楼主笑笑の妈咪 2011-11-24 16:56:16 引用
大脑的急速发育与螺旋式波浪式发育
十多年以前,关于儿童发育的主要医学参考指南谈的是,婴儿和学步期儿童的思维技能与行为是如何形成的,当时尚未提到大脑的发育。儿童发育是—个科学领域,大脑研究是另~个科学领域,而且在任何一点上二者都不相交,也就是说不能把它们看做是一个领域。
一些有见识的科学家注意到这个不小的差距,并创立了认知精神学的新领域,用以把大脑中的各项事件同人和动物的行为联系起来,包括儿童期各发育里程碑的发展进程。
这个新学科的一名成员是库尔特•菲奇尔,他是哈佛大学的教育家,是一位认知精神学家。吉恩•皮阿吉特是瑞士的一位研究人员,他从20世纪20年代至60年代一直在研究儿童的发育问题,他是这方面最著名的学者们把菲奇尔称之为“新一代皮阿吉特”)。大家都知道他提倡在儿童的四个发育阶段上要给以支持:感觉运动期,两岁以前;操作前期,两岁到7岁;有形操作期,7岁到11岁;和正式操作期,11岁以上(以及以后更长时间)。大家还同样了解,皮阿吉特是根据对自己小孩的观察来详尽阐述他的发育理论的,因为他的孩子露西、劳伦特和杰奎琳都是在他自己的家里长大的。
沙发笑笑の妈咪 2011-11-24 16:56:29 引用
菲奇尔是一名生气勃勃的红头发学者,已建立了他自己的有关皮阿吉特儿童期各发育阶段的最新模式,与随着大脑的变化形成的性格相匹配。他和他的同事塞缪尔• 罗斯还有条理地观察了菲奇尔的儿子塞思(从他一出生就观察)。这项严密地观察发现了一个非常惊人的事实,有力地支持了这种新的、更多是以大脑为主的儿童发 育模式。他们报告说,测试婴儿大脑生长发育的一种方法是,每周定期监测婴儿头的大小。菲奇尔和罗斯从出生开始仔细记录了塞思的头围,而且注意到在3周和4 周之间,在7周和8周之间,以及10周和11周之间都出现了短时间的明显增长,这个结果与其他研究报告中婴儿的快速增长期是一致的。然而预想不到的是,塞 思从17周到19周患了他第一次感冒,而不是出现了另一个预计的快速增长期。菲奇尔发现,他儿子的头(大概也有里边的大脑)在患病期间一点儿也没有增长。 他说,这表明器官的变化和环境的影响是一同起作用的,而且在发育过程中,“微小的环境输入信号可以使大脑的生长曲线发生显著的变化”。菲奇尔解释说:“在 这一时期,他的饮食也有一定问题,而且因为孩子还不能吃东西或者因为他有病而得不到额外的能量,那么体内就没有供生长发育所需的能量,各系统将停止一段时 间的发育。”
在菲奇尔的模式中,大脑在整个幼年期将会间歇地生长发育,他把这称之为“生长因子”(发展大脑的功能和行为)积累期和加速期相互交错的发展。他把个别大脑 区的发育(以及接下来的行为)归咎于我们已经见过的构构——髓磷脂积累,树突的分支,突触的形成,以及弱的或无用连接的剔除。菲奇尔的学术论文给出了一系 列代数方程,用以说明“生长因子”的周期性作用和相互之间的影响。但那些高值点是相当简单的:在儿童出生和他的第21个生日之间,他的大脑呈现出一系列快 速增长期,反映在头的生长、大脑的活动(通过脑电图记录脑电波进行测量)和树突分支之间突触连接的密度上。
在婴儿的头3个月内,会有3次大脑快速生长期,每次都伴随出现一些与初生儿简单的动物性生存反射相关的新技能。这些技能反过来作为体验反馈给大脑,有助于 使大脑进入下一个发育水平。在3周到4周的第一次大脑快速生长期前后,婴儿开始用眼睛来跟踪皮球,并能抓握放在手上的软物品。在第7~8周这个快速生长期 间,婴儿开始按照反射来建立反射;听见妈妈的声音会使他把目光转向妈妈,看见皮球会使他伸手去够。在第10~11周这个快速生长期间,反射链生长为另一个 更长的链:婴儿会听妈妈的说话声,会看着妈妈,并以微笑或咕咕的声音做出反应;或者是看见皮球就往那里伸手够,并能张开手指。
在接下来的15个月(从3个月到18个月)里,婴儿要经历另外的三个快速生长期,从而触发了新的一些感觉运动反应(在这里,菲奇尔用了皮阿吉特的术语上对 周围世界的感觉做出各种协调的动作反应。在第15至17周的大脑快速生长期内,感觉运动反应表现为一些简单的反应串:婴儿用眼睛跟踪运动着皮球,张开手指 去够它,并要移动手臂去跟随物体经过的路线。7个月至8个月这个快速生长期触发了一条感觉运动链:婴儿看见一只皮球,目光引导着他去够它,他抓住球,然后 把它带到更近处来加以检验。在11个月和13个月之间,大脑发育的另一个快速期会带来一条更长的感觉与反应链:婴儿抓起一只拨浪鼓,并把它四处移动移动, 以便能看到它的前、后、左、右各面。他还会听人们说话,然后动一动嘴、嘴唇和喉咙来模仿“球”或“饼干”的相应发音。
在菲奇尔的模式中,学步期的小孩到他第二个生日时,已经积累了许多由反射和感觉运动所提供的经历和体验,这将有助于大脑达到另一个新的潜能水平:通过意识 象征符号来表示物体、人或事件的能力。第18个月和24个月之间的快速生长期有时会使这种意识符号表示,不仅开启了婴儿说单词之门,而且开启了说短句子之 门,比如,“妈妈走”。此外,婴儿会做一些富有想像力的游戏,比如,把一只娃娃假装成给人打针的大夫,或者假装成正在穿衣服的妈妈。
菲奇尔的模式接着说明了3岁半到4岁半,6岁到7岁,10岁到12岁,14岁到16岁,和18岁到20岁,这几个大脑快速生长期以及新形成的各种技能。这 绝不是什么巧合,许多快速生长期,特别是前几岁中的那些,都是与大脑各部分的髓磷脂集累、突触结合的扩展和活动的增加同步的,许多其他的研究人员都曾在非 常年幼的儿童大脑细胞中看到过这些现象。引用19世纪心理学家威廉•詹姆斯的话说,婴儿和学步期儿童的大脑是“旺盛发展着的,嗡嗡响的一团混乱”。实际 上,并不是混乱,而是具有精确发展顺序的一系列事件。但按隐喻意义米讲,婴儿的大脑确实是发育旺盛,迅速,甚至在嗡嗡作响。
学爬是繁忙的大脑中“认识自助行为”的最好实例。自助行为是说明大脑发育引发新的体验和新的体能促使大脑更快发育的另一个术语。通常在第8个月和9个月之 间开始的学爬的行为,可以自行促进大脑其他方面的成熟。以亚历桑德鲁这名8个月大的正常婴儿为例,她顽皮,机灵,随时要接触和用牙咬在她视线内和能够得着 的任何东西。现在刚开始学爬,通常在10分钟内,她便能探索着玩门上的把手、窗户上的模压件、小狗的尾巴和光亮的塑料玩具。伊利诺斯大学的两位心理学家罗 斯安尼•克莫安和约瑟夫•坎鲍斯,抽出一周时间,对亚历桑德鲁这样8个月大的婴儿进行了测试,结果证实,学习爬行促使大脑出现了急速的发展。
两位研究人员把一百多名婴儿分成了三组:一组是还没有开始爬的,一组是已经开始爬的,另一组是可能还没有爬但能在塑料的婴儿学步车里转圈走动的。他们发 现,灵活的婴儿能很容易找到研究人员藏在布单下的钥匙、玩具手表和其他玩意儿。对婴儿来说,这项能力相当于空间智能——8个月大的孩子灵活性越高,他就越 能找到所藏的物品。另一方面,灵活性差的婴儿往往会被这项测试难住,找不到藏在手帕下的钥匙或手表。
约瑟夫•坎鲍斯同贝内特•伯滕歇尔在早期的一项研究中发现,会爬的婴儿恐高,而同样年龄还没有开始爬着探索三维世界的婴儿还没有发展到害怕高处的程度。
找到藏起来的玩具和害怕高处二者都是空间技能,也是持久注意力的例证。神经学家对婴儿这类技能的发展和相应大脑区域的发展进行了更深入的了解,包括早期认 知发展的任何其他方面。他们能了解这么多细节情况,应归功于一位心理学家阿黛尔•戴梦德,他在马萨诸塞州技术研究所工作。他同他的几位同事对数百名婴儿进 行了奉间推理研究。他使用的其中一种方法是以吉恩•皮阿吉特在20世纪30年代所做的试验(叫做“是A非B”)为基础的。做的时候,要把一件玩具藏在桌面 上两个容器之一里,让婴儿看着,然后用一块布把这两个容器都盖起来,等几秒钟之后,让婴儿选择出正确的容器,A或B。戴梦德发现,在7个半月至9个月大的 时期,如果让婴儿在此后2~5秒钟伸手选择;而且不让他看见容器,通常会做出错误的选择。到l周岁时,大脑又成熟了几个月,此时让婴儿在5~10秒钟后再 选择,仍能找出藏在正确容器里的玩具。
在称之为“物体重新找回”的第二项试验中,婴儿要从一个只有一面打开的透明塑料盒里拿出一个玩具。6个半月大到8个月大的婴儿会直接去够取那个玩具,因而 会碰到挡住去路的塑料盖或盒子的前面。到了9个半月大的时候,婴儿将会翻倒或转动盒子,以便找出开口,用另一只手去够取玩具。到了11个月至12个月大 时,小孩只要通过目视便可估计出开口位置,然后通过开口侧伸到里面去抓住玩具,也是奖品。在婴儿6个月以后到l岁这段时间里,大脑中显然发生了某些变化, 使得重新找回物体更成功了。但到底发生了什么变化呢?
藤椅笑笑の妈咪 2011-11-24 16:56:35 引用
这个问题的答案来自于对灵长目动物的研究结果。研究发现,猴子可以通过类似的物体重新找回试验,而且反应方式也类似。这个事实让耶鲁大学的研究员帕特丽夏 •戈德曼在大脑的脑皮质前部识别出了一些特殊的细胞,即所谓的“额叶前皮质”。必须在这些细胞成熟之后,动物才能找到在这些试验中所藏的玩具。在认知神经 科学的初期工作中,这是—个非常小的环节,以至人们一直以为它是在某一特定行为和大脑特殊细胞之间的环节。阿黛尔•戴梦德解释说:“额叶前皮质的这种成 熟,使我们开始练习对以前属于习惯性产物的行为进行选择和控制。这使我们能在心里解决各种问题,并把信息记在心里足够长时间以便能掌握它,应用它,这样, 我们便能进行计划,并能把一件事同另一件事联系起来。”
在婴儿发育的过程中,在额叶前皮质和涉及视觉的中脑区(称之为上丘)之间形成了连接。通过这些连接接收的神经信号可以凭想像临时阻止视觉信息。阿黛尔•戴 梦德说:“对于婴儿来说,通过这个透明盒子看到玩具的视觉信息左右了他们不通过迂回、直接去够到玩具的想法。但是,如果你能抑制一点上丘,那么你就能更多 地注意一点来自手的触觉信息,这样你就可能有更好的综合各方面信息的机会,而不会被玩具的视觉信息所左右。”抑制能力,以及头脑里保持信息的能力,是在婴 儿6个半月和11个月之间时形成的。
南卡罗来纳大学和马里兰大学的研究人员玛莎、安•贝尔和内森•福克斯,用脑电图仪所记录的脑电图证实,婴儿的额叶前皮质在7个月至12个月大期间变得特别 活跃。在他们的试验中,这个区域亮度增加,特别是在“是A非B”的试验中,婴儿必须把藏起来的玩具的图像在脑子里保留5~10秒钟。额叶前皮质的早期成熟 是人类智能的标志之一,而且即使是像黑猩猩这种聪明的动物也达不到幼儿的水平。终有一天,神经学家们会把婴儿萌生的许多行为与大脑的一些特定区域的发育匹 配起来。用普通术语来说,研究人员可以把4个月大的婴儿能首次聚焦和看见远处物体这一类事情与视觉皮质中突触连接的涌动联系起来。他们也可以把眼手运动之 间的发育协调(如像捡起拨浪鼓并把它拿到嘴边上),同视觉皮质和运动皮质中的相似物之间的连接联系起来。但是,测量额叶前皮质中某一特定的成熟细胞和藏玩 具试验取得成功之间的特殊联系是一种更高级的联想;这些都将期待着研究儿童大脑新方法的开发。
在此期间,南佛罗里达大学的一位富有革新精神的研究人员,曾提出过一份理论研究的路线图,其他研究人员可以按此路线去研究儿童的大脑与其年龄的关系。根据 对500多名儿童的脑电图进行研究的结果,罗伯特•撒切尔建立了一个生长刺激激素的移动波是如何以慢螺旋波的形式扫过大脑的理论模型。它首先涉及大脑左半 球,继而到大脑中央,然后到大脑右半球。他认为,每一次扫掠大约要5年时间,然后又以“左一中—右”的方式重新开始。如果撒切尔的模型是正确的,那么大脑 的左半球是在8个月至2岁半这个年龄段激发的(与语言的“激增”期是一致的);在3岁时两侧同时发育,而4岁至5岁是创造力增强期,此时大脑右半球被最大 激发。另一个5年周期的扫掠是在5岁到10岁期间,由左至右扫过,下一个是10岁到15岁期间,到第4次则直到成年才完成。他认为,每个波都会刺激突触形 成,而且任何不需要的或没用的突触最终都会被修剪掉。撒切尔把这个周期看做是各个年龄段上驱动快速生长期的“发动机”。
难以理解的是,这些“移动波”会随着男孩和女孩的生长起不同的作用。罗伯特•撒切尔的同事哈丽特•汉伦把撒切尔收集的数据分成男女两部分,并重新进行了分 析,以便了解生长发育期间的性别差异。在这项工作的基础上,汉伦报告说,在2岁左右,男孩的大脑发育开始比女孩快。汉伦认为,在6岁和10岁期间大脑生长 发育的差异(已被其他研究人员所证实),导致男孩和女孩大脑的不同部分发育速度出现了不同。她认为,语言、记忆和做决定方面女孩早期占优势;而空间推理、 视觉和瞄准目标方面男孩早期占优势。然后她推论说,大约到8岁时两种性别的这种趋势发生转换,并达到了均衡,男孩控制语言、记忆和做决定的大脑区域发育较 快,而女孩控制空间推理、视觉和瞄准目标的大脑区域则会发育较快。
如果人们确认这些快速生长期和螺旋式发展过程是正确的,我们就会有一种新的方法来了解儿童期、青春期和成年期的思维、学习和个性的各种主要转换。虽然要等 到他们确认之后才行,但在大脑发育中有规律进行的各个阶段和周期的整个有条理的皮亚杰图形中,有一个令人高兴的好消息:按照这些时间程序,婴儿在出生时至 少都具有一些他们本不应该具有的能力和知识。