关于大脑的那些小秘密:大脑的秘密
关于大脑的那些小秘密:大脑的秘密这时候,连接的数量达到了高峰,远远超过自身所需。于是,新连接数量不再大量增长,取而代之的是神经的“修剪”策略。随着孩子不断成长,50%的突触都会被剪掉。人脑能够根据出生的世界进行自我塑造,这种能力让人类这个物种接管了地球上的每一种生态系统,并开始朝着太阳系进军。出生时,婴儿的神经元是相互独立的、未连接的。在人生的头两年,随着大脑细胞接收感觉信息,它们异常迅速地连接起来。每一秒就有多达200万个新连接(突触)在婴儿的大脑里形成。两岁时,小孩子拥有超过100万亿个突触,是成年人的两倍。许多动物一生下来就有着基因上的预设程序,“硬接”了特定的本能和行为。基因指导身体和大脑的具体构建,定义了这些动物是什么,会有怎样的行为。一发现黑影掠过,苍蝇就会本能地逃跑;到了冬天就往南飞是知更鸟的预设本能;熊有冬眠的渴望;狗会保护主人——这些都是硬接线本能和行为的例子。硬接线令这些动物一出生就能像它们的父母一样
人类大脑为什么不做预设刚出生时,人类弱小而无助。我们会有一年多的时间无法行走,再过两年多才能表达完整的想法,还在更多年头里无法自食其力。我们需要完全依赖周围的人才能生存。再看看其他许多哺乳动物:海豚,一生下来就会游泳;长颈鹿,出生后几个小时就能站立;斑马,出生45分钟之内就能奔跑……放眼整个动物王国,就连我们的近亲猿猴,在出生后不久也能独立了。
表面看来,这对其他物种来说似乎是极大的优势,但实际上,它是一种限制。动物幼崽之所以发育迅速,是因为它们的大脑基本上是按照预设程序接线的,这种预设牺牲了灵活性。想象一下,如果某些倒霉的犀牛发现自己正置身于北极冻原,或者喜马拉雅山巅,甚至东京市中心,它们就没有能力适应这样的环境,所以我们在这些地方看不到犀牛。在生态系统中某一特定的生态位下,一生下来就有一颗预先设定好的大脑,这种策略很管用,但动物一旦离开这个生态位,它蓬勃发展的可能性就大大降低了。
相比之下,人类可以在许多不同的环境下蓬勃发展,从冻土地带到高山,再到繁华的城市中心,因为人类的大脑在出生时明显尚未完工。人类大脑不是一生下来所有东西都接好了线,而是根据生活经历的细节来进行塑造的,这就导致人在年幼时,大脑要经历漫长的时期来适应环境。动物大脑按预设程序接线的方式通常被称为“硬接线”,而人类大脑的接线方式则叫作“现场接线”。
你是怎样成为你的人年幼时的大脑灵活性背后藏有什么奥秘呢?不是新细胞的生长,因为儿童脑细胞的数量和成年人的其实一样。相反,其奥妙在于这些细胞的连接方式。
出生时,婴儿的神经元是相互独立的、未连接的。在人生的头两年,随着大脑细胞接收感觉信息,它们异常迅速地连接起来。每一秒就有多达200万个新连接(突触)在婴儿的大脑里形成。两岁时,小孩子拥有超过100万亿个突触,是成年人的两倍。
现场接线许多动物一生下来就有着基因上的预设程序,“硬接”了特定的本能和行为。基因指导身体和大脑的具体构建,定义了这些动物是什么,会有怎样的行为。一发现黑影掠过,苍蝇就会本能地逃跑;到了冬天就往南飞是知更鸟的预设本能;熊有冬眠的渴望;狗会保护主人——这些都是硬接线本能和行为的例子。硬接线令这些动物一出生就能像它们的父母一样行动,有时候还能为自己觅食、独立生存。
人类的情况有些不同。人刚出世时,大脑带着一定的基因硬接线的行为和本能,如呼吸、哭闹、吃奶、对面孔感兴趣、具备学习母语细节的能力等。但相较于动物王国中的其他物种,人类大脑刚出生时异常不完备。人脑的详尽接线图并没有预先设好程序,相反,基因对神经网络的蓝图仅做了一般性指引,外界经验会对接线的其余环节进行微调,以适应当地细节。
人脑能够根据出生的世界进行自我塑造,这种能力让人类这个物种接管了地球上的每一种生态系统,并开始朝着太阳系进军。
这时候,连接的数量达到了高峰,远远超过自身所需。于是,新连接数量不再大量增长,取而代之的是神经的“修剪”策略。随着孩子不断成长,50%的突触都会被剪掉。
哪些突触留下,哪些被剪掉呢?如果一个突触成功加入了某神经回路中,它就得到强化;反之,如果它没有用,就会遭到弱化,最终被消除。就像树林里的小径没人走就会湮没一样,不用的突触也会消失。
从某种意义上说,你成为自己的过程,就像从一块大理石中把本就存在的可能模样雕刻出来。你之所以成为你,不是因为你大脑里生长出了什么东西,而是因为原有的一些东西被删除了。
在新生儿的大脑里,神经元彼此之间连接较少。在生命最初的两三年里,神经的枝桠生长,细胞之间的连接不断增多。在此之后,连接遭到修剪,成年时变得更少、更强健。
在整个童年期,局部环境不断完善着大脑,根据我们接触到的东西,对遍布种种可能性的密林进行修剪。大脑里的连接变得更少,也更强健。
举个例子,婴儿期接触到的语言会强化人听到该语言中特定声音的能力,弱化听到其他语言中声音的能力。以英语和日语为例,出生在日本的孩子和出生在美国的孩子,一开始都能听到这两种语言里所有的声音并给予响应。但随着时间的推移,在日本长大的孩子会丧失分辨“R”和“L”这两个音的能力,因为这两个音在日语中没有分别。我们偶然出生在某个地方,就会受到那个地方的塑造。
受到关爱的孩子更聪明吗在漫长的童年时期,大脑不断对突触进行修剪,根据环境的具体情况塑造自己。让大脑与环境相匹配,是一种明智的策略,但也伴随着风险。
如果大脑发育的环境,也就是孩子得到养育和照料的环境,并不是个“符合预期”的合适环境,大脑就很难正常发育。威斯康星州的詹森家族曾亲身经历过这种事。比尔·詹森(Bill Jensen)和卡罗尔·詹森(Carol Jensen)夫妇二人收养了4岁大的汤姆、约翰和维多利亚。这3个孩子都是孤儿,被收养前生活在环境恶劣的罗马尼亚国营孤儿院,这段经历导致他们大脑的发育受到了影响。
当时,詹森夫妇抱着孩子,打了辆出租车准备离开罗马尼亚。在路上,他们请司机翻译孩子们在说什么。出租车司机解释说,他们说的是些莫名其妙的话,不属于现有的语种。由于在孤儿院里没有正常的互动,孩子们自己创造出了一套奇异的混合语言。成长过程中,孩子们不得不应对学习障碍问题,这是正常的童年生活遭到剥夺给他们留下的伤疤。
汤姆、约翰和维多利亚对自己在罗马尼亚的经历都记不太清楚了,但仍有人对这些孤儿院印象清晰,那就是波士顿儿童医院儿科的教授,查尔斯·纳尔逊(Charles Nelson)医生。1999年,他首次探访了这些机构,他看到的情景十分可怕。年幼的孩子们被关在婴儿床上,得不到感觉刺激。每15名孩子只配1名照管员,而且院方还告诉照管员,不得把孩子抱起来,不得以任何方式对他们表现出关爱,哪怕孩子们在啼哭。因为院方担心,表现出关心会让孩子们想要更多,在人手有限的情况下,这根本做不到。由于条件有限,一切事情都受到严格管制:孩子们排队在塑料盆里小便;留着相同的发型,不分性别;穿着一样,并按时间表喂食。一切都是机械化的。
啼哭的孩子得不到应答,很快就学会不哭了。孩子们没有人抱,也没有人陪着玩耍。虽然他们的基本需求得到了满足,有东西吃,有人给洗澡,也有衣服穿,但却被剥夺了情感关怀、支持和其他一切情感刺激。结果,他们发育得“不加区别地表现友善”。纳尔逊说,他走进一个房间,身边围着以前见都没见过的小孩子。他们想要跳进他怀里、坐在他腿上、抓着他的手、跟着他走动。这种不加区别的友善行为乍看起来似乎很贴心,但这是遭到忽视的孩子们的一种应对策略,与之相辅相成的还有长期的依恋问题。这是在这种孤儿院长大的孩子的一种标志行为。
孤儿院的生活条件让纳尔逊及其团队大为震惊,于是他们着手设计了布加勒斯特早期干预计划(Bucharest Early Intervention Program)。他们对136名儿童进行了评估,这些孩子的年龄在6个月到3岁之间,他们从出生起就待在孤儿院。评估结果显示:首先,这些孩子的智商测试得分只有六七十分,而普通孩子是100分左右;其次,孩子们表现出大脑发育不完善的迹象,语言能力极度滞后;纳尔逊使用脑电图来测量孩子们的脑电活动,发现他们的神经活动明显较少。
在没有情感关爱和认知刺激的环境中,人的大脑无法正常发育。
令人欣慰的是,纳尔逊的研究也揭示了一个重要的结果:一旦孩子进入安全和充满关爱的环境中,大脑的发育能够在不同程度上有所恢复。孩子越早进入适当的环境,恢复得越好。如果孩子两岁前就进入抚养家庭,大脑的发育一般都能很好地恢复。两岁之后,他们能有所改善,但会残存程度不同的发育问题,其严重程度取决于年龄大小。