浅谈脑发育特点和终身学习的关系

刘红丽

摘 要：学习是极其复杂的社会文化与生物现象，与神经结构与功能之间存在着相互的作用与影响。大脑发育的敏感期容易接受经验的影响以促进大脑结构与功能的发展。脑本身具有“可塑性”可以被环境或经验所修饰塑造其结构和功能。本文主要从脑发育特点的敏感期和终身可塑性两方面讨论不同年龄阶段学习的特点。

关键词：脑发育；敏感期；可塑性；终身学习

学习是极其复杂的社会文化与生物现象，不仅涉及到社会、文化、心理等方面，而且也与神经结构与功能之间存在着相互的作用与影响。脑的作用非常重要，它是思维之所，它不断地与人体其他部分发生着交互作用。人类正常脑的发育都遵循类似统一的步骤。出生一年内，脑重增加最快，6、7岁时，幼儿脑重约为1280克，基本接近成人水平。个体大脑各区成熟路线为：枕叶—颞叶—顶叶—额叶。到幼儿末期，大脑皮质各区都接近成人的水平，7岁时连发育最晚的额叶也基本成熟。脑在出生前的最快发育时期内（怀孕后10—26周），每分钟大约能形成25，0000个神经元细胞。婴儿出生的时候，神经元的数目达到最多，在150亿—320亿之间。

神经元之间的交流受若干因素的调控，最重要的因素——“修剪”。修剪包括神经元会增加其突触的数量（突出发生），同时神经元数量可能减少。其微观水平上的因素：轴突终末释放的神经递质的数量、神经递质通过突出见习移动的速度、接受神经元表面受体的数量，其中，后两者对已有突触联结的加强或削弱。另一个因素——髓鞘化。髓鞘是一层脂肪类的物质，有绝缘的作用。髓鞘化后轴突的传到速度比髓鞘化之前快100倍。学习的结果既可以是新突触的形成，也可以是已有突触联结的加强或削弱（甚至消失）。前者以儿童或青少年为主，后者则已成年为主。与突触的变化（突触生成、修剪、加强、削弱）相一致的是，髓鞘化的过程也依赖于经验（Stevens and Fields，2000）。

第一方面，脑发育的敏感期。脑发育敏感期就是指大脑的结构或者功能对特定的外部刺激非常敏感的阶段。在这个阶段，大脑特别容易接受经验的影响以促进大脑结构与功能的发展。另外，需要与敏感期相区分的一个概念是关键期。关键期是指大脑的结构或者功能需要特定的、适宜的经验才能得到持续的发展。如果特定的、适宜的经验没有发生，则大脑某个方面的结构或者功能的发展可能会受到永久的影响。因此，敏感期强调发展中的某个阶段某些能力容易受到经验的影响与改变，因而敏感期的研究对教育研究者与教育实践者具有重要的价值。

脑成像技术发现，儿童晚期会出现第二次神经增殖和修剪高潮，这次高潮的重要部分发生在少年晚期，它会对许多高级心理功能产生影响。从青春期到成年早期，脑体积持续增长，髓鞘化进程不断发展。青少年的脑不仅远没有发育成熟，而且在青春期刚刚结束时，灰质和白质都会发生显著变化。

比如，婴儿出生的头两年是在脑神经通路发育高度敏感的时期，涉及注意、知觉、记忆、运动控制、情绪调节和人际交往以及语言等功能。青春期是情绪发展的关键时期，此时脑激素的分泌量异常丰富。性激素在青少年的强烈情绪中起着重要作用。青春期时，负责感觉寻求的脑区已经得到了充分发展，但在整个青春期内，负责判断的脑区仍然在不断发展的进程中。由于青少年的前额叶尚未完全发育成熟，因而青春期比较容易出现不稳定行为。

第二方面，脑的可塑性。所谓脑的“可塑性”，指脑可以被环境或经验所修饰，具有在外界环境和经验的作用下不断塑造其结构和功能的能力。可塑性是脑的一种固有属性，脑不断感知、加工和整合个人经验所产生的信息，促使神经网络不断产生物理联结。

可塑性分为两种：经验期待型和经验依赖型。经验依赖性可塑性指的是遗传倾向所引起的脑结构改变，发生于较早期是在长期进化过程中形成的，具有物种的特异性和种内个体之间的一致性。经验期待性可塑性反映了种系发展的特点：它是健康脑的自然属性，是我们活到老、学到老的有力保证。是个体在特殊经验和特殊环境下形成的，各个体之间有较大的差异。

与可塑性相同，学习也可以分为经验期待型学习和经验依赖型学习。其中，经验期待型学习包括视觉敏感期、语音敏感期和语言学习敏感期；经验依赖型学习包括词汇习得能力、颜色知觉能力。

过去20年的研究数据表明，脑的可塑性可以持续终生。由于可塑性是学习的基础，因而一生之中都能学习，不过不同阶段的学习方式可能不同。婴儿新突触的生长非常迅速，大脑发展中存在着最佳期或者“敏感期”。在该阶段，特定类型的学习最有效。青少年的大脑还未成熟，在青春期之后的很长一段时间，会发生大范围的结构性变化，这一阶段特点为情绪不稳定而认知能力高度发展。在老年期，与任务有关的流畅性或者经验可以降低大脑活动的水平，从某种程度上来讲，大脑的加工更加有效。

关于脑的持续发展有许多具体研究，Park等人發现，在不同的年龄段，加工速度、工作记忆和长时记忆的表现大致呈线性下滑，而词汇在中年期保持不变，60至80岁之间持续增长。Li（2001）等人采用双重任务范式研究了认知的年龄效应。个体分别接受记忆训练任务和步行任务。结果发现，进行双重任务时，老年人的步行任务完成较好，记忆任务的成绩不如单独记忆时的好。说明，老年人把步行认知放在较高的优先等级上，而牺牲了记忆任务。此外研究发现，感知功能、加工速度、工作记忆和长时记忆会随着年龄的增长而衰退。词汇、语义、世界知识记忆智慧则会随着年龄的增长而提高。老化过程伴随认为优先级和策略的变化，老年人更依赖自上而下的因素。Erik Erikson（1996）提出了个体发展是终身的观点，脑的可塑性会随着年龄的增加而下降，但是我们已经掌握的“专业技能”却会不断增加。

敏感期和脑的可塑性似乎是发展过程中不同甚至相反的概念。一方面来说，脑可塑性表明，学习和发展可以发生于任何年龄段，任何时候进行干预和学习都不晚；但另一方面，大脑发育的敏感期意味着时机、早期干预和学习的重要作用。除了语言的发展，证明敏感期存在的证据主要来自动物实验。迄今为止，研究结果同时支持敏感期和可塑性，但是还需要进一步的研究来揭示某些特定的条件，在这种条件下，敏感期可以促进学习，而由于脑具有可塑性，可以在不同时期进行学习。

最后，关于教育和学习的启示。对于儿童来讲，学习上的变化是一个渐进的过程，尤其会采用既定的方式。例如儿童常常使用扳手指的方式来算加法，这种方式虽然耗时，但是对儿童来说却是简单和有效的。不管成功或是失败，对学习本身都是一种促进。应鼓励儿童通过尝试新奇的策略来解决问题。对于青少年，掌握学习法是必要的，因为学习者的目的是增强自身或者其所在团队的工作表现。学习应该是一个循序渐进的过程，先前的知识不断积累，促进能力的发展和任务的精通。青少年需要从经验和多种方式的学习中不断地开阔视野，以促进自身问题解决能力和决策能力的发展。对于成年人，学习和发展并不总意味着能力的提高或效率的增加。随着年龄的增长，如何处理身体自主性的缺失，以及如何创造性地、有效地管理社会支持网络是学习的重点。

参考文献

1.周加仙等译. 理解脑：新的学习科学的诞生.教育科学出版社.2010（10）

2.周加仙，董奇. 学习与脑可塑性的研究进展及其教育意义[J]. 心理科学. 2008（01）

3.周加仙. 敏感期的神经可塑性机制研究[J]. 华东师范大学学报（教育科学版）. 2010（03）