大腦發(fā)育的關(guān)鍵期和腦的可塑性課件

小組成員：劉宇，杜東雪，阿迪力腦的可塑性和關(guān)鍵期理論腦的可塑性什么是腦的可塑性腦的可塑性，也叫神經(jīng)可塑性，是指腦按照新經(jīng)驗(yàn)對(duì)神經(jīng)通路進(jìn)行重組的終生能力。當(dāng)你記憶一項(xiàng)事實(shí)或?qū)W習(xí)一項(xiàng)技能時(shí)，大腦必須發(fā)生功能上的改變來(lái)代表新知識(shí)。我們以照相機(jī)的膠片打個(gè)比方，假設(shè)膠片代表腦?，F(xiàn)在我們使用照相機(jī)拍攝一張樹的照片。在拍照片時(shí)，膠片被暴露在新信息——一棵樹的圖像之前。為了保留這個(gè)圖像，膠片必須對(duì)光線起反應(yīng)并發(fā)生變化，以記錄下樹的影像。同樣，為了使新知識(shí)能夠保留在記憶中，腦中必須發(fā)生一定的變化來(lái)代表新知識(shí)。也可以從另一個(gè)角度說明可塑性，想象一下用硬幣在粘土上壓出一個(gè)痕跡來(lái)。為了讓粘土出現(xiàn)硬幣的壓痕，粘土必須發(fā)生變化，即當(dāng)硬幣壓入粘土?xí)r粘土的形狀發(fā)生了變化。同樣，當(dāng)發(fā)生新體驗(yàn)和感官刺激時(shí)，腦神經(jīng)功能必須重組?？梢?，大腦隨學(xué)習(xí)而變化的能力就是可塑性。腦的可塑性依據(jù)理論依據(jù)

單個(gè)神經(jīng)元不能工作，要靠軸突連接相鄰神經(jīng)元才能進(jìn)行工作。神經(jīng)元的樹突負(fù)責(zé)接收從其他神經(jīng)元傳來(lái)的信息。一個(gè)神經(jīng)元的軸突和相鄰神經(jīng)元的樹突連接部分的微小縫隙，就構(gòu)成了突觸。突觸中的傳遞介質(zhì)控制著大腦的活動(dòng)，傳遞介質(zhì)蓄積在軸突末端的小囊里。神經(jīng)信息的電脈沖信號(hào)到達(dá)軸突末端時(shí)，會(huì)對(duì)突觸小囊產(chǎn)生刺激，受到刺激的小囊破裂，傳遞介質(zhì)被釋放到突觸問隙中。此時(shí)釋放出來(lái)的傳遞介質(zhì)就在僅l／50000毫米縫隙里的體液海洋中邀游。釋放到突觸間隙中的傳遞介質(zhì)為了完成傳達(dá)信息的使命，必須被目標(biāo)細(xì)胞所接收。目標(biāo)細(xì)胞表面附著有接收傳遞介質(zhì)的“接收體”。接收體是類似鑰匙孔的東西，只能接收特定的傳遞介質(zhì)，當(dāng)它接收到特定的傳遞介質(zhì)后，就可以激活或抑制自身細(xì)胞的活動(dòng)。人們學(xué)習(xí)時(shí)，傳遞介質(zhì)被特定的接收體接收，形成了神經(jīng)回路，人們就可以獲得新能力。例如，通過集中練習(xí)高爾夫球，可以激活某一特定領(lǐng)域的細(xì)胞群，使突觸相結(jié)合。被稱為“高爾夫細(xì)胞”的一群細(xì)胞的活性化能夠使我們的球技得到提高，即使不能達(dá)到職業(yè)選手的水平，反復(fù)的練習(xí)也能夠使學(xué)習(xí)過的技術(shù)半永久性地保持住。

實(shí)驗(yàn)依據(jù)20世紀(jì)80年代美國(guó)有一位學(xué)者M(jìn)erzenich，他做了一項(xiàng)著名的研究：通過強(qiáng)化訓(xùn)練猴子手指的觸覺，來(lái)研究行為訓(xùn)練對(duì)大腦皮層結(jié)構(gòu)的影響：首先，在實(shí)驗(yàn)前Merzenich觀察了被訓(xùn)練猴子五指所對(duì)應(yīng)的腦皮層的厚度，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。之后Merzenich讓猴子的第2、3、4、5這四根手指，不斷地觸摸各種具有不同觸摸特性的物品，這樣的訓(xùn)練持續(xù)一段時(shí)間后，研究人員發(fā)現(xiàn)四根手指的觸覺越來(lái)越發(fā)達(dá)，而感知這四根手指的腦部區(qū)域也擴(kuò)大了。此后，Merzenich又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把猴子的其中一個(gè)指頭切掉，研究假設(shè)感受該指的腦區(qū)就沒有事情做了，因?yàn)楦杏X區(qū)域是一一對(duì)應(yīng)的，感受被切除的指頭的腦區(qū)是專門接收這個(gè)指頭的感覺信號(hào)的。但研究結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，原來(lái)只接收被切除手指感覺信息的腦區(qū)開始接收來(lái)自臨近手指（未被切除的手指）的感覺信息了，并沒有如研究預(yù)期那樣，主管被切除手指的腦區(qū)并沒有閑下來(lái)，而是很快就“自謀職業(yè)，找到了新的工作”。一項(xiàng)研究對(duì)8名年輕人進(jìn)行了為期5周的強(qiáng)化詞匯記憶訓(xùn)練，并在訓(xùn)練開始后每周做一次磁共振掃描（MRI），被試在接受MRI掃描的同時(shí)還進(jìn)行記憶方面的測(cè)試，以研究言語(yǔ)記憶訓(xùn)練對(duì)大腦功能的影響，結(jié)果表明，在訓(xùn)練結(jié)束后，被試的言語(yǔ)記憶能力明顯提高，同時(shí)與記憶有關(guān)的一些腦區(qū)的活動(dòng)水平也明顯提高，從而提示正常成人腦功能的可塑性。這類研究在其它疾病人群，如精神分裂癥的相關(guān)研究中也得到了證實(shí)，如國(guó)內(nèi)外研究均證實(shí)，通過系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練，如認(rèn)知矯正治療（CRT）,可以明顯地改善精神分裂癥患者與工作記憶相關(guān)的大腦區(qū)域的功能活動(dòng)水平。這些研究提示，無(wú)論是健康者，還是各種神經(jīng)精神疾病患者，是可以通過科學(xué)、系統(tǒng)的訓(xùn)練獲得腦功能的提高或改善的。如何健腦科學(xué)鍛煉，健身的同時(shí)也會(huì)健腦人們可以通過跑步等自己喜歡的形式，堅(jiān)持進(jìn)行體育鍛煉。鍛煉的強(qiáng)度至少要達(dá)到出汗，不能時(shí)間太短或強(qiáng)度太小?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，體育鍛煉會(huì)增加我們腦內(nèi)一種稱作“內(nèi)啡肽”的物質(zhì)的釋放，而這種物質(zhì)會(huì)增進(jìn)我們的愉悅感與放松感，同時(shí)促進(jìn)我們大腦神經(jīng)元的活動(dòng)，增強(qiáng)神經(jīng)元再生，如最新研究發(fā)現(xiàn)，通過跑步，可以促進(jìn)遭受創(chuàng)傷的小鼠海馬神經(jīng)元的再生，從而提高其認(rèn)知功能。在美國(guó)進(jìn)行的對(duì)兩千多名老年人的研究表明，那些愛運(yùn)動(dòng)的老年人的腦功能明顯比那些不愛運(yùn)動(dòng)的老年人要好，表現(xiàn)為反應(yīng)更快，記憶更好等。其實(shí)動(dòng)物的飼養(yǎng)方式對(duì)動(dòng)物捕食能力的影響，也提示了這一現(xiàn)象，野生動(dòng)物比圈養(yǎng)動(dòng)物反應(yīng)靈敏，行動(dòng)敏捷，原因可能就是行為對(duì)腦功能不斷強(qiáng)化的結(jié)果。圈養(yǎng)的動(dòng)物沒什么事情做，腦子閑置下來(lái)，腦功能就會(huì)相應(yīng)地退化不斷接受挑戰(zhàn)，神經(jīng)元之間聯(lián)系不斷加強(qiáng)特別善于接受挑戰(zhàn)的人樹突的長(zhǎng)度比不善于接受挑戰(zhàn)的人的樹突要長(zhǎng)很多。大腦最核心的細(xì)胞叫神經(jīng)元，神經(jīng)元包含軸突和樹突兩個(gè)重要結(jié)構(gòu)，神經(jīng)元之間要互相聯(lián)系，就是通過樹突和軸突聯(lián)系起來(lái)的，人類的各種思維活動(dòng)更多的依賴于神經(jīng)元之間的各種聯(lián)系，尤其是樹突聯(lián)系，樹突越多越長(zhǎng)，說明神經(jīng)元之間的聯(lián)系越多越強(qiáng)，人的腦功能就會(huì)越好。動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)，神經(jīng)元樹突越多、聯(lián)系越緊密，其認(rèn)知功能越好、腦功能越強(qiáng)。動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)，環(huán)境越豐富，越具挑戰(zhàn)性，其樹突聯(lián)系就越緊密，腦發(fā)育就越好。研究人員把小鼠在籠子里養(yǎng)，一類籠子里的小鼠只給水和食物，不給玩具；另一類籠子的小鼠，除了給水和食物外，還有很多玩具，且每隔三四天就把玩具換一下。之后，研究人員將兩類籠子里的小鼠的大腦皮層做比較后發(fā)現(xiàn)：兩類籠子里的小鼠皮層厚度不一樣，有玩具的比沒有玩具的大腦的皮層的厚度要厚10%左右。1：成人腦重約1400克~1500克，新生兒腦重350克，每天增長(zhǎng)1.5克，到9個(gè)月時(shí)已達(dá)600克，增長(zhǎng)近一倍;2.5~3歲時(shí)，增至900~1010克，相當(dāng)于成人腦重的三分之二;7歲時(shí)達(dá)1280克，為成人腦重的90%。2：重量與體積的增加是由于神經(jīng)元體積加大，樹突成分增長(zhǎng)，軸突的髓鞘以及膠質(zhì)細(xì)胞增加。幼兒2歲時(shí)，突觸數(shù)量已達(dá)成人水平。3歲時(shí)約有1000萬(wàn)億個(gè)突觸，這種密集狀態(tài)是成人的2倍。新生兒大腦的發(fā)育過程據(jù)估計(jì)，大腦從開始發(fā)育時(shí)算起神經(jīng)元的數(shù)量就以每分鐘25萬(wàn)的速度遞增，到出生時(shí)最多,達(dá)到大約1000億個(gè)。出生之后神經(jīng)元的數(shù)量就不會(huì)再增加了，但是會(huì)急劇的生長(zhǎng)出很多的樹突和軸突。這些突觸的連接非常重要，因?yàn)槟X神經(jīng)細(xì)胞的連接方式?jīng)Q定著嬰兒的大腦如何處理新的信息。這些神經(jīng)細(xì)胞的連接70%~80%是在3歲前形成的新生兒的神經(jīng)元發(fā)育過程研究證實(shí)，反映腦細(xì)胞功能的突觸數(shù)量與接受信息早晚、多少有關(guān)。嬰兒出生時(shí)的突觸連接只有成人的1/10;如出生后即予適宜的信息刺激，1個(gè)月時(shí)腦細(xì)胞突觸總數(shù)可增加20倍;3歲時(shí)，幼兒的突觸連接幾乎是成年人的兩倍學(xué)前教育如能提供豐富、復(fù)雜多變的環(huán)境刺激，可以促進(jìn)大腦皮質(zhì)細(xì)胞體積增大，細(xì)胞之間的聯(lián)系也隨之增多。早期經(jīng)驗(yàn)對(duì)調(diào)節(jié)腦部神經(jīng)連接有重大影響,而這種連接又最終造就大腦的構(gòu)造方式。也就是說，孩子早期的生活環(huán)境，實(shí)際上決定了大腦的結(jié)構(gòu)意大利早期教育專家蒙臺(tái)梭利提出：在人的一生當(dāng)中，幼兒期智力發(fā)展最快。這一時(shí)間也被稱做智力發(fā)展的“敏感期”。在“敏感期”內(nèi)開發(fā)智力，其效果是事半功倍；而錯(cuò)過“敏感期”則是事倍功半，甚至?xí)斐捎肋h(yuǎn)無(wú)法彌補(bǔ)的過錯(cuò)意大利教育家蒙臺(tái)梭利說："兒童出生后三年的發(fā)展在其程度和重要性上超過兒童一生的任何階段。"前蘇聯(lián)著名生理學(xué)家巴甫洛夫的話，更令人震驚："嬰兒生下來(lái)的第三天開始教育，就晚了兩天了?！懊绹?guó)心理學(xué)家布魯納說："一個(gè)孩子到4歲時(shí)，其智力發(fā)展了50％，另外30％到8歲時(shí)發(fā)育完成，其余20％到17歲完成。"前蘇聯(lián)教育家馬卡連柯說："教育基礎(chǔ)主要是5歲以前奠定的，它占整個(gè)教育過程的90％。"

什么是關(guān)鍵期？

動(dòng)物的某些感覺，運(yùn)動(dòng)，和人的語(yǔ)言能力要想的到發(fā)展，需要在特定的階段獲得特定的經(jīng)驗(yàn)，如果在特定階段，特定時(shí)間得不到特定經(jīng)驗(yàn)就會(huì)對(duì)大腦的特定功能造成不可逆的改變，這個(gè)階段就叫關(guān)鍵期關(guān)鍵期相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究：二十世紀(jì)六十年代由大衛(wèi)·休伯及其同事對(duì)動(dòng)物視覺系統(tǒng)的研究。他們通過縫合出生后不久的貓或猴子的一只眼瞼，隨后再打開它，研究了動(dòng)物視覺系統(tǒng)的早期發(fā)展他們發(fā)現(xiàn)即使后來(lái)重新打開眼瞼，這些動(dòng)物也無(wú)法獲得視覺功能，他們的研究表明這段時(shí)間內(nèi)關(guān)閉一只眼睛對(duì)動(dòng)物的大腦中視覺區(qū)域的結(jié)構(gòu)有明顯影響但是對(duì)成年的貓進(jìn)行同樣長(zhǎng)時(shí)間的甚至更長(zhǎng)時(shí)間的視覺剝奪則不會(huì)影響他們的視覺能力和大腦結(jié)構(gòu)。可見只有幼年動(dòng)物在其大腦發(fā)展的關(guān)鍵期才會(huì)對(duì)這種視覺剝奪產(chǎn)生敏感?！澳赣H印刻”奧地利動(dòng)物學(xué)家勞倫茲在1937年發(fā)表的《鳥類的情感世界》首次提出“印記”這個(gè)詞，用于研究動(dòng)物社會(huì)行為現(xiàn)象及其形成的關(guān)鍵期。印記是指動(dòng)物出生不久擁有的一種本能的特殊的學(xué)習(xí)方式，印記式學(xué)習(xí)通常在極短的時(shí)間內(nèi)完成，學(xué)得后持久保持不易消失。勞倫茲研究發(fā)現(xiàn)剛孵化出來(lái)的雛鴨對(duì)接觸到的運(yùn)動(dòng)物體如人，母雞，會(huì)動(dòng)的玩具，會(huì)很快學(xué)會(huì)與之親近并把其當(dāng)成母鴨一樣跟隨，如果在孵化出來(lái)之后一段時(shí)間不與外界活動(dòng)對(duì)象接觸，就不會(huì)出現(xiàn)印記現(xiàn)象，這一時(shí)間就是動(dòng)物印記形成的關(guān)鍵期。小鵝找媽媽：勞倫茨研究灰雁（灰色天鵝）時(shí)發(fā)現(xiàn)，小雁破殼而出后，最先接觸什么，就把什么當(dāng)媽媽，包括母雞、鴨子、甚至是勞倫茨本人。勞倫茨去游泳，小雁就在他身邊游水，與他嬉戲，啄他耳朵、頭發(fā)，人們稱勞倫茨是“長(zhǎng)胡子的鵝媽媽”。勞倫茨把這種現(xiàn)象稱為“母親印刻”。就是說，動(dòng)物出生最早一段時(shí)間接觸到的東西，會(huì)印刻在腦中，錯(cuò)過這個(gè)印刻期，印象就不留痕跡。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)很多動(dòng)物都有印刻期，例如小雞出生后3、4天不見母雞，就永遠(yuǎn)不會(huì)追隨母雞。5、6天內(nèi)聽不到母雞叫聲，對(duì)母雞叫聲就再無(wú)反應(yīng)。小狗本來(lái)有挖洞本能，出生后1、2個(gè)星期沒有機(jī)會(huì)挖洞，就永遠(yuǎn)不會(huì)挖洞了。后來(lái)發(fā)展到對(duì)人類的研究，也發(fā)現(xiàn)同樣的規(guī)律，這就是人類的關(guān)鍵期、最佳期現(xiàn)象。長(zhǎng)著大胡子的鵝媽媽

語(yǔ)言敏感期

嬰兒開始注意大人說話的嘴型，并開始牙牙學(xué)語(yǔ)時(shí)就開始了語(yǔ)言敏感期。學(xué)習(xí)語(yǔ)言對(duì)成人來(lái)說是個(gè)困難的工程，而幼兒能很容易的學(xué)會(huì)母語(yǔ)，正是因?yàn)樽匀毁x予了他們語(yǔ)言敏感力。因此如果孩子在兩歲左右還遲遲不肯開口說話，就要到醫(yī)院確認(rèn)孩子是否有語(yǔ)言障礙了。語(yǔ)言能力影響孩子的表達(dá)能力，父母在語(yǔ)言關(guān)鍵期多給孩子講講故事，多引導(dǎo)孩子說話會(huì)給其日后的人際交往奠定良好的基礎(chǔ)。秩序敏感期孩子需要一個(gè)有秩序的環(huán)境來(lái)幫助他認(rèn)識(shí)事物，熟悉環(huán)境。一旦他所熟悉的環(huán)境消失，他就會(huì)無(wú)所適從。蒙臺(tái)梭利研究發(fā)現(xiàn)，孩子會(huì)因無(wú)法適應(yīng)環(huán)境而恐懼，哭泣或者大發(fā)脾氣。因而確定“對(duì)秩序的要求”是幼兒極為明顯的一種敏感力。幼兒的秩序敏感力常表現(xiàn)在對(duì)順序性，生活習(xí)慣，所有物的要求上。蒙臺(tái)梭利認(rèn)為如果成人不能給孩子提供一個(gè)有序的環(huán)境，孩子便沒有一個(gè)基礎(chǔ)以建立對(duì)各種關(guān)系的知覺由于兒童成長(zhǎng)的需要，對(duì)許多事物喜歡有順序。根據(jù)對(duì)兒童的觀察發(fā)現(xiàn)兒童排列物品的方式在習(xí)慣上有三種。第一，如果發(fā)現(xiàn)物品擺放的位置或排列的順序符合他喜歡的順序，便顯得非常興奮；第二，看到物品放置的位置和排列順序不合其意，便會(huì)惱怒不悅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)打散推倒物品以示不滿；第三，對(duì)于喜歡的物品可能不停地排序，反復(fù)排列，而且不喜歡別人干擾，做完了還會(huì)自動(dòng)物歸原處。目前，人類對(duì)自身大腦的認(rèn)識(shí)和開啟遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。而開啟大腦的工作，不能等腦全部成熟再進(jìn)行。最好的開智時(shí)機(jī)應(yīng)從嬰幼兒開始，因?yàn)檫@時(shí)的大腦正在迅速發(fā)育時(shí)期