兒童大腦如何保養?聽聽腦科學專家怎麼說
大腦保養是怎麼回事兒?複習為什麼是保養大腦的重要方式?突觸修剪是如何伴隨兒童大腦發育成熟的?近期北京新聞廣播「成長日記電台」採訪了中科院心理所副研究員、博士生導師、腦科學專家楊志博士,用專業的腦科學知識為家長朋友們答疑解惑。
文|《成長日記》主持人:傳藝、於浩
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保養大腦,豈止睡覺那麼簡單
成長日記:楊老師曾做過萬人微課,題目是:給孩子的大腦好好做個保養。怎麼想到這個題目的?
楊志:我們的腦本身,它是一個動態系統。在某種程度上是跟汽車相似的,汽車使用久了會老化、會疲勞,需要保養,才能保持良好狀態。對於人腦這樣一個神經系統來說,非常複雜,又是動態變化的,更需要保養,因為大腦始終受我們的環境影響。
成長日記:是不是睡眠好了,整個人放鬆了,就算給大腦做保養了呢?
楊志:當一個人長時間工作,精神比較緊張的時候,最好的保養就是休息一下,睡個好覺就能解決問題了。但對於孩子來說,不僅僅是休息一下的問題,因為孩子大腦是動態變化的,要比我們成年人快得多。孩子為什麼可以學得特別快?因為它的神經系統在非常迅速的調整微觀結構。在經歷了一段時間的學習之後,需要給予孩子一段時間來調整大腦的微觀結構,使得孩子學的這些知識,能夠鞏固好,這也可以當做是一種保養。
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大腦保養秘笈——複習
成長日記:複習肯定是用腦的一個過程,為什麼說是保養呢?
楊志:複習也是一種保養,因為我們腦的發展,是離不開我們跟外界環境相互作用,離不開學習的。當我們的孩子經歷了一段時期的學習,複習是想要把對腦產生的各種各樣的有利影響保存下來,這也是一種保養。
因為經過學習,我們的目標是更好的發展我們的腦、及時複習。也就是說,經過學習,你已經具備的知識和能力,已經形成了神經網路。我們要通過複習的這個過程,讓它進一步保存下來,並且變得更牢固,知識點之間的聯繫更加豐富,這種情況下,也可以理解成是一種保養,讓大腦的性能更好。
成長日記:有沒有生活中的小例子?
楊志:比如說我們家的例子,我女兒學彈古箏,我自己觀察發現,星期六上了一個小時的課,回家不再動這個古箏了。星期日如果我們出去玩兒,等到了下周一,你再讓她去學習或者複習一下,周六她所學的這些內容的時候,她會覺得很困難。而這種困難,帶來一個後果不僅是她自己學起來困難,學得慢,而且她的學習動機就會下降了,這個東西對於我來說太難了,所以我就不想練了。
我觀察到這個情況之後,調整了一下,比如說我們星期六練琴,星期日總會找個機會,哪怕練二十分鐘,也要再熟悉一下。這樣的效果是後面她再練習的時候,可能並不覺得那麼難,這個時候她的學習動機就比較強了,因為她覺得這個東西其實很輕鬆就能掌握。
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複習,鞏固神經網路之間的聯繫
成長日記:大腦存儲知識和計算機存儲信息一樣嗎?
楊志:它實際上並不像我們計算機一樣,有一個硬碟,我們的大腦儲存知識的方式,實際上是表達,表達成我們的神經系統裡面的這些神經元,它們之間互相的聯繫。這種聯繫,是神經系統的微觀結構,它會隨著我們不斷的獲取知識,當然也包括遺忘知識,它的結構會不斷的改變。所以我們所學到的所有知識,都可以理解成是這些神經系統的連接方式表達出來的。
當我們剛開始學一些知識的時候,可能這些神經網路之間,剛剛開始建立了一些聯繫。及時複習對它起的作用就是我要在這個聯繫還沒有消退的時候,及時地再把它鞏固住。經過及時的複習,就可以讓這個聯繫加強。一旦得到加強,這些聯繫就會相對持久的保存下來了。所以說,不管學什麼東西,還是記什麼東西,還是獲取什麼技能,這些技能在複習之後,就會保留得比較牢固了。以後再去回想的時候,也會相對比較簡單。
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突觸修剪,大腦發育的重要過程
成長日記:為什麼及時複習在大腦發育過程中很重要?
楊志:這個過程尤其在兒童青少年階段特別重要,因為在這個時間,我們的神經網路經歷了一個很重要的發育過程,我們的腦到兒童晚期和青少年的時期是一直在發育的,要到20幾歲的時候,才是發育比較成熟的。這個發育的過程,我們的術語叫做突觸修剪。
突觸是指兩個神經元傳遞信息的這個傳導,或者說它們交換信息的這個界面,我們管它叫突觸。這些突觸,本來也是動態變化的。當你學了一個東西,會讓兩個神經元之間的信息溝通得到加強,所以這兩個神經元之間傳遞信息的效率就增加了。但是你如果不用這個突觸,很快就會被修剪掉。
因為我們的腦是需要把有限的能量供給給那些經常用到的神經系統的,跟我們的生物界的進化是類似的,就是用進廢退,大腦的神經系統也是這樣來工作的。
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3歲幼兒大腦神經元數量是成人的兩倍
成長日記:請您講講準備好的這張圖?
楊志老師供圖
楊志:這幅圖實際上是從5歲到20歲之間,我們的腦皮層體積,大腦皮層裡面是有灰質跟白質的。在最外層的,我們所謂的大腦皮層,實際上是灰質,從5歲一直長到20歲,我們的大腦皮層是在變薄的,灰質體積逐漸降低。(灰質由大量的神經元胞體及其樹突聚集在一起形成)。
對應於灰質我們還有白質,白質是什麼呢?白質就是這些神經元的軸突,應該講是樹榦和樹根,但是很多神經元的樹榦跟樹根,你可以想像它們是綁在一起,一把一把的,所以也叫神經纖維。
我們的身體是從小長大的,但是我們的灰質的密度,是在逐漸降低的。這意味著實際上我們從5歲開始,灰質裡面所包含的神經細胞的數量,神經元的數量,以及它們之間傳遞信息的突觸數量是在減少的。在大概3歲左右的時候,是一個高峰,3歲幼兒腦中的神經元數量,是我們成年人的兩倍。從數量的角度上說,就會慢慢的衰減,這個衰減,我們就管它叫做突觸修剪了。
成長日記:突觸數量越來越少,是好事嗎?
楊志:突觸修剪的積極意義就是留下來的都是精華。我們神經系統是一個很智能的,或者說很有經濟性的一個系統。它一開始生長出來神經元,是遠遠超過我們最終所需要的數量的,而後留下來的都是精華。而且是在我們的學習中留下來那些精華,所以它有很強的適應環境的能力。
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兒童各項能力成熟有早晚之分
楊志:這幅圖是2001年發表在美國科學院的院刊上面的一個研究,這幅圖就是在說明,儘管我們腦的灰質密度是在逐年下降的,但是它更重要的一個意義是告訴我們,在我們腦的不同位置,灰質密度下降的速度仍然不一樣。楊志老師供圖
成長日記:兒童不同能力的發展有早有晚嗎?
楊志:是的,這就體現了在我們成長過程中,我們有些能力是先發展,先成熟的。比如說我們的運動能力,身體的感覺能力,可能在一個孩子到了四、五歲的時候,他的大運動就沒有什麼問題了。但是,像一些更高級的能力,比如說控制自己的能力、專註力,並不是在四、五歲的時候就能成熟的,可能要更晚。
這是因為我們在發生突觸修剪時,我們運動系統是先發生了突觸修剪,所以它早成熟了。但是跟專註有關係的,跟注意力的控制有關係的這些前額葉皮層,它是比較晚才進行突觸修剪的,所以要稍晚才能產生這種能力。
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3歲,腦部發展關鍵期
成長日記:您說到3歲的時候,他的神經元是最多的。我們能不能理解3歲是一個比較關鍵的時期?
楊志:3歲確實是發展一些潛能的時期,因為他神經元很多,具備很多潛在的神經元之間的聯繫,它們之間可能形成的聯繫也很多,這個時候可能會產生一些潛能。
但需要注意一點,發展潛能還要順應兒童發展的自然規律。如果在3歲的時候強調他控制自己的能力,比如說控制自己注意的能力,這個時候可能違背了他的發展。我們做了很多的努力,但是不一定能夠取得一個很好的效果,因為他的腦還沒有發展到那個階段。但是比如說背詩、唱歌,包括學外語,這些能力這個時候是可以得到一些發展的。
成長日記:因為是高峰期對嗎?
楊志:對,因為在3歲這個時期他的語言系統已經在發展了,已經有一些突觸修剪。在突觸修剪之前的這個過程,叫做髓鞘化。這個區域對於環境變得更敏感了。
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大腦保養秘笈——豐富知識結構
成長日記:豐富知識結構,怎麼跟保養大腦就能聯繫起來呢?
楊志:其實豐富知識結構,可以從記憶的角度來理解,比如說小朋友在學習的時候,尤其是剛上學的這一段時間,他在學校所學習的這些知識,對於他的腦來說,可能還比較孤立。也就是說我學了什麼,我就只是記下老師上課所教的這些知識,但是你要想讓他能夠很好的把這些知識掌握,第一是鞏固好;第二是能夠靈活的運用,包括舉一反三,你要想具有這種能力呢,需要讓他的腦,把這些知識點進行一些重組,或者加強他們之間的聯繫,豐富他們之間的聯繫。
楊志:豐富知識結構,實際上是說我們要讓他圍繞他在課堂上學習的一些知識,再與其他的他已經知道的一些知識,建立更多聯繫。比如說我舉一個很簡單的例子,我說貓。在我們的腦海中,你可能會想貓有兩個耳朵,有兩隻眼睛,有四隻腳,貓是毛茸茸的,貓喜歡在哪待著,包括貓有什麼樣的類型,甚至你想起它的英語cat等等。剛才我提到貓這個詞,大家所想到的其他概念,實際上就是我們腦中的知識結構。
對於一個孩子來說,他在課堂上所形成的知識結構,可能還沒有那麼豐富,要儘可能的幫他建立更多的聯繫。
楊志:我們常說一個孩子聰明,聰明的本質是什麼呢?聰明不光是見識廣,而且是你給我提出一個概念、一個信息,我可以聯想到一大堆跟它有關聯的信息,甚至我所建立的關聯,要比別的孩子要多很多。所以這個時候,這個孩子叫做聰明,他很容易的把一件事跟另外一件事聯繫起來,這是依靠比較豐富的知識結構才能完成的。
成長日記:打個比方,互聯網提供的不僅是知識,而是建立一種鏈接,我們大腦的這種記憶,也是一種連接。
楊志:是的,其實也可以打這種比方,就是在我們腦中的每一個神經元,可以比喻成是我們社會中的每一個人,它們有一定的相似之處。相似之處在於每個人都從四面八方接收不同的信息,然後我們自己整合這些信息,表現出我們的行為或者感受。實際上在我們的腦子中,每個神經元也是這樣工作的。我們的學習是什麼?我們的學習是讓某些神經元之間的聯繫變強了,而讓另外一些神經元聯繫變弱了,這就是我們的學習。
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