感覺(jué)皮層。1997年,有研究者利用核磁共振技術(shù)發(fā)現(xiàn)了語(yǔ)言交流中的多感覺(jué)整合現(xiàn)象,當(dāng)傾聽者觀察到交談?wù)叩拇讲縿?dòng)作時(shí)(視覺(jué)信息刺激),其聽皮層會(huì)被激活。同樣,經(jīng)神經(jīng)影像分析表明,視覺(jué)障礙者的初級(jí)聽皮層除對(duì)聽覺(jué)信息敏感外,對(duì)觸覺(jué)信息也尤其敏感。以上現(xiàn)象說(shuō)明,聽皮層不僅可以被聽覺(jué)信息激活,也可被視覺(jué)和觸覺(jué)信息激活。Kathleen等人利用順行性神經(jīng)環(huán)路示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn),獼猴的頂葉(高級(jí)皮層)與聽皮層相關(guān)區(qū)域具有投射關(guān)系,從解剖學(xué)上表明了初級(jí)聽皮層與高級(jí)皮層具有直接聯(lián)系,也暗示了聽皮層具有進(jìn)行多感覺(jué)整合的能力。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),這樣的投射關(guān)系并非生來(lái)就有,而是后天形成的。在嬰幼兒期的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中,其腦部之間的投射明顯少于成年期個(gè)體,表明信息的刺激與整合會(huì)改變腦部之間相互聯(lián)系。當(dāng)然,此結(jié)論多由麻醉狀態(tài)下的動(dòng)物和通過(guò)人體掃描成像而來(lái),具有一定的局限性。當(dāng)今的研究則致力于清醒的動(dòng)物,探索其在特定環(huán)境中和完成規(guī)則性任務(wù)時(shí),是否會(huì)引起初級(jí)感覺(jué)皮層的多感覺(jué)整合。有研究發(fā)現(xiàn),大鼠在黑暗中依靠胡須的觸覺(jué)分辨物體,此過(guò)程中其視覺(jué)皮層也會(huì)被激活。另外,接受過(guò)導(dǎo)向行為訓(xùn)練的大鼠,其聽覺(jué)皮層會(huì)被嗅覺(jué)信息所激活。至此,學(xué)術(shù)界認(rèn)為:多感覺(jué)整合確實(shí)存在于初級(jí)感覺(jué)皮層中,且會(huì)由于外界環(huán)境的不同而具有多樣性的特點(diǎn)。
多感覺(jué)整合的多樣性可能是由神經(jīng)元的可塑性造成的,受外界環(huán)境以及個(gè)體后天的行為、學(xué)習(xí)與經(jīng)驗(yàn)的影響,大腦中神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)之間的連接會(huì)獲得不同程度的加強(qiáng)或削弱,導(dǎo)致其構(gòu)成的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改變則會(huì)引起人的情緒、思想、知識(shí)、感覺(jué)、知覺(jué)等方面發(fā)生變化。隨著個(gè)體年齡的增加,神經(jīng)元的可塑性會(huì)逐漸下降,而在青少年時(shí)期最為活躍,亦最為關(guān)鍵。
埃里克森的“心理社會(huì)發(fā)展理論”認(rèn)為,人的一生需經(jīng)歷8個(gè)心理社會(huì)的演變階段,包括4個(gè)童年階段(嬰兒期、兒童早期、學(xué)前期、學(xué)齡期)、1個(gè)青春期階段和3個(gè)成年階段(成年早、中、晚期)。各階段都建立在前階段之上,緊密相連,共構(gòu)人的一生。以此演變階段為基礎(chǔ)的腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn):從童年階段到成年階段早期,大腦在外部形態(tài)、內(nèi)部區(qū)域以及各區(qū)域的結(jié)構(gòu)等方面變化不明顯,具有高度的遺傳性;然而其各區(qū)域之間的連接方式卻會(huì)發(fā)生明顯的變化,有些變化甚至伴隨人的一生。具體而言,遺傳和環(huán)境(行為、學(xué)習(xí)、經(jīng)歷)等因素會(huì)不同程度地“塑造”腦,使得神經(jīng)元的連接方式發(fā)生改變,繼而影響大腦的功能發(fā)育,對(duì)人的認(rèn)知和心理產(chǎn)生作用。
選擇雙胞胎作為研究對(duì)象,通過(guò)核磁共振技術(shù)對(duì)其人生各階段的腦部發(fā)育情況進(jìn)行追蹤與記錄,可探究遺傳和環(huán)境因素對(duì)個(gè)體大腦發(fā)育的差異性影響。研究發(fā)現(xiàn),遺傳和環(huán)境會(huì)相互作用于大腦的發(fā)育并塑造其發(fā)育軌跡,其影響程度與個(gè)體的心理社會(huì)演變階段有關(guān)。其中在童年及青春期階段,環(huán)境因素對(duì)大腦功能性發(fā)育的影響達(dá)到峰值??梢姡啻浩诘膫€(gè)體處于神經(jīng)可塑性的關(guān)鍵期。在此階段中,個(gè)體大腦正處于功能發(fā)育的“第二敏感期”,其個(gè)體自主性的轉(zhuǎn)變也使得構(gòu)建青少年的成長(zhǎng)環(huán)境尤為重要。在童年階段時(shí)個(gè)體的自主性較小,所處環(huán)境多由父母或照顧者直接建立。而在青春期階段,個(gè)體的自主性開始增強(qiáng),會(huì)主動(dòng)選擇外界的環(huán)境與信息,如會(huì)自主體驗(yàn)什么,與誰(shuí)一起體驗(yàn)等。環(huán)境信息的多樣性加上青春期個(gè)體的自主性,給青春期的大腦發(fā)育帶來(lái)了無(wú)限的未知。其中,良性外界信息能夠促進(jìn)青春期個(gè)體的大腦發(fā)育,使記憶和認(rèn)知等能力大大提升;而不良的外界信息則會(huì)對(duì)大腦的發(fā)育產(chǎn)生反面的影響,比如有超過(guò)70%的腦部精神疾病與青春期的不良環(huán)境有關(guān)。所以,教師對(duì)外界信息的有效篩選和合理利用,對(duì)于處于青春期階段的個(gè)體的成長(zhǎng)尤為重要。
青春期階段的個(gè)體以學(xué)校生活和家庭生活為主,處于受教育階段。通過(guò)教育,學(xué)生在認(rèn)知、邏輯、分析能力等方面會(huì)不斷提升,對(duì)社會(huì)規(guī)范和社會(huì)角色的理解也會(huì)不斷加深,逐漸形成適應(yīng)社會(huì)的行為方式和道德品質(zhì),具備社會(huì)化的特質(zhì)。事實(shí)上,人類的學(xué)習(xí)行為本質(zhì)上是一種外界的信息刺激并改變大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。隨著大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改變,儲(chǔ)存在其中的感覺(jué)、知識(shí)、情感等意識(shí)也會(huì)發(fā)生改變,這對(duì)個(gè)體形成正確的價(jià)值觀和世界觀具有重要意義,尤其是處于青春期的青少年。因此,如何有效篩選并合理利用外界信息以增強(qiáng)對(duì)青春期個(gè)體的教育效果,一直是教育領(lǐng)域熱議的話題。1920年美國(guó)學(xué)者Grace提出“多感官學(xué)習(xí)策略”,指的是教師利用多種教學(xué)手段,使學(xué)生同時(shí)接觸包含視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等多樣化外界信息的一種教學(xué)方式。通過(guò)此策略,學(xué)生能夠運(yùn)用不同的感官獲取信息并加速知識(shí)的內(nèi)化,較單一感官教學(xué)具有更高的學(xué)習(xí)效率。
在日常教學(xué)中,教師可以根據(jù)多感覺(jué)整合原理,選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式以獲得更好的教育效果:①采用情景教學(xué),教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩和富有多感官刺激的場(chǎng)景,通過(guò)場(chǎng)景設(shè)計(jì)和場(chǎng)景變化,使學(xué)生如聞其聲、如見其人、如臨其境,進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果;②加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感,運(yùn)用多種教學(xué)方法,使學(xué)生用嘴說(shuō)、用眼看、用耳聽、用手做、用“心”想,將體驗(yàn)感的多元化作為教學(xué)設(shè)計(jì)的一部分;③重難點(diǎn)采用多種方式重復(fù)學(xué)習(xí),通過(guò)多感官信息的重復(fù)刺激,建立學(xué)生大腦神經(jīng)元的聯(lián)系,加深其記憶效果;④根據(jù)青少年的身心發(fā)展特點(diǎn)制定循序漸進(jìn)的教學(xué)方案,如七年級(jí)青少年處于認(rèn)知發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn),應(yīng)把構(gòu)建知識(shí)框架和提升整合能力作為教學(xué)難點(diǎn);⑤采用多樣化的學(xué)習(xí)形式,從學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w學(xué)習(xí)和小組學(xué)習(xí),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。
青春期是大腦發(fā)育的“第二敏感期”,其階段特殊且意義重大,教師需充分利用多感覺(jué)整合策略。對(duì)學(xué)生而言,可通過(guò)多感覺(jué)整合的方式達(dá)到深化學(xué)習(xí)效果的目的,這對(duì)于知識(shí)和思維的深層次化以及高階思維的形成具有重要意義。對(duì)教師而言,也需了解大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并根據(jù)其構(gòu)建方式開展多感官教學(xué),這將對(duì)青春期個(gè)體的培養(yǎng)意義非凡。