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1、第1页/共40页脑的终身可塑性第2页/共40页有研究证实，有一位老人因脑溢血左脑损伤严重，完全丧失语言能力。半年后期语言能力逐渐得到恢复，用光导测定仪测定他的语言中枢转移到了右半球，一年后再次测定，发现左半球被破坏了的语言中枢有得以恢复。第3页/共40页什么是脑的可塑性 脑的可塑性，也叫神经可塑性，是指脑按照新经验对神经通路进行重组的终生能力。当你记忆一项事实或学习一项技能时，大脑必须发生功能上的改变来代表新知识。我们以照相机的胶片打个比方，假设胶片代表脑。现在我们使用照相机拍摄一张树的照片。在拍照片时，胶片被暴露在新信息一棵树的图像之前。为了保留这个图像，胶片必须对光线起反应并发生变化，以记
2、录下树的影像。同样，为了使新知识能够保留在记忆中，脑中必须发生一定的变化来代表新知识。也可以从另一个角度说明可塑性，想象一下用硬币在粘土上压出一个痕迹来。为了让粘土出现硬币的压痕，粘土必须发生变化，即当硬币压入粘土时粘土的形状发生了变化。同样，当发生新体验和感官刺激时，脑神经功能必须重组。可见，大脑随学习而变化的能力就是可塑性。第4页/共40页脑的可塑性依据理论依据 单个神经元不能工作，要靠轴突连接相邻神经元才能进行工作。神经元的树突负责接收从其他神经元传来的信息。一个神经元的轴突和相邻神经元的树突连接部分的微小缝隙，就构成了突触。突触中的传递介质控制着大脑的活动，传递介质蓄积在轴突末端的小囊
3、里。神经信息的电脉冲信号到达轴突末端时，会对突触小囊产生刺激，受到刺激的小囊破裂，传递介质被释放到突触问隙中。此时释放出来的传递介质就在仅l50000毫米缝隙里的体液海洋中邀游。释放到突触间隙中的传递介质为了完成传达信息的使命，必须被目标细胞所接收。目标细胞表面附着有接收传递介质的“接收体”。接收体是类似钥匙孔的东西，只能接收特定的传递介质，当它接收到特定的传递介质后，就可以激活或抑制自身细胞的活动。人们学习时，传递介质被特定的接收体接收，形成了神经回路，人们就可以获得新能力。例如，通过集中练习高尔夫球，可以激活某一特定领域的细胞群，使突触相结合。被称为“高尔夫细胞”的一群细胞的活性化能够使我
4、们的球技得到提高，即使不能达到职业选手的水平，反复的练习也能够使学习过的技术半永久性地保持住。第5页/共40页 实验依据20世纪80年代美国有一位学者Merzenich，他做了一项著名的研究：通过强化训练猴子手指的触觉，来研究行为训练对大脑皮层结构的影响：首先，在实验前Merzenich观察了被训练猴子五指所对应的脑皮层的厚度，并将数据记录下来。之后Merzenich让猴子的第2、3、4、5这四根手指，不断地触摸各种具有不同触摸特性的物品，这样的训练持续一段时间后，研究人员发现四根手指的触觉越来越发达，而感知这四根手指的脑部区域也扩大了。此后，Merzenich又做了一个实验，把猴子的其中一个
5、指头切掉，研究假设感受该指的脑区就没有事情做了，因为感觉区域是一一对应的，感受被切除的指头的脑区是专门接收这个指头的感觉信号的。但研究结果却发现，原来只接收被切除手指感觉信息的脑区开始接收来自临近手指（未被切除的手指）的感觉信息了，并没有如研究预期那样，主管被切除手指的脑区并没有闲下来，而是很快就“自谋职业，找到了新的工作”。第6页/共40页一项研究对8名年轻人进行了为期5周的强化词汇记忆训练，并在训练开始后每周做一次磁共振扫描（MRI），被试在接受MRI扫描的同时还进行记忆方面的测试，以研究言语记忆训练对大脑功能的影响，结果表明，在训练结束后，被试的言语记忆能力明显提高，同时与记忆有关的一些
6、脑区的活动水平也明显提高，从而提示正常成人脑功能的可塑性。这类研究在其它疾病人群，如精神分裂症的相关研究中也得到了证实，如国内外研究均证实，通过系统的认知训练，如认知矫正治疗（CRT）,可以明显地改善精神分裂症患者与工作记忆相关的大脑区域的功能活动水平。这些研究提示，无论是健康者，还是各种神经精神疾病患者，是可以通过科学、系统的训练获得脑功能的提高或改善的。第7页/共40页 通过学习可以获得新的功能。如学习游泳、骑自行车等技能，使相应的脑区获得这些功能。如果不学，大脑是不会自动具备这些能力。脑的可塑性终生都存在。提示我们活到老，学到老。对于老年期认知功能减退，应用功能可塑性理论，通过科学的认知
7、训练，延缓大脑衰退，提高健康老人的认知功能，如记忆力等。疾病的治疗，如精神分裂症，各种脑损伤患者等，智障儿童，学习障碍，如阅读障碍的行为矫治等，脑的可塑性是康复训练的科学基础。人脑的可塑性意义第8页/共40页如何健脑科学锻炼，健身的同时也会健脑人们可以通过跑步等自己喜欢的形式，坚持进行体育锻炼。锻炼的强度至少要达到出汗，不能时间太短或强度太小。科学研究发现，体育锻炼会增加我们脑内一种称作“内啡肽”的物质的释放，而这种物质会增进我们的愉悦感与放松感，同时促进我们大脑神经元的活动，增强神经元再生，如最新研究发现，通过跑步，可以促进遭受创伤的小鼠海马神经元的再生，从而提高其认知功能。在美国进行的对两
8、千多名老年人进行的研究表明，那些爱运动的老年人的脑功能明显比那些不爱运动的老年人要好，表现为反应更快，记忆更好等。其实动物的饲养方式对动物捕食能力的影响，也提示了这一现象，野生动物比圈养动物反应灵敏，行动敏捷，原因可能就是行为对脑功能不断强化的结果。圈养的动物没什么事情做，脑子闲置下来，脑功能就会相应地退化第9页/共40页不要吝啬用脑，接受知识和思考的过程就是在健脑研究证实，受教育程度是老年痴呆病的重要保护因素，学历越高，教育程度越高，患老年痴呆的可能性就越小。在农村地区，那些接受教育少，不爱动脑子的老年人更容易患老年痴呆，高学历的人会经常主动或被动地接受各种知识，脑子常处于思考状态，神经系统
9、总是在不断地接受训练，因此，患老年痴呆的可能性就小些。因此，我们要经常动脑，善于接受各种新知识，这样我们的脑功能才会越来越好。第10页/共40页 不断接受挑战，神经元之间联系不断加强 特别善于接受挑战的人树突的长度比不善于接受挑战的人的树突要长很多。大脑最核心的细胞叫神经元，神经元包含轴突和树突两个重要结构，神经元之间要互相联系，就是通过树突和轴突联系起来的，人类的各种思维活动更多的依赖于神经元之间的各种联系，尤其是树突联系，树突越多越长，说明神经元之间的联系越多越强，人的脑功能就会越好。动物试验证实，神经元树突越多、联系越紧密，其认知功能越好、脑功能越强。动物试验证实，环境越丰富，越具挑战性
10、，其树突联系就越紧密，脑发育就越好。研究人员把小鼠在笼子里养，一类笼子里的小鼠只给水和食物，不给玩具；另一类笼子的小鼠，除了给水和食物外，还有很多玩具，且每隔三四天就把玩具换一下。之后，研究人员将两类笼子里的小鼠的大脑皮层做比较后发现：两类笼子里的小鼠皮层厚度不一样，有玩具的比没有玩具的大脑的皮层的厚度要厚10%左右。第11页/共40页第12页/共40页1：成人脑重约1400克1500克，新生儿脑重350克，每天增长1.5克，到9个月时已达600克，增长近 一 倍;2.53岁 时，增 至9001010克，相当于成人脑重的三分之二;7岁时达1280克，为成人脑重的90%。2：重量与体积的增加是由
11、于神经元体积加大，树突成分增长，轴突的髓鞘以及胶质细胞增加。幼儿2岁时，突触数量已达成人水平。3岁时约有1000万亿个突触，这种密集状态是成人的2倍。第13页/共40页据估计，大脑从开始发育时算起神经元的数量就以每分钟25万的速度递增，到出生时最多,达到大约1000亿个。出生之后神经元的数量就不会再增加了，但是会急剧的生长出很多的树突和轴突。这些突触的连接非常重要，因为脑神经细胞的连接方式决定着婴儿的大脑如何处理新的信息。这些神经细胞的连接70%80%是在3岁前形成的第14页/共40页新生儿的神经元发育过程第15页/共40页研究证实，反映脑细胞功能的突触数量与接受信息早晚、多少有关。婴儿出生时
12、的突触连接只有成人的1/10;如出生后即予适宜的信息刺激，1个月时脑细胞突触总数可增加20倍;3岁时，幼儿的突触连接几乎是成年人的两倍第16页/共40页蒙台梭利提出：在人的一生当中，幼儿期智力发展最快。这一时间也被称做智力发展的“敏感期”。在“敏感期”内开发智力，其效果是事半功倍；而错过“敏感期”则是事倍功半，甚至会造成永远无法弥补的过错第17页/共40页意大利教育家蒙台梭利说：儿童出生后三年的发展在其程度和重要性上超过儿童一生的任何阶段。前苏联著名生理学家巴甫洛夫的话，更令人震惊：婴儿生下来的第三天开始教育，就晚了两天了。“美国心理学家布鲁纳说：一个孩子到4岁时，其智力发展了50，另外30到
13、8岁时发育完成，其余20到17岁完成。前苏联教育家马卡连柯说：教育基础主要是5岁以前奠定的，它占整个教育过程的90。第18页/共40页美国著名 心理学家布鲁姆对近千名儿童从出生到成年跟踪研究，结果表明：5岁前为智力发展最为迅速的时期。如果17岁100%1岁20%4岁50%8岁80%13岁92%第19页/共40页什么是关键期？动物的某些感觉，运动，和人的语言能力要想的到发展，需要在特定的阶段获得特定的经验，如果在特定阶段，特定时间得不到特定经验就会对大脑的特定功能造成不可逆的改变，这个阶段就叫关键期第20页/共40页关键期相应的实验研究：二十世纪六十年代由大卫休伯及其同事对动物视觉系统的研究。他
14、们通过缝合出生后不久的猫或猴子的一只眼睑，随后再打开它，研究了动物视觉系统的早期发展他们发现即使后来重新打开眼睑，这些动物也无法获得视觉功能，他们的研究表明这段时间内关闭一只眼睛对动物的大脑中视觉区域的结构有明显影响但是对成年的猫进行同样长时间的甚至更长时间的视觉剥夺则不会影响他们的视觉能力和大脑结构。可见只有幼年动物在其大脑发展的关键期才会对这种视觉剥夺产生敏感。第21页/共40页这样的例子还有很多比如：“狼孩”的例子，狼孩一生都没学会说话。因为他已经错过了语言学习的关键期，他的大脑结构与正常人的已不再相同，这种影响是不可逆的。第22页/共40页“母亲印刻”奥地利动物学家奥地利动物学家劳伦兹
15、在1937年发表的鸟类的情感世界首次提出“印记”这个词，用于研究动物社会行为现象及其形成的关键期。印记是指动物出生不久拥有的一种本能的特殊的学习方式，印记式学习通常在极短的时间内完成，学得后持久保持不易消失。劳伦兹研究发现刚孵化出来的雏鸭对接触到的运动物体如人，母鸡，会动的玩具，会很快学会与之亲近并把其当成母鸭一样跟随，如果在孵化出来之后一段时间不与外界活动对象接触，就不会出现印记现象，这一时间就是动物印记形成的关键期。第23页/共40页小鹅找妈妈：劳伦茨研究灰雁（灰色天鹅）时发现，小雁破壳而出后，最先接触什么，就把什么当妈妈，包括母鸡、鸭子、甚至是劳伦茨本人。劳伦茨去游泳，小雁就在他身边游水
16、，与他嬉戏，啄他耳朵、头发，人们称劳伦茨是“长胡子的鹅妈妈”。劳伦茨把这种现象称为“母亲印刻”。就是说，动物出生最早一段时间接触到的东西，会印刻在脑中，错过这个印刻期，印象就不留痕迹。后来人们发现很多动物都有印刻期，例如小鸡出生后3、4天不见母鸡，就永远不会追随母鸡。5、6天内听不到母鸡叫声，对母鸡叫声就再无反应。小狗本来有挖洞本能，出生后1、2个星期没有机会挖洞，就永远不会挖洞了。后来发展到对人类的研究，也发现同样的规律，这就是人类的关键期、最佳期现象。第24页/共40页长着大胡子的鹅妈妈长着大胡子的鹅妈妈第25页/共40页蒙台梭利提出的敏感期：感官敏感期 05岁语言敏感期 06岁秩序敏感期
17、 04岁动作敏感期 06岁细节敏感期 1.54岁书写敏感期 3.54.5岁阅读敏感期 4.55.5岁社会规范敏感期 2.56岁文化敏感期 69岁第26页/共40页语言敏感期 婴儿开始注意大人说话的嘴型，并开始牙牙学语时就开始了语言敏感期。学习语言对成人来说是个困难的工程，而幼儿能很容易的学会母语，正是因为自然赋予了他们语言敏感力。因此如果孩子在两岁左右还迟迟不肯开口说话，就要到医院确认孩子是否有语言障碍了。语言能力影响孩子的表达能力，父母在语言关键期多给孩子讲讲故事，多引导孩子说话会给其日后的人际交往奠定良好的基础。第27页/共40页秩序敏感期孩子需要一个有秩序的环境来帮助他认识事物，熟悉环境
18、。一旦他所熟悉的环境消失，他就会无所适从。蒙台梭利研究发现，孩子会因无法适应环境而恐惧，哭泣或者大发脾气。因而确定“对秩序的要求”是幼儿极为明显的一种敏感力。幼儿的秩序敏感力常表现在对顺序性，生活习惯，所有物的要求上。蒙台梭利认为如果成人不能给孩子提供一个有序的环境，孩子便没有一个基础以建立对各种关系的知觉第28页/共40页由于儿童成长的需要，对许多事物喜欢有顺序。根据对儿童的观察发现儿童排列物品的方式在习惯上有三种。第一，如果发现物品摆放的位置或排列的顺序符合他喜欢的顺序，便显得非常兴奋；第二，看到物品放置的位置和排列顺序不合其意，便会恼怒不悦，严重时会打散推倒物品以示不满；第三，对于喜欢的
19、物品可能不停地排序，反复排列，而且不喜欢别人干扰，做完了还会自动物归原处。第29页/共40页目前，人类对自身大脑的认识和开启远远不足。而开启大脑的工作，不能等脑全部成熟再进行。最好的开智时机应从婴幼儿开始，因为这时的大脑正在迅速发育时期，有许多空间需要输入新信息，有许多细胞需要填入新鲜的活力，就好像一块松软的塑泥，我们可以随心所欲地去塑造。第30页/共40页以语言功能为例，语言是人和其他动物区别的重要标志，也是大脑成熟的重要标志。人类语言能力在相当程度上是由遗传决定的。但是，语言的习得显然需要学习，在语言发育的关键期，语言相关脑结构的可塑性特别强，因此儿童有极强的语言能力。随着年龄的增大，这种
20、可塑性逐渐降低。虽然左脑先天就有语言习得的优势，但在青春期前，左右脑极大的可塑性使右脑也有可能成为语言活动的优势脑。除了少数儿童天生就以右脑为语言优势脑外，左脑损伤的儿童或错过了语言发展关键期的儿童都可能发展以右脑为优势脑的语言。即使错过语言习得的关键期，由于脑的可塑性，儿童的语言能力也并非一定就不能逆转，仍能在一定程度上习得语言。可塑性与关键期的关系第31页/共40页 脑发育的关键期现象实际上表明了脑在外界刺激的作用下发生结构与功能重组的巨大可能性，也即脑的可塑性问题。神经生物科学对脑的可塑性的研究表明，脑的结构与功能在出生后并非一成不变，而会因外界刺激的影响发生改变。一方面，在良好适宜的环
21、境刺激下，脑的神经元回路的建立、神经元条件活动的建立以及皮层的功能代表区都将沿着更有效地适应外界环境、更有效地实现与环境积极互动的方向发展。例如，研究人员发现，在有玩具的笼子中生长的幼鼠与在贫瘠环境中生长的幼鼠相比，脑中每个神经元的突触数前者比后者多25%。通过训练猴的某一手指运动，其在皮层的代表区显著增大。另一方面，在刺激过度、刺激不足或在消极的情绪刺激环境中，脑的结构与功能的正常发育将受到严重阻碍。研究发现，过强、过量的刺激会使大鼠海马的突触功能降低，神经回路的形成发生困难。很少活动或很少进行社会性互动的幼儿，他们的脑比正常同龄人小20%到30%。处于焦虑或压力情景中的个体，其脑内谷氨酸、
22、可的松等的过度分泌可导致脑细胞的死亡与神经连接的减少。有关脑的关键期与可塑性的神经生物科学研究启示人们重视脑发育的关键期，注意在关键期中提供适宜的环境；同时，更要充分重视提供数量适宜的刺激，重视为个体脑的正常发展提供稳定的情绪支持。第32页/共40页 脑发育的关键期现象实际上表明了脑在外界刺激的作用下发生结构与功能重组的巨大可能性，也即脑的可塑性问题。神经生物科学对脑的可塑性的研究表明，脑的结构与功能在出生后并非一成不变，而会因外界刺激的影响发生改变。一方面，在良好适宜的环境刺激下，脑的神经元回路的建立、神经元条件活动的建立以及皮层的功能代表区都将沿着更有效地适应外界环境、更有效地实现与环境积
23、极互动的方向发展。例如，研究人员发现，在有玩具的笼子中生长的幼鼠与在贫瘠环境中生长的幼鼠相比，脑中每个神经元的突触数前者比后者多25%。通过训练猴的某一手指运动，其在皮层的代表区显著增大。另一方面，在刺激过度、刺激不足或在消极的情绪刺激环境中，脑的结构与功能的正常发育将受到严重阻碍。研究发现，过强、过量的刺激会使大鼠海马的突触功能降低，神经回路的形成发生困难。很少活动或很少进行社会性互动的幼儿，他们的脑比正常同龄人小20%到30%。处于焦虑或压力情景中的个体，其脑内谷氨酸、可的松等的过度分泌可导致脑细胞的死亡与神经连接的减少。有关脑的关键期与可塑性的神经生物科学研究启示人们重视脑发育的关键期，
24、注意在关键期中提供适宜的环境；同时，更要充分重视提供数量适宜的刺激，重视为个体脑的正常发展提供稳定的情绪支持。第33页/共40页 脑发育的关键期现象实际上表明了脑在外界刺激的作用下发生结构与功能重组的巨大可能性，也即脑的可塑性问题。神经生物科学对脑的可塑性的研究表明，脑的结构与功能在出生后并非一成不变，而会因外界刺激的影响发生改变。一方面，在良好适宜的环境刺激下，脑的神经元回路的建立、神经元条件活动的建立以及皮层的功能代表区都将沿着更有效地适应外界环境、更有效地实现与环境积极互动的方向发展。例如，研究人员发现，在有玩具的笼子中生长的幼鼠与在贫瘠环境中生长的幼鼠相比，脑中每个神经元的突触数前者比
25、后者多25%。通过训练猴的某一手指运动，其在皮层的代表区显著增大。另一方面，在刺激过度、刺激不足或在消极的情绪刺激环境中，脑的结构与功能的正常发育将受到严重阻碍。研究发现，过强、过量的刺激会使大鼠海马的突触功能降低，神经回路的形成发生困难。很少活动或很少进行社会性互动的幼儿，他们的脑比正常同龄人小20%到30%。处于焦虑或压力情景中的个体，其脑内谷氨酸、可的松等的过度分泌可导致脑细胞的死亡与神经连接的减少。有关脑的关键期与可塑性的神经生物科学研究启示人们重视脑发育的关键期，注意在关键期中提供适宜的环境；同时，更要充分重视提供数量适宜的刺激，重视为个体脑的正常发展提供稳定的情绪支持。第34页/共
26、40页 脑发育的关键期现象实际上表明了脑在外界刺激的作用下发生结构与功能重组的巨大可能性，也即脑的可塑性问题。神经生物科学对脑的可塑性的研究表明，脑的结构与功能在出生后并非一成不变，而会因外界刺激的影响发生改变。一方面，在良好适宜的环境刺激下，脑的神经元回路的建立、神经元条件活动的建立以及皮层的功能代表区都将沿着更有效地适应外界环境、更有效地实现与环境积极互动的方向发展。例如，研究人员发现，在有玩具的笼子中生长的幼鼠与在贫瘠环境中生长的幼鼠相比，脑中每个神经元的突触数前者比后者多25%。通过训练猴的某一手指运动，其在皮层的代表区显著增大。另一方面，在刺激过度、刺激不足或在消极的情绪刺激环境中，
27、脑的结构与功能的正常发育将受到严重阻碍。研究发现，过强、过量的刺激会使大鼠海马的突触功能降低，神经回路的形成发生困难。很少活动或很少进行社会性互动的幼儿，他们的脑比正常同龄人小20%到30%。处于焦虑或压力情景中的个体，其脑内谷氨酸、可的松等的过度分泌可导致脑细胞的死亡与神经连接的减少。有关脑的关键期与可塑性的神经生物科学研究启示人们重视脑发育的关键期，注意在关键期中提供适宜的环境；同时，更要充分重视提供数量适宜的刺激，重视为个体脑的正常发展提供稳定的情绪支持。第35页/共40页心理学的研究发现，在人类脑高级功能的语言、社会性情感以及音乐、运动技能等方面的发展中存在关键期(也称敏感期)。就第一
28、语言的获得而言，一般认为如果在青春期前，个体由于某种原因失去语言习得的机会，那么该个体的语言能力将受到永久的损害。对第二语言而言，研究发现，儿童分辨外来语语音的能力在8-12个月间持续下降，至12个月时，与4岁儿童接近；7岁前接触第二语言环境，则其语法水平与母语接近，而在青春期后才接触第二语言，那么其语法学习将费时、费力，且语法错误增多。脑高级功能发展的关键期现象充分表明了在适宜的时间提供适宜教育的必要性与可行性，重视在适宜的时间提供适宜的环境与教育，抓住儿童发展与教育的最佳期，对于促进儿童发展的优化与教育效益的提高具有重要的价值。第36页/共40页值得注意的是，由于人类脑高级功能的高度复杂性
29、，儿童发展与教育的关键期有别于动物或人类视觉系统等领域表现出的关键期现象，它们一般不具备不可逆与精确的时间表，在关键期外，个体的心理能力仍然可能获得发展，因此称其为敏感期更为妥当。儿童发展与教育敏感期问题的研究还是初步的，尚有待于进一步探讨。为此，既应重视儿童发展与教育的敏感期，及时提供适宜的环境与教育刺激，同时也要注意避免过分夸大敏感期的作用，误以为在敏感期外，个体的心理能力便失去可塑性。总之，随着脑科学研究的扩展与研究技术的进步对脑的多层面研究已经为教育提供了多方面的有益启示，使全社会认识并高度关注建立适于脑、促进脑的教育，这对于我国儿童潜力的开发、人口素质的提高将具有深远的影响。第37页
30、/共40页以语言功能为例，语言是人和其他动物区别的重要标志，也是大脑成熟的重要标志。人类语言能力在相当程度上是由遗传决定的。但是，语言的习得显然需要学习，在语言发育的关键期，语言相关脑结构的可塑性特别强，因此儿童有极强的语言能力。随着年龄的增大，这种可塑性逐渐降低。虽然左脑先天就有语言习得的优势，但在青春期前，左右脑极大的可塑性使右脑也有可能成为语言活动的优势脑。除了少数儿童天生就以右脑为语言优势脑外，左脑损伤的儿童或错过了语言发展关键期的儿童都可能发展以右脑为优势脑的语言。即使错过语言习得的关键期，由于脑的可塑性，儿童的语言能力也并非一定就不能逆转，仍能在一定程度上习得语言。可塑性与关键期的关系第38页/共40页谢谢观赏WPS OfficeMake Presentation much more funWPS官方微博kingsoftwps第39页/共40页感谢您的观看。第40页/共40页