大脑发育的关键期和脑的可塑性

新生儿的神经元发育过程
研究证实，反映脑细胞功能的 突触数量与接受信息早晚、 多少有关。婴儿出生时的突触 连接只有成人的1/10;如出生 后即予适宜的信息刺激，1个 月时脑细胞突触总数可增加20 倍;3岁时，幼儿的突触连接几 乎是成年人的两倍
学前教育如能提供丰富、复杂多变的环境刺激， 可以促进大脑皮质细胞体积增大，细胞之间的联系 也随之增多。早期经验对调节脑部神经连接有重大 影响,而这种连接又最终造就大脑的构造方式。 也就是说，孩子早期的生活环境，实际 上决定了大脑的结构
疾病的治疗，如精神分裂症，各种脑损伤患 者等，智障儿童，学习障碍，如阅读障碍的行为 矫治等，脑的可塑性是康复训练的科学基础。
如何健脑
• • • • • • • • • • • 科学锻炼，健身的同时也会健脑 人们可以通过跑步等自己喜欢的形式，坚持进行体育锻炼。锻炼的强度至少要达 到出汗，不能时间太短或强度太小。科学研究发现，体育锻炼会增加我们脑内一 种称作“内啡肽”的物质的释放，而这种物质会增进我们的愉悦感与放松感，同 时促进我们大脑神经元的活动，增强神经元再生，如最新研究发现，通过跑步， 可以促进遭受创伤的小鼠海马神经元的再生，从而提高其认知功能。 在美国进行的对两千多名老年人的研究表明，那些爱运动的老年人的脑功能 明显比那些不爱运动的老年人要好，表现为反应更快，记忆更好等。 其实动物的饲养方式对动物捕食能力的影响，也提示了这一现象，野生动物比圈 养动物反应灵敏，行动敏捷，原因可能就是行为对脑功能不断强化的结果。圈养 的动物没什么事情做，脑子闲置下来，脑功能就会相应地退化
婴儿利用自己的感觉器官、运动器官不断地在看、在 听、在说，不断地探索、模仿，以致每时每刻都接受着各 种新奇的刺激，使得神经细胞突起又不断地繁生延展分枝。 但这信息源源不断地入脑，即刻印在脑中，使脑细胞形成 致密复杂的网络，改变脑的微观结构和提高整个大脑的功 能，为婴儿的智能、潜能的开发奠定了宽厚的基础。
可见只有幼年动物在其大脑发展的关 键期才会对这种视觉剥夺产生敏感。
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这样的例子还有很多
比如：“狼孩”的例子，狼孩一生都没学会说话。因为他已经错 过了语言学习的关键期，他的大脑结构与正常人的已不再相同， 这种影响是不可逆的。
“母亲印刻”
奥地利动物学家劳伦兹在1937年发表的《鸟类的情感世 界》首次提出“印记”这个词，用于研究动物社会行为 现象及其形成的关键期。 印记是指动物出生不久拥有的一种本能的特殊的学习方 式，印记式学习通常在极短的时间内完成，学得后持久 保持不易消失。 劳伦兹研究发现刚孵化出来的雏鸭对接触到的运动物体 如人，母鸡，会动的玩具，会很快学会与之亲近并把其 当成母鸭一样跟随，如果在孵化出来之后一段时间不与 外界活动对象接触，就不会出现印记现象，这一时间就 是动物印记形成的关键期。
小组成员：刘宇，杜东雪，阿迪力
脑的可塑性 大脑发育存在关键期
脑的可塑性
有研究证实，有一位老人因 脑溢血左脑损伤严重，完全 • 有研究证实，有一位老人因脑溢 丧失语言能力。半年后期语 血左脑损伤严重，完全丧失语言 能力。半年后期语言能力逐渐得 言能力逐渐得到恢复，用光 到恢复，用光导测定仪测定他的 导测定仪测定他的语言中枢 语言中枢转移到了右半球，一年 转移到了右半球，一年后再 后再次测定，发现左半球被破坏 次测定，发现左半球被破坏 了的语言中枢有得以恢复。 了的语言中枢有得以恢复
大脑的发育过程
关键期理论 关键期的实验依据
1：成人脑重约 1400克~1500克， 新生儿脑重 350 克，每天增长 1.5 克，到9个月时已达600克， 增 长 近 一 倍 ;2.5~3 岁 时 ， 增 至 900~1010克，相当于成人脑重的 三分之二 ;7 岁时达 1280 克，为成 人脑重的90%。 2 ：重量与体积的增加是由于神 经元体积加大，树突成分增长， 轴突的髓鞘以及胶质细胞增加。 幼儿 2 岁时，突触数量已达成人 水平。 3 岁时约有 1000 万亿个突 触，这种密集状态是成人的 2 倍。
小鹅找妈妈：
• 劳伦茨研究灰雁（灰色天鹅）时发现，小雁破壳而出后，最先接触什么 ，就把什么当妈妈，包括母鸡、鸭子、甚至是劳伦茨本人。劳伦茨去游 泳，小雁就在他身边游水，与他嬉戏，啄他耳朵、头发，人们称劳伦茨 是“长胡子的鹅妈妈”。劳伦茨把这种现象称为“母亲印刻”。就是说，动 物出生最早一段时间接触到的东西，会印刻在脑中，错过这个印刻期， 印象就不留痕迹。后来人们发现很多动物都有印刻期，例如小鸡出生后 3、4天不见母鸡，就永远不会追随母鸡。5、6天内听不到母鸡叫声，对 母鸡叫声就再无反应。小狗本来有挖洞本能，出生后1、2个星期没有机 会挖洞，就永远不会挖洞了。后来发展到对人类的研究，也发现同样的 规律，这就是人类的关键期、最佳期现象。
• 一项研究对8名年轻人进行了为期5周的强化词汇记忆训练，并 在训练开始后每周做一次磁共振扫描（MRI），被试在接受 MRI扫描的同时还进行记忆方面的测试，以研究言语记忆训练 对大脑功能的影响，结果表明，在训练结束后，被试的言语记 忆能力明显提高，同时与记忆有关的一些脑区的活动水平也明 显提高，从而提示正常成人脑功能的可塑性。这类研究在其它 疾病人群，如精神分裂症的相关研究中也得到了证实，如国内 外研究均证实，通过系统的认知训练，如认知矫正治疗 （CRT）,可以明显地改善精神分裂症患者与工作记忆相关的大 脑区域的功能活动水平。这些研究提示，无论是健康者，还是 各种神经精神疾病患者，是可以通过科学、系统的训练获得脑 功能的提高或改善的。
理论依据
• 实验依据 • 20世纪80年代美国有一位学者Merzenich，他做了一项著名的研究：通 过强化训练猴子手指的触觉，来研究行为训练对大脑皮层结构的影响： • 首先，在实验前Merzenich观察了被训练猴子五指所对应的脑皮层的厚 度，并将数据记录下来。 • 之后Merzenich让猴子的第2、3、4、5这四根手指，不断地触摸各种具 • 有不同触摸特性的物品，这样的训练持续一段时间后，研究人员发现四 • 根手指的触觉越来越发达，而感知这四根手指的脑部区域也扩大了。 • 此后，Merzenich又做了一个实验，把猴子的其中一个指头切掉，研究 • 假设感受该指的脑区就没有事情做了，因为感觉区域是一一对应的，感 • 受被切除的指头的脑区是专门接收这个指头的感觉信号的。但研究结果 • 却发现，原来只接收被切除手指感觉信息的脑区开始接收来自临近手指 • （未被切除的手指）的感觉信息了，并没有如研究预期那样，主管被切 • 除手指的脑区并没有闲下来，而是很快就“自谋职业，找到了新的工 • 作”。
意大利早期教育专家蒙台梭利提出：在人的
一生当中，幼儿期智力发展最快。 这一时间也被称做智力发展的 “敏感期”。在“敏感期”内开 发智力，其效果是事半功倍；而 错过“敏感期”则是事倍功半， 甚至会造成永远无法弥补的过错
意大利教育家蒙台梭利说："儿童出生后三年 的发展在其程度和重要性上超过儿童一生的 任何阶段。"前苏联著名生理学家巴甫洛夫的 话，更令人震惊："婴儿生下来的第三天开始 教育，就晚了两天了。“
人脑的可塑性意义
通过学习可以获得新的功能。如学习游泳、 骑自行车等技能，使相应的脑区获得这些功能。 如果不学，大脑是不会自动具备这些能力。 脑的可塑性终生都存在。提示我们活到老， 学到老。对于老年期认知功能减退，应用功能可 塑性理论，通过科学的认知训练，延缓大脑衰退， 提高健康老人的认知功能，如记忆力等。
什么是脑的可塑性
脑的可塑性，也叫神经可塑性，是指脑按照新经验对神经通路进行重组 的终生能力。当你记忆一项事实或学习一项技能时，大脑必须发生功能上的 改变来代表新知识。 我们以照相机的胶片打个比方，假设胶片代表脑。现 在我们使用照相机拍摄一张树的照片。在拍照片时，胶片被暴露在新信息— —一棵树的图像之前。为了保留这个图像，胶片必须对光线起反应并发生变 化，以记录下树的影像。同样，为了使新知识能够保留在记忆中，脑中必须 发生一定的变化来代表新知识。也可以从另一个角度说明可塑性，想象一下 用硬币在粘土上压出一个痕迹来。为了让粘土出现硬币的压痕，粘土必须发 生变化，即当硬币压入粘土时粘土的形状发生了变化。同样，当发生新体验 和感官刺激时，脑神经功能必须重组。可见，大脑随学习而变化的能力就是 可塑性。
• 不要吝啬用脑，接受知识和思考的过程就是在健脑 • 研究证实，受教育程度是老年痴呆病的重要保护因素，学历 越高，教育程度越高，患老年痴呆的可能性就越小。在农村 地区，那些接受教育少，不爱动脑子的老年人更容易患老年 痴呆，高学历的人会经常主动或被动地接受各种知识，脑子 常处于思考状态，神经系统总是在不断地接受训练，因此， 患老年痴呆的可能性就小些。因此，我们要经常动脑，善于 接受各种新知识，这样我们的脑功能才会越来越好。
据估计，大脑从开始发育时算起 神经元的数量就以每分钟25万的 速度递增，到出生时最多,达到大 约1000亿个。出生之后神经元的 数量就不会再增加了，但是会急 剧的生长出很多的树突和轴突。 这些突触的连接非常重要，因为 脑神经细胞的连接方式决定着婴 儿的大脑如何处理新的信息。这 些神经细胞的连接70%~80%是在 3岁前形成的
脑的可塑性依据
单个神经元不能工作，要靠轴突连接相邻神经元才能进行工作。 神经元的树突负责接收从其他神经元传来的信息。一个 神经元的轴突和相邻神经元的树突连接部分的微小缝隙，就构 成了突触。突触中的传递介质控制着大脑的活动，传递介质蓄 积在轴突末端的小囊里。神经信息的电脉冲信号到达轴突末端 时，会对突触小囊产生刺激，受到刺激的小囊破裂，传递介质 被释放到突触问隙中。此时释放出来的传递介质就在仅l／ 50000毫米缝隙里的体液海洋中邀游。 释放到突触间隙中的传递介质为了完成传达信息的使命， 必须被目标细胞所接收。目标细胞表面附着有接收传递介质的 “接收体”。接收体是类似钥匙孔的东西，只能接收特定的传 递介质，当它接收到特定的传递介质后，就可以激活或抑制自 身细胞的活动。人们学习时，传递介质被特定的接收体接收， 形成了神经回路，人们就可以获得新能力。 例如，通过集中练习高尔夫球，可以激活某一特定领域的 细胞群，使突触相结合。被称为“高尔夫细胞”的一群细胞的 活性化能够使我们的球技得到提高，即使不能达到职业选手的 水平，反复的练习也能够使学习过的技术半永久性地保持住。
美国心理学家布鲁纳说："一个孩子到4岁时， 其智力发展了50％，另外30％到8岁时发育完 成，其余20％到17岁完成。"前苏联教育家马 卡连柯说："教育基础主要是5岁以前奠定的， 它占整个教育过程的90％。"
美国著名 心理学家布鲁姆对近 千名儿童从出生到成年跟踪研 究，结果表明：5岁前为智力 发展最为迅速的时期。 如果17岁——100% 1岁——20% 4岁——50% 8岁——80% 13岁——92%
什么是关键期？ 动物的某些感觉，运动， 和人的语言能力要想的 到发展，需要在特定的 阶段获得特定的经验， 如果在特定阶段，特定 时间得不到特定经验就 会对大脑的特定功能造 成不可逆的改变，这个 阶段就叫关键期
关键期相应的实验研究：
二十世纪六十年代由大卫· 休伯及其同事对 动物视觉系统的研究。他们通过缝合出生 后不久的猫或猴子的一只眼睑，随后再打 开它，研究了动物视觉系统的早期发展 他们发现即使后来重新打开眼睑，这些动 物也无法获得视觉功能，他们的研究表明 这段时间内关闭一只眼睛对动物的大脑中 视觉区域的结构有明显影响 但是对成年的猫进行同样长时间的甚至更 长时间的视觉剥夺则不会影响他们的视觉 能力和大脑结构。
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不断接受挑战，神经元之间联系不断加强 特别善于接受挑战的人树突的长度比不善于接受挑战的人的树突 要长很多。大脑最核心的细胞叫神经元，神经元包含轴突和树突两 个重要结构，神经元之间要互相联系，就是通过树突和轴突联系起 来的，人类的各种思维活动更多的依赖于神经元之间的各种联系， 尤其是树突联系，树突越多越长，说明神经元之间的联系越多越强 ，人的脑功能就会越好。动物试验证实，神经元树突越多、联系越 紧密，其认知功能越好、脑功能越强。 动物试验证实，环境越丰富，越具挑战性，其树突联系就越紧密， 脑发育就越好。研究人员把小鼠在笼子里养，一类笼子里的小鼠只 给水和食物，不给玩具；另一类笼子的小鼠，除了给水和食物外， 还有很多玩具，且每隔三四天就把玩具换一下。之后，研究人员将 两类笼子里的小鼠的大脑皮层做比较后发现：两类笼子里的小鼠皮 层厚度不一样，有玩具的比没有玩具的大脑的皮层的厚度要厚10% 左右。