王湘蓉 邢曉鳳
大腦是人體最復(fù)雜精妙、神秘的器官,這個(gè)“3磅宇宙”中藏著無(wú)盡的奧秘,破譯大腦運(yùn)轉(zhuǎn)密碼、揭開(kāi)生命之謎是令無(wú)數(shù)科學(xué)家殫精竭慮的艱難課題。我國(guó)眾多科學(xué)家的探索腳步,清晰地印在了神經(jīng)科學(xué)漫漫的發(fā)展路途上,他們?cè)谏窠?jīng)科學(xué)的發(fā)展中推動(dòng)著人類(lèi)在不斷自我找尋中發(fā)現(xiàn)新的未知。杭州師范大學(xué)教育學(xué)院心理學(xué)系教授李葆明就是這眾多神經(jīng)科學(xué)家中的一員,他參與和見(jiàn)證了中國(guó)神經(jīng)科學(xué)研究的發(fā)展歷程。
出生于江西宜豐縣的李葆明從小酷愛(ài)數(shù)學(xué),1979年,李葆明參加高考,考入當(dāng)時(shí)的江西大學(xué)(現(xiàn)南昌大學(xué)),陰差陽(yáng)錯(cuò)被錄取到了生物系本科學(xué)習(xí)?!爱?dāng)時(shí)懵懵懂懂的,根本不知道生物學(xué)到底要學(xué)什么?!钡疫\(yùn)的是,他遇到了非常優(yōu)秀的老師,特別是動(dòng)物學(xué)胚胎學(xué)和解剖學(xué)老師,將生命的奧秘、動(dòng)物的進(jìn)化講得活色生香。那個(gè)時(shí)代沒(méi)有PPT、沒(méi)有投影儀,老師就拿著粉筆畫(huà)受精卵分裂、胚胎發(fā)育、人體結(jié)構(gòu),一筆一畫(huà)撥動(dòng)著學(xué)生的心弦,李葆明就這樣被牽引著進(jìn)入了一個(gè)神奇的世界。他感嘆于生命的神奇、進(jìn)化的偉大,從此迷戀上了生物學(xué),特別是當(dāng)他看到英國(guó)動(dòng)物學(xué)家珍妮·古道爾(Jane Goodall)的傳奇故事(為了觀(guān)察黑猩猩,珍妮20多歲來(lái)到非洲原始森林,度過(guò)了38年的野外生涯,寫(xiě)下了《在人類(lèi)的陰影下》)后,李葆明大受觸動(dòng),從小被灌輸?shù)闹R(shí)是動(dòng)物沒(méi)有思維、沒(méi)有情感,行為是反射性的,但在珍妮的筆下,非洲黑猩猩的行為與人類(lèi)行為非常相近,于是他產(chǎn)生了要從事行為神經(jīng)生物學(xué)方面研究的想法。
1983年,李葆明考上了中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所的研究生,被中國(guó)科學(xué)院上海生理研究所委托培養(yǎng),師從著名生理學(xué)家梅鎮(zhèn)彤教授,1988年到日本京都大學(xué)靈長(zhǎng)類(lèi)研究所進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng),師從靈長(zhǎng)類(lèi)前額葉皮層功能研究先驅(qū)久保田競(jìng)教授(Kisou Kubota)。李葆明至今依然記得,為給他做出國(guó)擔(dān)保,梅鎮(zhèn)彤教授拖著受傷的腿,跟他步行到幾公里外的公證處去做擔(dān)保公證,并語(yǔ)重心長(zhǎng)地對(duì)他說(shuō):“葆明,學(xué)成后,你可要回來(lái),我們國(guó)家的科研事業(yè)方興未艾,正需要人才?!碑?dāng)時(shí)正值“出國(guó)潮”,很多人出國(guó)后,留在國(guó)外發(fā)展。但李葆明深深記得梅教授的囑托。1990年10月,李葆明按期歸國(guó),在中國(guó)科學(xué)院上海生理研究所做博士后,之后留在了上海生理研究所任助理研究員、副研究員、研究員、所長(zhǎng)助理,并每年回昆明動(dòng)物研究所開(kāi)展學(xué)術(shù)交流。
2001年,李葆明隨楊雄里院士加盟復(fù)旦大學(xué),先后擔(dān)任復(fù)旦大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)研究所常務(wù)副所長(zhǎng)、復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,繼續(xù)開(kāi)展大腦前額葉皮層認(rèn)知功能的研究。李葆明的研究工作重點(diǎn)是學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)機(jī)制,尤其是關(guān)于認(rèn)知記憶的去甲腎上腺素能調(diào)控。他圍繞前額葉皮層去甲腎上腺素α2受體在工作記憶和行為抑制功能中的作用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,首次提供了行為藥理學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)的直接證據(jù),表明前額葉皮層α2受體是工作記憶所必需的,為注意力缺損多動(dòng)癥(ADHD)的發(fā)病機(jī)制提供了新的理論認(rèn)識(shí),為開(kāi)發(fā)無(wú)副作用的多動(dòng)癥治療藥物提供了新的靶點(diǎn)。
近些年來(lái),李葆明專(zhuān)注于腦科學(xué)與教育融合方面的研究,重點(diǎn)關(guān)注父母照料對(duì)兒童前額葉皮層結(jié)構(gòu)及認(rèn)知功能發(fā)育的影響。為此,圍繞腦科學(xué)與教育的系列相關(guān)問(wèn)題,記者采訪(fǎng)了李葆明教授。
早期不良經(jīng)歷對(duì)兒童認(rèn)知和情感發(fā)展構(gòu)成巨大威脅
《教育家》:李老師,近些年您一直在研究童年經(jīng)歷對(duì)人一生的影響。俗話(huà)說(shuō)“一朝被蛇咬,十年怕井繩”,人們對(duì)負(fù)面或痛苦的經(jīng)歷會(huì)產(chǎn)生恐懼記憶。那么童年時(shí)期負(fù)面的經(jīng)歷是如何影響大腦認(rèn)知功能的?那么,幸福的經(jīng)歷是不是可以促進(jìn)大腦的發(fā)育呢?
李葆明:童年時(shí)期的負(fù)面經(jīng)歷嚴(yán)重影響腦的認(rèn)知功能,尤其是情感功能。這首先要從我們的大腦前額葉皮層說(shuō)起。前額葉皮層是腦認(rèn)知活動(dòng)的最高中樞,它的重要性體現(xiàn)在注意力調(diào)控、行為抑制、工作記憶、行為計(jì)劃、思維推理、社會(huì)交往、情感調(diào)控等方面。前額葉皮層(尤其是前額葉眶回和背外側(cè)部)的結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育成熟需要漫長(zhǎng)的時(shí)間,發(fā)育過(guò)程一直持續(xù)到20歲或更晚,對(duì)于童年時(shí)期的負(fù)性應(yīng)激高度敏感。
研究表明,患有虐待相關(guān)的創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)的兒童,其前額葉(尤其是眶回)、顳葉和胼胝體的體積顯著小于正常兒童;虐待經(jīng)歷發(fā)生時(shí)的年齡越小,虐待持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),腦的體積就越小,學(xué)校課程成績(jī)?cè)讲?家庭應(yīng)激事件越多,眶回功能發(fā)育越差。一句話(huà),身心受到虐待的兒童,腦的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,早期不良經(jīng)歷通過(guò)這種潛在機(jī)制對(duì)兒童的認(rèn)知和情感發(fā)展構(gòu)成巨大威脅。
同樣地,兒童早期遭受的忽視也會(huì)導(dǎo)致大腦基本結(jié)構(gòu)受損,包括大腦白質(zhì)神經(jīng)纖維連接出現(xiàn)偏差,髓鞘化的軸突顯著減少。神經(jīng)纖維連接的靶向特異性降低、突觸密度的降低、髓鞘化程度的降低,將損害前額葉皮層在諸多認(rèn)知功能中發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)揭示了早期逆境如何影響大腦前額葉皮層的結(jié)構(gòu)與功能,并解釋了與忽視相關(guān)的兒童認(rèn)知功能缺陷。
幸福的經(jīng)歷當(dāng)然會(huì)促進(jìn)兒童大腦功能發(fā)育。教育家顧明遠(yuǎn)說(shuō):“沒(méi)有愛(ài)就沒(méi)有教育”。大腦的發(fā)育是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,突觸的形成和神經(jīng)回路的構(gòu)建主要發(fā)生在出生前后。人類(lèi)在出生后數(shù)月中,大腦的突觸迅速形成,密度與成年時(shí)接近;1—2歲時(shí)所有腦區(qū)的突觸密度達(dá)到高峰,比成人高50%。大腦不同區(qū)域的突觸密度達(dá)到高峰的時(shí)間點(diǎn)有所不同。人類(lèi)和非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物初級(jí)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)皮層(例如,視皮層)的突觸密度在出生后8個(gè)月內(nèi)達(dá)到高峰,而高級(jí)聯(lián)合皮層(例如,前額葉皮層)的突觸密度在出生后15個(gè)月左右達(dá)到高峰,這種高密度突觸水平一直持續(xù)到青春期,之后不斷經(jīng)過(guò)“修剪”減少至成人水平。這種“修剪”過(guò)程受成長(zhǎng)環(huán)境和生活經(jīng)歷的調(diào)控??鞓?lè)、幸福、豐富的生活和成長(zhǎng)環(huán)境促進(jìn)突觸的成熟和神經(jīng)回路的鞏固,尤其是在那些與學(xué)習(xí)記憶、認(rèn)知功能和情感調(diào)控密切相關(guān)的腦區(qū),例如海馬區(qū)、邊緣系統(tǒng)和前額葉皮層。
高質(zhì)量的母親照料促進(jìn)嬰幼兒的腦發(fā)育和情感發(fā)展
《教育家》:現(xiàn)在都在探討“原生家庭”的問(wèn)題,剛才您也談到兒童早期遭受的忽視可能會(huì)導(dǎo)致大腦基本結(jié)構(gòu)特性受損。那么,父母照料對(duì)嬰幼兒大腦結(jié)構(gòu)與功能有哪些影響?從您的專(zhuān)業(yè)角度出發(fā),您對(duì)年輕父母有什么具體建議?