脑科学与教育

关于脑科学与教育两个实验实验1：选只刚出生不久的小猫，将它的一只眼睛戴上眼罩后生活几周，结果在摘掉眼罩时发现，被遮住的这只眼睛居然失明了。实验2：让小猫在只有纵线的环境里生活一段时间，结果小猫就只能看得见纵线而看不见横线了。为什么？第2页,共24页，2024年2月25日，星期天原因因为在小猫的周围环境里缺少了某些刺激，因此无法形成相应的神经回路。对你有什么启示？第3页,共24页，2024年2月25日，星期天人类？给小猫戴眼罩的实验在人类身上也会出现同样的结果，这是在对小学新生体检时查出单眼弱视的孩子进行跟踪调查时发现的。眼科的有关研究中也提醒治疗儿童眼病时不要给一岁半之前的孩子戴眼罩治疗第4页,共24页，2024年2月25日，星期天从动物实验推广到人一般来说，动物实验的结果也都需要在人体实验中得到证实，被证实之后的最初的科研成果还需要进行大量的群体追踪实验（随着时间的推移，寻找答案而非追溯历史成因的追踪实验）来证实。因为人类越高级的功能可能与动物的差别也越大。第5页,共24页，2024年2月25日，星期天启示在育儿问题上，过分保护和溺爱就相当于在神经回路的发育阶段给孩子戴上了“眼罩”。比如天一冷就给孩子穿上袜子，这等于是阻拦了脚心和脚趾接受刺激。再比如婴儿用手抓东西吃的时候会被大人命令必须用勺子，从神经科学的角度分析，这也相当于在婴儿手功能发育阶段给其戴上了“眼罩”。还有听到呼啸的风声或面对大自然威胁时的浑身发抖等，这些都是神经回路形成过程中非常重要的刺激。在脑科学研究中，还有很多例子能够证明人与自然的接触是非常重要的。第6页,共24页，2024年2月25日，星期天第7页,共24页，2024年2月25日，星期天“胎教”“养生”这里特别想提醒大家的是，现在市面上有许多解释脑与教育关系的通俗读物，其中有许多说法是没有科学依据的。比如说“这样做能培养出聪明的孩子”、“玩游戏损伤孩子的大脑”等，从科学的角度出发，这些书是缺乏基本的科学伦理的。因为他们将尚未研究清楚的问题说成是已经明确了的成果，将不能简单用因果关系断定的问题说得也好像已经成为科学研究事实一般。在这种风气下更需要踏踏实实的研究。第8页,共24页，2024年2月25日，星期天健身、健脑教育的出发点应当是科学把握大脑本身的特性，将大脑作为人体的一个基础系统来认真培养才对。第9页,共24页，2024年2月25日，星期天活到老，学到老“学习”与“教育”应当作为贯穿人一生的概念来研究。包括青少年阶段在内，人从形成胎儿那一刻起，要经历出生、幼儿期、青年期、老年、死亡的生命循环从贯穿一生的“广义的学习与教育”的角度看，其研究范畴是非常广的，包括早期教育的利与弊母语与英语等非母语的最佳学习时期及学习顺序、痴呆症的预防、各种功能康复，等等。第10页,共24页，2024年2月25日，星期天学习学习就是接受来自周围环境的外部刺激、构建脑神经回路网络的过程。

—2000年“脑的培育：学习的社会”会议，日本科学技术振兴机构第11页,共24页，2024年2月25日，星期天脑科学与教育：一门新兴学科希望大家关注这一领域的研究进展往往在科学界宣布“某某时代”到来的时候，很多最尖端的研究领域的研究其实已经基本结束了。比如互联网现在已经很普及了，但美国真正开始研究它其实是在15年前或更早，其最初的突破口是在军事技术方面。现在人们谈论的纳米技术，是从20年前开始研究的，已经不算什么新事物了。而被称为最新事物的研究，其实也大都是从10年前开始萌芽的，这就是科技的世界。能否在10年前认识到这个“萌芽”是否会“长大”是非常重要的事情，对研究人员来说，能够具有这种预见未来的直觉是非常重要的。讨论“脑科学与教育”的问题时，我认为必须有这种感性视野才行。第12页,共24页，2024年2月25日，星期天未知领域“脑科学与教育”领域尚有许许多多尚未开拓的未知部分，因此也就有很多充满乐趣的部分，以及令人兴奋的部分，希望大家也对这些领域能感兴趣。“脑科学与教育”这一新的未知领域的研究尚处于开拓过程中，所以课堂所讲的也许有不正确的说法和观点，也有一些内容需要随着研究的进展去检验和验证。第13页,共24页，2024年2月25日，星期天临界期/关键期神经是根据外界刺激的情况而生长形成基本回路的日本人其实天生对“L”和“R”的发音是能够清楚识别的，这是通过行为学实验已经证实了的事情。但如果一年之内生活在只能听到日语环境里的话，二者的区别就会分辨不清了。也就是说，语言环境中对“L”和“R”发音没有区别的话，辨别神经就会发生退化。大脑只有正确处理外界环境中的信息才能提高效率，因此，环境中没有的刺激、不需要的信息就不会一一去处理了。最近的研究还发现，人类对辅音的记忆临界期大约为一年（只有这一年是辅音的学习期），然后这一临界期就关闭了。人类对元音的记忆临界期比辅音稍长一些，但情况基本相似。第14页,共24页，2024年2月25日，星期天第15页,共24页，2024年2月25日，星期天第16页,共24页，2024年2月25日，星期天Thethird(labeledCPforposteriorcentrale,BA3,1,2,primarysomatosensorycortex)andfourth(labeledCAforanteriorcentrale,BA4,primarymotorcortex)areasofthecerebralcortextomyelinate-nisslstainparasaggitalsectionofa7montholdhumanfetus(Flechsig1921)第17页,共24页，2024年2月25日，星期天PaulFlechsig

spentmostofhiscareerstudyingandpublishingthedetailsoftheprocessinthecerebralcortexofthehuman.Thistakesplacemostlybetweentwomonthsbeforeandafter

birth.Heidentified45separatecorticalareasand,infact,mappedthecerebralcortexbythe

myelination

pattern.1inthemotor

cortex

(partof

Brodmann‘sarea4),2the

olfactorycortex

3ispartofthe

somatosensorycortex

(BA3,1,2).3Thelastareastomyelinatearethe

anteriorcingulate

cortex(F#43),2the

Inferiortemporal

cortex(F#44)and1theDorsolateralprefrontal

cortex(F#45).第18页,共24页，2024年2月25日，星期天神经科学

(1990-2000脑的十年)(2001-2100脑的世纪)生命科学分子生物学细胞生物学…………………………

认知科学开发脑开发人脑增强智能模拟人脑智能电脑保护脑寿命延长PD,AD,中风高速交通颅脑,脊髓外伤生活节奏焦虑,抑郁,精神病生活质量镇痛祛痛社会开放吸毒问题了解脑分子细胞网络全脑(离体研究)(无创在体研究)

Patch（电）脑地形图

RIA(化学）PET(化学）

PCR(基因）fMRI(功能）

ConfocalCT(形态）(形态）行为变化第19页,共24页，2024年2月25日，星期天神经可塑性神经可塑性是指脑神经能够根据环境变化发生变化的性质。第20页,共24页，2024年2月25日，星期天神经可塑性的两种类型经验期待型：指在长期进化过程中，基本的自然环境是什么样的，人就会形成与此环境相适应的神经系统。所以人在生长发育初期就会形成最基础的神经系统，以适应各种现实环境。婴幼儿时期形成的神经回路是最基础的神经功能，这些基础功能的形成有临界期，大多数是在自然环境中形成的。比如睡眠节律，人只要在自然环境中生活就会具备这些功能，不会有任何问题。反而是人为原因导致昼夜颠倒，使得本该自然形成的睡眠节律无法形成。第21页,共24页，2024年2月25日，星期天“经验期待型”不主张给小孩子灌输这个那个，学这学那，而是认为只要孩子在自然环境中充分接受自然刺激就能形成很好的