邓安奇现在情况:脑与教育学习札记(10)——美国伊利诺州社会情绪学习标准

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/05/06 12:19:50

脑与教育学习札记(10)——美国伊利诺州社会情绪学习标准


伊利诺州社会情绪学习标准

目标1:为取得学业和终身的成就而发展自我察觉和自我控制的技能

为什么这个目标是重要的:

一些关键的技能和态度,可以为我们取得学业和终身的成就提供坚实的基础。如果我们能了解自己的情绪,就可以知道如何去驾驭它,并以建设性的方式去表达它们,使自己能应对压力,控制冲动,并且在克服困难达到目的时,保持自己主动进取的动力。为此需要发展一系列的技能,包括正确的评测自己的能力和兴趣,发展自己的强项,有效地利用家庭、学校和社区的资源。这些对学生在达到学业和个人目标方面的进展也是重要的。

 

学    标准

小学低年级

小学高年级

初中

高中前期

高中后期

A分辨和驾驭情绪与行为

 

 

1A.1a识别和正确地对情绪进行分类,并了解它们和行为的关系

1A.2a. 阐述情绪的强弱和引起它们的情境

1A.3a.分析压力或导致成功的动机形成的因素

1A.4a.分析思维和情绪如何影响决策和有责任心的行为

1A.5a.评估在不同情况下情绪的表达如何影响他人

1A。1b.显示出控制冲动行为的能力

1A.2b. 阐述和表明能以社会可以接受的态度来表达情绪

1A.3b.应用策略去驾驭压力和形成导致成功行为的动机

1A.4b.用某些方法来发展更为积极的态度

1A.5b.评估如何表达积极的态度去影响他人

B.认识人的内在品质和外部支持

 

 

 

 

1B.1a.识别自己的喜好、厌恶、需求希望、强项和弱项

1B.2a. 阐述你想发展的个人技能和兴趣

1B.3a.分析个人的品质是如何影响机遇和成功的

1B.4a.确定优先发展的强项和需要改进的方面

1B.5a.实现某项计划以建立强项、满足需求或面对挑战

1B.1b.识别家庭、同伴、学校、和社区的长处

1B.2b. 阐述家庭成员、同龄人、学校和集体成员如何支持学业的成功和负责的行为

1B.3b.分析如何利用学校和集体的支持和机遇来促进取得学业和终身成就

1B.4b.分析积极的成人角色和支持系统如何能促进取得学业和终身成就

1B.5b.评估如何发展兴趣和充实自己以有利于达到学业和终身成就

C.证明具有达到个人和学业目标的能力

1C.1a.阐述为什么学校在帮助学生实现个人目标中是重要的

1C.2a. 阐述为实现目标的计划和工作步骤

1C.3a.设定近期目标和实现它的计划

1C.4a.确定为实现目标使用资源和克服困难的策略

1C.5a.设置进一步的目标和有关的行动步骤、时间表、评价成绩的标准

1C.1b.确立获得学业成功和具有班级良好行为的目标

1C.2b.监测实现个人近期目标的进展

1C.3b.分析能否实现目标的原因

1C.4b.运用策略来克服实现目标中的困难

1C.5b.监测实现目标中的进展,按设定的标准评价行为

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目标2:运用社会认知和人际交往技能,以建立和保持积极的人际关系

为什么这个目标是重要的:

和别人建立并保持积极的人际关系,对于学业和一生的成功是非常重要的。这需要你能够赏识他人的想法、感觉和期望,包括那些和自己不同的想法、感觉和期望。此外,要建立与同伴、家庭和同事的积极的人际关系,需要具有与人合作、相互尊重地进行交流、以及建设性地解决与他人冲突的能力。

 

  标准

小学低年级

小学高年级

初中

高中前期

高中后期

A:能识别他人的情感和期望

2A.1a.认识到别人可能和自己有不同的体验

2A.2a.分辨包含提示他人感情的语言、身体、情景方面的线索

2A.3a. 在不同情况下预测他人的情感和期望

2A.4a.分析自己和他人期望的类似和差别

2A.5a.掌握如何表达对持有不同意见人理解的技能

2A.1b.用倾听的技巧来识别他人的情感和期望

2A.2b.描述他人表达出来的情感和期望

2A.3b.分析个人的行为如何影响他人

2A.4b.用交谈的技能来理解别人的情感和期望

2A.5b.掌握表达对他人情感有同感的方法

B.认可个人和集体间的相似点和差异

2B.1a. 阐述人与人之间相似和差异的表现方式

2B.2a.识别不同社会和文化人群间的差异和各自的贡献

2B.3a.阐明个人、社会和文化的差异如何可能增大欺凌弱小的倾向,以及预防它的方法

2B.4a.分析保守和偏见的根源,以及它们的负面影响

2B.5a.评价尊重他人以及反对保守与偏见的策略

2B.1b. 阐述别人具有的优点

2B.2b.证实能有效地与持有不同意见的人一起工作

2B.3b.分析为阻止由于个人和团体差异而导致欺凌弱小行为所采取行动的效果

2B.4b.显示对来自不同社会和文化团体他人的尊重

2B.5b.评价承认他人的权力如何有利于共同目标的实现

C.用交流和社会技能来有效地与其他人交往

2C.1a.识别与他人良好地工作和游玩的方法

2C.2a. 阐述交朋友和保持友谊的方法

2C.3a.分析和其他人建立积极人际关系的方法

2C.4a.评价向别人请求支持和为别人提供支持的作用

2C.5a.评价在和同学、老师、家人进行日常交往中运用的交流和社会技能

2C.1b.显示出在社会和班级中具有恰当的行为

2C.2b.分析在集体中有效工作的方法

2C.3b.显示出为提高集体的成绩而具有合作和团队工作能力

2C.4b.评价作为成员和领导者在集体中的贡献

2C.5b.规划、完成和评价对集体项目的参与情况

D.显示具有建设性地预防、驾驭与解决人际间冲突的能力

2D.1a.识别同伴之间通常发生的问题和冲突

2D.2a. 阐述冲突发生的原因和后果

2D.3a.评价预防和解决人际间问题的策略

2D.4a.分析如何倾听和进行针对性的交谈来帮助解决冲突

2D.5a.评价使用协商的技巧来达到双赢的效果

2D.1b.识别建设性地解决冲突的方法

2D.2b.运用建设性的方法来解决冲突

2D.3b.确定那些是不健康的来自同伴的威胁,评价对付它的策略

2D.4b.分析解决冲突的技巧如何有利于在团队中进行工作

2D.5b.评价现有的解决冲突的技巧,并计划如何加以改进

 

目标3:在个人、学校和社区环境中,显示出具有决策能力和负责任的行为

为什么这个目标是重要的:

促进个人的建康,避免危险行为,真诚和公平地对待他人,为构建自己所在班级、学校、家庭和社区的良好的氛围而做出努力,这是对民主社会中公民的基本要求。为了达到这样的要求,需要具有决策的能力;以及根据仔细确定的决策来采取行动,解决问题;变化不同的解决方案;预计每个行为的后果;对自己的决策进行评价和反思等方面的能力。

  标准

小学低年级

小学高年级

初中

高中前期

高中后期

A:在决策时考虑道德、安全和社会因素

3A.1a.解释为什么无正当理由的行为会伤害他人,而且是错误的

3A.2a.显示出能够尊重自己和他人的权力

3A.3a.评价诚实、尊重他人、公平和同情如何有利于自己在决策时考虑他人的需求

3A.4a.显示出在作涉及道德的决策时具有责任心

3A.5a.用道德论证来评估社会实际问题

3A.1b.能分辨引导行为的社会公约和安全考虑

3A.2b.显示出对社会公约如何影响决策和行为方面知识的了解

3A.3b.分析学校和社会规章设立的理由

3A.4b.评价社会公约和当权者的期望怎样影响决策和行为

3A.5b.考察不同的社会公约和文化如何影响它成员的决策和行为

B:运用决策能力去处理日常学业和社会事务

3B.1a.识别学生在学校应做出的决策内容

3B.2a.识别和运用作系统决策的步骤

3B.3a.分析决策能力如何能改善学习习惯和促进学业成绩

3B.4a.评价收集信息,提出多种选择和预期决策产生后果的能力

3B.5a.分析目前的决策对大学和终生事业选择的影响

3B.1b.当与同学交往时,能做出有益的选择

3B.2b.对学业和社会事务寻求不同的解答,并评估它们的后果

3B.3b.评价抵制参与不安全和不道德行为压力和吸引力的各种策略

3B.4b.运用决策能力来建立有责任心的社会关系和工作关系

3B.5b.评价负责任地决策将如何影响人际和团队关系

C:对学校和社区的安宁作出贡献

3C.1a. 识别并在班级中起到好的作用

3C.2a. 识别并在学校的集体中起到好的作用

3C.3a.评价如何针对学校的要求作出努力

3C.4a. 为改善学校的氛围,计划、实现和评价参与有关活动与组织的情况

3C.5a.和他人合作来计划、实现和评价为达到学校要求而进行的项目

3C.1b. 识别并在家庭中起到好的作用

3C.2b. 识别并在自己的社区中起到好的作用

3C.3b. 评价如何针对社区的要求作出努力

3C.4b. 为改善本社区的氛围,计划、实现和评价参与有关活动与组织的情况

3C.5b. 和他人合作来计划、实现和评价为达到较大社区的要求而进行的项目

发布于2006年01月05日 14:03 | 评论数(6) 阅读数(4909) 脑与教育

脑与教育学习札记(9)——关于学生社会情绪能力培养的学习标准


从亚里士多德(Aristotle)开始就把人的心智分成为三个部分:认知(Cognition)、情绪(Emotion)和意欲(Conation,Will)。但是在相当长的时期内,哲学界和科学界总是把情绪视为卑下的、初级的、兽性的延续,并认为只有理性才能将人的决策引向正确的方向。

两千多年前, 在孔子及其弟子言语集成的《论语》中,也提到人有七情六欲。在论语中,有这样一段“其中动而七情出焉。曰喜。怒。哀。惧。爱。恶。欲。情既炽而益荡。其性凿矣。故学者约其情使合於中。”意思也是人皆有情,但应约束和控制。在《论语》中,关于如何学习和进行道德修养论述很多,谈及情绪与学习和道德之间关系的很少,但是强调了约束、控制情绪和欲望,要使其适中。

实际上,组成我们心智的三个部分是不可分离的,情绪时刻与我们的认知、决策、价值判断、人际交往,以及日常生活过程相随相伴。艺术家注重进行的就是情感交流,特别是小说家和诗人对情绪感受的描写情有独钟,而且常常描述得很仔细,分析得很精确。西方学者开始重视情绪的研究始于130多年前达尔文的工作,1872年他发表了《人和动物的情绪表达(The Expression of Emotions in Man and Animals》一书,詹姆士(James)有关情感的理论在情绪研究界影响很大;再后来是佛洛伊德有关精神分析的理论。而上一世纪末Damasio夫妇的研究工作,包括对美国铁路工头盖茨病例的研究,推动了情绪神经科学的研究的新高潮。

我对情绪研究的兴趣始于1998年。那一年我读到了白宫会议有关情绪的专辑和《科学》杂志上的几篇文章,包括Davison情绪失控和暴力关系的文章,Kagan关于华裔儿童气质研究的文章等。1999年我收到了经合组织“脑工作机制和学习科学”国际研究项目第一次会议的纪要,上面有这样一段:研究表明:儿童时期具有的情绪能力,而不是他们的IQ,是他们以后生活中能否成功的最好预示。但是,目前正规的教育和大部分的家长们,强调的是认知能力,忽略了情绪能力培养的重要性。

 

时值我在教育部工作,可以看到一些事件的简报,结合中国的实际,我感到情绪教育太重要了,有紧迫的现实需求。在我应邀出席经合组织学习科学研究项目第二期的启动会议时,我决定以“要重视儿童情绪能力的培养”为题做报告。为此我走访和了解了国内四个研究单位的研究情况,阅读了一些书籍和文献。一位我国最资深的儿童精神病专家告诉我,他认为国内合格的儿童心理专家不过十余人。我用这个数字去向一位北大的专家咨询,她沉思了一下,回答我,不止吧,可能有百余人。三年过去了,现在心理师的培训有了全国连锁店,变化真快!只是不知质量如何?

2003年又我写了《儿童情绪能力培养》一文,并把对儿童情绪研究作为东南大学学习科学研究中心的研究重点。情绪涉及情绪、情感、激情、热情、心情和情绪能力等广泛的范畴,关于它们的定义和区别,我曾在《儿童情绪能力培养》一文中做过简单的介绍,主要是根据Damasio十年前写的一本很有影响的书《笛卡儿的错误》。去年有幸在哈佛结识了Damasio夫妇,今年3月他们又到南京访问了我们中心,接受了东南大学荣誉教授的职称,并做了一场水平很高的学术报告,反映了近十年在情绪研究上的进展,有些观点和国内一些文章、书籍上的观点不太一致。下面我给的定义是根据Damasio三月份在东南大学所作的报告给出的。

情绪(Emotion)包括不同的范畴,其中有缓慢的、较模糊的背景情绪,如积极、气餧等;有比较基本的、比较初级的情绪,如负面情绪中的恐惧(害怕)、悲伤、愤怒、厌恶、;正面情绪方面的快乐、等。有的情绪则比较复杂,需要较多的社会阅历,称它们为社会情绪,如同情、羞愧、轻蔑、骄傲、敬畏等。社会情绪现在不再称为二级情绪,因为近期的研究表明,社会情绪的形成是多途径的、复杂的过程,不一定由基本情绪演变而成。基本情绪在不同的文化中共性较多,而社会情绪受文化影响很大。

美国伊利诺州于2003年颁布了学生社会情绪能力的培养标准,我把它的目标摘译后,附在下面,该标准中列有分项目标,还列有对小学前期、小学后期、初中、高中前期、高中后期不同阶段的要求,配有许多辅助资料,我们将陆续译出。这个标准反应了心理学和脑科学的近期进展,标准有68页,第一页上写着是基于实证的社会和情绪学习计划。配套发行书的第一章可以在网上下载,我们也会将其摘译介绍。也许对建立和谐社会和道德教育的实际操作有参考价值

 

伊利诺州社会情绪学习标准

目标1:为取得学业和终身的成就而发展自我察觉和自我控制的技能

为什么这个目标是重要的:

一些关键的技能和态度,可以为我们取得学业和终身的成就提供坚实的基础。如果我们能了解自己的情绪,就可以知道如何去驾驭它,并以建设性的方式去表达它们,使自己能应对压力,控制冲动,并且在克服困难达到目的时,保持自己主动进取的动力。为此需要发展一系列的技能,包括正确的评测自己的能力和兴趣,发展自己的强项,有效地利用家庭、学校和社区的资源。这些对学生在达到学业和个人目标方面的进展也是重要的

 

目标2:运用社会认知和人际交往技能,以建立和保持积极的人际关系

为什么这个目标是重要的:

和别人建立并保持积极的人际关系,对于学业和一生的成功是非常重要的。这需要你能够赏识他人的想法、感觉和期望,包括那些和自己不同的想法、感觉和期望。此外,要建立与同伴、家庭和同事的积极的人际关系,需要具有与人合作、相互尊重地进行交流、以及建设性地解决与他人冲突的能力。

 

目标3:在个人、学校和社区环境中,显示出具有决策能力和负责任的行为

为什么这个目标是重要的:

促进个人的建康,避免危险行为,真诚和公平地对待他人,为构建自己所在班级、学校、家庭和社区的良好的氛围而做出努力,这是对民主社会中公民的基本要求。为了达到这样的要求,需要具有决策的能力;以及根据仔细确定的决策来采取行动,解决问题;变化不同的解决方案;预计每个行为的后果;对自己的决策进行评价和反思等方面的能力。

 

 

发布于2005年12月27日 16:52 | 评论数(16) 阅读数(7131) 脑与教育

脑与教育学习札记(8)——脑中不同的记忆系统


学习和记忆总是紧密的联系在一起,学习过程需要记忆,否则就不能通过学习影响我们的行为。记忆也是十分复杂的过程,每天我们会接触到大量的信息,当然不可能都记住,记住的也会忘记,有时记住的还不可靠。哈佛大学的Schacter教授写了一本书,数落记忆的七大罪过,说得就是记忆的复杂和不完整,甚至不真实,以及由此引出的伦理问题和法律问题。

上世纪50-60年代,认知科学家按照记忆的时间长短对记忆进行分类,将记忆分成感觉记忆、短时记忆和长时记忆。

 感觉记忆的时间在毫秒到秒级。感觉记忆主要包括视觉图像记忆、声音记忆和触觉记忆几个部分,视觉记忆可以保持几百毫秒;而声音记忆可以保留的较长。可以长至几秒,甚至达到20秒。短时记忆可以保持几秒到几分钟,它的容量大致为7±2个单元。例如,你需要临时记住一个陌生的电话号码,以便拨通,一般你能记住的位数是7±2位。如果你能把信息“打包”成信息组,你可以记住7±2组的信息。长时记忆能保存以天计,或是以年计的信息。

认知科学家Atkinson和Stiffrin在上世纪70年代提出了一个表述这三种记忆关系的框架模型《1》:
   
     

这个模型的不足之处是没有考虑信息在脑中处理的过程。实际上信息即使是瞬时的记忆,也会在脑中有处理的过程,处理加工的深度会影响长时记忆。同时,瞬时记忆处理的内容不仅可以直接取自感觉记忆的内容,也可以从已经存储在脑中的长时记忆里提取。因而,随着对记忆研究的深入,Allan  Baddeley等提出了工作记忆的模型,以修正和补充短时记忆的模型《1》。工作记忆也是瞬时记忆,例如,它的存储时间刚好能让你回答与你交谈者的问题。工作记忆模型包括三个部分:执行中心以及两个从属的感觉记忆的分系统:声音回路和视觉—视觉空间初级处理暂存画面。执行中心负责控制和协调感觉分系统和长时记忆之间的相互作用。在遇到新的情况时,这个中心也可以起到管理注意系统,调整感觉系统,协调和计划行为的作用。工作记忆的执行部位位于大脑的前额皮层,这个部位神经元的工作状态受神经递质多巴胺和谷氨酸的影响较大,也就是说它和情绪、食物、健康状态、以及药物服用等有关。工作记忆是有限容量的,它的容量随儿童的不同发育阶段而改变,不同人之间也有差异,有的认知科学家用对工作记忆的评测,预示儿童智力的发育和差异。

      


    在前面的几篇札记中已经介绍了,在分子层次上,记忆和发生在神经元突触处的改变有关。产生长时记忆需要伴随着突触处发生变化,最通常的机制是发生在信息沿神经元传递的长时程增强过程(LTP, Long-Term Potentiation)。在脑的某些部位,如位于颞叶内侧的海马区,神经元被激励时,携带着信息的电脉冲沿着轴突和树突传输,使突触处产生长时间的效应,我们称其为长时程增强过程,这时相应的突触处产生蛋白质分子的合成,就会生成长时记忆。

 

脑是高度特定化的器官。人的学习不是只有一种形式。认知科学家对正常人的认知过程进行研究,把学习分成两类,明晰性学习和不明晰的内隐学习。神经科学家通过对部分脑区被切除的病人进行的研究;对动物活体脑的研究;以及运用先进的脑功能成像技术对正常认得研究,进一步确认了脑中存在着两类不同的记忆系统。

一类对应于明晰性学习的记忆,称为陈述性记忆(或明晰性记忆)。在这一类里又可以分成情景记忆和语义记忆。情景记忆指我们记忆中保存的亲身经历的事件,如难忘的分离、喜庆的过程;而语义记忆是指我们获得的有关个人和周围世界的知识,它并不一定是我们亲身经历的,如我们日常习惯强调的认字、学计算规则、学外语生字等都属于这一类。进行明晰性学习时,我们是在有意识的情况下获得知识,获得的知识是可以用语言表达的、可陈述的,再提取的时候,也是有意识地进行提取。

认知心理科学家经过研究还确认了另一种学习方式,即不明晰的内隐学习。这种学习往往是在不知不觉,潜移默化中无意识地进行的,像我们学习骑自行车、学习母语的文法、习得的讲话的自然姿势、感觉触发、情绪反应等都属于这一类。神经科学家确认和扩展了认知心理学家对内隐学习方式的研究,认为内隐学习的内容会在脑中形成非陈述性记忆,包括情感记忆和动作记忆(认知心理学家注重研究认知,而往往忽略了情感记忆)。陈述性记忆重现时是有意识的提取;而非陈述性记忆的提取往往是无意识进行的,例如我们说母语时,并不需要去刻意考虑按文法组织语句,就是属于提取非陈述性记忆。

神经科学家的研究不仅证实了不同记忆系统的存在,并给出它们在脑中的大致部位,图中给出示意框图《2》。

        
    在研究记忆的历史上,一位匿名叫H.M的病人帮了神经科学家很大的忙。他因为治疗癫痫病,切除了颞叶内侧皮层中包括海马和海马附近的区域,手术以后,他保留了离手术时两到三年以前的记忆,也保留了其他的智力,但是失去了手术前两至三年的记忆,而且不能再形成可陈述的长时记忆。你进入他的房间,和他可以正常地谈话,但是当你走出房间再次进入时,他已经不认识你了,会把你当作陌生人对待。陈述性的长时记忆在海马处生成,而逐渐储存在新皮层区域。动作方面的记忆在基底节中的纹状体以及位于脑后部的小脑部位。基底节对运动控制是很重要的,基底节的体积随年龄增大而减少,特别是右脑的尾核。正常儿童尾核的体积和年龄的增长呈显著的负相关,而患多动症的儿童不存在这种关系。小脑对时间上需要精确控制的动作记忆是关键部位。情绪记忆主要的部位是位于颞叶内侧靠近海马的杏仁体处。这些结构的部位如下图所示: 
        
          
 

了解人有不同的学习方式,以及脑中存在不同的记忆系统,能给我们教育什么启示呢?

1,  既要重视明晰性学习,也要重视内隐学习,特别对儿童,非陈述性记忆形成要早,保留时间长,和我们通常指的素质培养关系最大。

2,  感觉记忆有两个相对独立的回路,来自听觉和视觉,形成长时记忆时,如何有效地运用这两个系统是需要研究的,特别在提高第二外语学习的效率方面。

3,  LTP如何使突触发生改变的?这也是一个复杂的过程,有基因也有环境的作用。有些结论是比较明确的,如人的一些基本需要能够满足时,如睡眠、饥饿等,记忆就可以较好的形成。情绪对形成记忆有很大影响,特别是恐惧。人在恐惧的情况下,一些神经元会变得“静寂”,而无法工作,而一些恐怖的记忆会保留的很长久,甚至影响一生。恐惧对儿童的影响最大,因为儿童的情绪控制能力较弱,这就是我们一再强调要保护儿童远离暴力和忽视(忽视也是一种伤害),重视儿童情绪能力培养的原因。

4,  更深入的研究儿童学习的过程。例如,我们说儿童在10岁或12岁以前,如果有条件学习第二外语可以达到母语的水平,这是指在第二外语文法掌握上,如果有合适的学习条件,这些儿童也可以像掌握母语文法一样,形成无意识提取的程序性记忆。这是需要特别的环境的,如一个家庭父母要分别讲两种语言,或是能够上较好的双语学校,而不是一个星期两节课,学几个单词就行了。对单词的记忆,人的一生中都可以进行,虽然儿童年幼时记忆力好,可是不去经常使用,学到的单词也会忘记的,而母语式的文法习得却是一生可以保存的。

5,  儿童形成长时记忆和脑中工作记忆处的信息处理过程有关,即和儿童原有的经历与条件有关,不同的人之间是不同的,不同年龄的儿童也是不同的,需要因材施教。

6,  神经科学家已经发现:长期存在的压力,会使海马萎缩。因为现在部分的学校和家长不重视儿童情绪的保护和情绪能力的培养,关于情绪记忆和情绪对学习的影响我们需要继续讨论。

还有什么?请大家讨论

 

主要参考资料

1,M.S.Gazzaniga, R.B.Ivry, G.R.Mangun, Cognitive Neuroscience, ISBN 0-393-97219-4

2,N.S.Gallen, A Primer on Learning: A Brief Introduction from the Neuroscience, Social Brain Conference, Barcelona, July 2004

 

 

发布于2005年11月30日 14:34 | 评论数(21) 阅读数(6265) 脑与教育

脑与教育学习札记(7)——突触保留得越多越好吗?


在有些电视台和报纸上,你经常可以看到这样的广告:你孩子的突触只用了10%,因而为了不输在起跑线上,你的孩子要……。这种广告宣传的内容大多是没有科学根据的。

 

脑发育的许多关键步骤是在出生以前完成的。在怀孕最初的几周里,神经管的发育就开始了。在怀孕7个月时,几乎所有构成成熟大脑所需的神经元都已生成。这个过程主要是由基因决定的。母亲的生理和心理状况会影响胎儿的生长,外部因素对胎儿的影响主要是因为影响了母亲的健康而导致的。

人从出生直到25岁左右,是脑的发育时期。人脑的发育期比一般的哺乳动物要长,这和人脑具有较大的皮层,特别是具有较大的前额皮层有关,这也说明人脑的复杂和学习经历的重要,说明人脑的功能受后天经历影响而变化的范围要较其它的哺乳动物大,因此科学家提出人脑具有可塑性(Plasticity)。什么是可塑性呢?目前通用的定义是,在外部环境刺激改变时,或是在脑内部本身产生某些缺失时,神经系统产生的某种调整。

人们对神经系统可塑性的研究产生兴趣,是因为环境对脑的发育会产生正面,也会产生负面的影响。人们希望知道,什么外界环境和经历,在什么时间段里对人脑的影响最大。人们可以利用可塑性研究的成果,对大脑有缺陷的人,特别是儿童进行治疗和恢复;可以在了解环境和早期教养对大脑影响的基础上,指导儿童的学习和成长。人对脑发育的研究在近年来取得了很大进展,这些研究为我们回答上述问题提供了许多有益的启示,但是这种探索还远远没有完成,对一些问题的看法也还有分歧。

 

新生儿平均脑的重量小于400克,而一般成年人脑的重量是1400克,绝大部分脑重量的增加发生在出生后的前5-6年,在六岁左右,脑重量已达到成人值的90%,最大值出现在20岁左右,这以后逐年有所减少。从出生到青春期,脑的体积增加了四倍,体积的增加也主要发生在最初的5-6年。平均来说,男性脑的体积要比女性的大10%。

在人出生后,脑发育过程至少会发生以下四方面的变化:

1,        神经元(细胞)突触的大量产生、连接和剪除,伴随着这个突触变化的过程,同时会发生神经元轴突、树突以及树突棘的生长和改变。

2,        轴突髓鞘化的过程。为了使沿着轴突传输的神经电信号传输加快,以及加固神经元之间的连接,在脑发育过程中,在神经元轴突的外面会形成一层磷脂分子的包层,这个过程称之为髓鞘化的过程,它是神经元正常工作所必需的。髓鞘化以后的轴突呈白色,这就是我们通常脑解剖图中看到的,称为白质的部分。

3,        功能区的连接和重组。脑的不同区域起着不同的作用,儿童和成年人脑中各区域的分工是有不同的,在脑的发育过程中,脑的功能分区会逐渐明朗和变化。

4,        神经递质的发育。神经递质对脑功能的影响是很大的,对这方面我们目前还了解得比较少。

   所以,在脑的发育过程中不仅是发生突触变化和连接这样一个过程,而是至少要考虑上述几个过程。

   在婴儿出生前后,会很快的生成大量的突触,称为突触发生过程(synaptogenesis)。这大量生成的突触之间的连接是杂乱的,不稳固的,它们大多是不具备功能的,然后在基因和外界刺激的共同作用下,突触进行连接优化和连接稳固的过程。这个过程在不同的脑区是不一样的,在同一脑区中,不同时间里的变化也不一样,有时快,有时较平稳。这种变化过程受基因的控制和受外界教养环境的影响程度也不一样。出生后,脑的新陈代谢(葡萄糖消耗,突触产生功能的一个大致的标志)在幼年时要比成人高。大致在4-5岁时达到最高值,约为成人的150%。在大约10岁时大多数皮层的新陈代谢降到了成人的水平,新陈代谢量的下降伴随着突触总量的降低。因此,突触的生成、连接优化和剪除都是必要的,剪除也是突触优化的过程。

下面两张图摘自芝加哥神经生物学家Peter R. Huttenlicher 的专著(1)。第一张图说明视觉和听觉皮层突触到达最大值的时间,要比前额皮层要早。轴突、树突和突触生成对视觉和听觉皮层来说,4-12个月时突触密度就达到了峰值,约为成人时密度的150%,随后会剪除。2-4岁时在视觉皮层中突触密度逐渐降到了成人水平。前额皮层则较慢。峰值出现在一岁以后,10-20岁之间才能降到成人的水平。这个过程的先后,反映了不同皮层区域功能发育的顺序。一般可以这样认为,在突触快速增加的时段表示该种功能出现,突触的峰值时段对应着该皮层区可塑性较好的时段,而当该区域突触剪除并降到成年人水平时,表示该种功能的可塑性降到成人的水平。因此,人脑较早发育的是初级感知皮层,如视觉、听觉皮层等发育成熟得要早些,然后是动作皮层、联合皮层和边缘皮层(包括被称为情绪发动机的杏仁体)。而负责脑高级功能的区域,如控制功能和逻辑推理功能的前额皮层要到20岁以后才能最后发育完成。

 

图2显示的是和语言有关的几个区域:Heschl回是听觉皮层区;Wernick区是语言理解的区域;而Broca区是语言表达区。从突触发育的情况看,婴儿先有听觉,在能开口说话以前就能听懂一些语言,养育者应该在婴儿会说话以前,就和他讲话。

突触的大量生成是基因设置的过程,突触的连接需要外界的刺激,至少需要外部刺激的触发。一些基本的感知功能,如视觉、听觉、触觉等方面突触的连接受基因的影响较大,但也会受到经历的影响,存在对外界刺激敏感的关键期,而脑的一些高级功能,如认知、决策、逻辑推理等,受外界环境的影响就大一些,脑在这些功能上具有可塑性的时间就长,甚至是终生都可以具有。现在对脑发育功能研究得比较清楚的是视觉的发育过程和语言的习得过程,包括第二语言的习得过程,对于不同种类记忆的形成,情感的发展过程也有相当多的研究结果已经发表,关于这些,我们将逐步和大家讨论。

从目前神经科学进展的情况来看,我们对人脑可塑性的了解,还只是初步,因而一些有关的研究结果主要用于对残疾和有疾病儿童的治疗,以及避免对儿童正常成长不适当忽略和虐待行为,让儿童能有一个幸福的、正常的和有益的童年,重视他们身体健康和社会情绪的培育,为他们一生的发展打下基础。我们不主张让儿童参与一些强化训练,更不应该给儿童随便吃药,以求提高智力。对于一些开发儿童潜能的项目,可以要求他们介绍项目的科学依据,一般应该有若干篇发表在有信誉的科学杂志上署名的科学论文作为依据。

主要参考文献

Peter H Huttenlocher, Neural Plasticity,Harvard University Press,2002,ISBN 0-674-00743-3