觀點：自閉症孩子大腦的關鍵期提前關閉

2015年8月11日：

前不久看美國人諾曼.道伊奇（Norman Doidge）的《重塑大腦 重塑人生》（The Brain That Changes Itself）。書里涉及對自閉症的相關研究，分享如下：

美國科學家邁克爾.梅策尼希（Michael Merzenich）被譽為「大腦可塑性的世界第一把交椅」，他認為導致自閉的原因在於孩子大腦的關鍵期提前關閉。

「關鍵期」是20世紀下半葉生物學上的著名發現。科學家通過研究證明大腦系統需要環境的刺激才能發展，而且每一個神經系統都有自己的開窗期（window of time），在這個時期，大腦快速成長，對環境特別敏感，特別具有可塑性。例如小鵝孵出後15小時到3天是它的關鍵期，如果這個時期它只看到人類，那麼就會與人類形成終身聯結而不是與母鵝，這個過程叫做「銘印」（imprinting）。佛洛依德認為人類神經系統的開窗期很短，在這個時期獲取某些經驗之後人腦才會發展正常。

梅策尼希和他的團隊用微電極繪出初生老鼠的大腦地圖在關鍵期是如何形成的。剛出生，在關鍵期剛開始時，老鼠的聽覺皮質地圖沒有分化，皮質上只有兩塊大大的區域，一半的地圖對所有高頻率起反應，另一半地圖對所有低頻率起反應。當老鼠在關鍵期內聽到某個特定頻率時，那個簡單的組織就改變了。當老鼠重複聽到高C音不久之後，有幾個神經元會被C音活化，變成只對C音反應，以此類推。那麼，後來的地圖就從只有兩大塊區域變成很多小的區塊，每一塊對不同的音起反應，這個地圖就已經分化。梅策尼希進而指出，當人類出生時，我們的大腦地圖也還是一張很粗略的簡圖或者草稿，沒有細節，尚未分化完成。在關鍵期時，我們的大腦地圖結構會因為第一次的外界經驗開始成形，這個簡圖慢慢精緻、添上枝葉，變成了我們正常的大腦。

梅策尼希的另一個發現來自於對大腦衍生神經胜肽（BDNF）的研究。他認為BDNF在關鍵期大腦可塑性的改變上扮演了重要角色。當一個行為需要特定的神經元一起發射時，就會分泌BDNF，這個生長因素使得神經元之間的聯結「固化」，在關鍵期，BDNF會啟動大腦中使我們專註注意力的基底神經核（nucleus basalis），使它一直活化到關鍵期結束。基底神經核一旦被活化，不但會使我們專註，還使我們記住我們的經驗，這使得大腦地圖得以分化，並有效地改變地圖形狀。梅策尼希把基底神經核和注意力系統叫做可塑性的調節控制系統，當這個神經生化系統啟動後，會使大腦保持在一個非常有彈性、可改變的狀態。然而，當BDNF已經完成重要神經聯結的強化後，會幫忙關掉關鍵期，結束不花力氣、輕鬆學習的時代。而後來，這個神經元只有在諸如驚異或新奇的東西出現，或是我們努力用心專註去學習時才會再次活化。

綜上，梅策尼希關於自閉症的研究結論是，在關鍵期時，自閉症基因孩子的神經元過渡興奮，使得大量BDNF被釋放，過早地關掉了關鍵期，把那些還沒有完全連接好的神經迴路封閉起來，所以孩子的許多大腦地圖沒有分化完成，造成全面性的發展失常。梅策尼希的理論同時也解釋了自閉症的高癲癇比率，因為大腦的聯結都還沒有區分好、增強好、固定好，一旦有幾個神經元發射，會帶動全腦活化的紊亂，這就造成了癲癇。

梅策尼希是全球20個神經可塑性儀器發明和革新的幕後推手，他研究設計的「Fast ForWord」程序正在幫助許多具備學習障礙的孩子得以改進他們的認知與知覺，其中有不少自閉症兒童。雖然這些被稱作「邊緣科學」的方法暫時不被主流干預模式認可，但書中例舉的大量事實提供了清晰的佐證。

看完這些關於自閉症的研究，我只有一點深深的感受，那就是可惜我沒有生活在美國，不然一定帶孩子去試一試梅策尼希的"Fast ForWord"。