神經科學專題二（中）| 胎教真的有用嗎？— 孕期後半段的感知系統形成

上期專題中我們談了孕期前半段的神經元細胞的生成。孤立神經元細胞的作用很有限，儘管科學家發現如鏡像神經元（Mirror neuron）等具有特殊功能的神經元細胞。真正讓神經元細胞發揮威力的是神經網路，神經元細胞之間能夠形成有效鏈接，通過電信號來進行信息傳遞和交流，形成神經迴路（Neural circuitry）。這些有效的鏈接就是科學家通常說的神經突觸(Synaptogenesis)。

簡單地說，大腦能力不但與神經元細胞有關，也與神經突觸密切相關。在運動專題(相關鏈接：運動專題（三）: 運動是天然的情緒調節器)中，我們提到，運動之所以有利於大腦發育的原因之一就是：可以產生有利於神經突觸連接的神經傳導物質。

在孕期後半段，神經元細胞會遷徙到最終發育成為頭部的區域。接下來，各個神經元細胞之間開始嘗試建立連接，形成神經突觸。神經突觸連接是一個及其複雜的過程。可以粗略地想像一下，一個神經元細胞平均要和周邊的神經元細胞做約15,000餘次的接觸來完成連接工作。甚至有些神經元細胞必須要完成超過100,000次接觸。也就是說，大腦需要平均每秒完成180萬接觸來形成一個發育完好的大腦。其中還有很多神經元細胞根本完成不了這個突觸連接過程。

更為重要的信息是：大約有83%的神經突觸是在出生以後繼續進行的。在孩子出生之後，後天環境會對突觸連接產生非常大的影響，這是因為感知系統（Sensory systems）已經開始發育，胚胎已經能夠感知外部世界的一些刺激，也就是我們在專題一（相關鏈接：神經科學專題|大腦可塑性讓孩子能力培養成為可能）中提到的突觸可塑性。對於人類來說，大腦是最後發育完成的器官。女孩的神經突觸過程會持續到20歲左右，男孩的神經突觸連接過程甚至會持續到更晚。

當嬰兒臨近出生時，各個感知系統是處於不同的發育程度。這些系統可以想像為大腦根據基因預裝的初始系統。比如說，嬰兒慢慢地能感知聲音，味道和動作的刺激，並且能做出相應的反應。科學家發現，這種重複的刺激會在嬰兒的腦部留下記憶，並且這種記憶可能會被喚起。嬰兒能感知媽媽所吃和所聞到的味道，並在其腦部形成熟悉感。而這些熟悉感也為嬰兒營造了最初的安全感。

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大腦不同區域的神經元細胞負責不同的感知功能。科學家認為感知系統主要包含六大方面：觸覺（touch），視覺（sight），聽覺（hearing），嗅覺（smell），平衡（balance）和味覺（taste）。這些神經元細胞通過與其感知器官的連接來建立各個器官的感知和指揮控制系統。

觸覺系統

觸覺系統是胚胎最早發育的一個感知系統，胚胎在第四周的時候就能感知到對其鼻子和嘴唇的刺激，在第十二周的時候就能感知到對其皮膚的刺激。而在孕期前半段的開始階段，胎兒也許能感知到外部施加的刺激，但是這時候胎兒可能不會做出任何回應。大約在孕期第五個月之後，胚胎開始發育其全身神經終端。所以，在這個時候，胚胎才會有迴避行為來回應外部刺激。什麼是迴避行為？當有針等尖銳物靠近胚胎活體時，胚胎會表現出躲避動作。也就是說，胚胎此時應該能感受到外部的刺激帶來的疼痛。同時，這個時期的胚胎也能感知溫度的變化。

視覺系統

負責視覺感知系統的神經元細胞需要與視覺器官－眼睛－連接。接下來，我們簡單地說說胚胎的視覺系統發育過程。視覺系統是所有感知系統中最為複雜的一個。視覺系統是從胚胎第四周時開始發育。胚胎首先在頭部兩側形成小的黑點，這些黑點最終發育成視覺器官－眼睛。

眼睛中的視網膜神經細胞會達到腦部的後部與形成大腦視覺皮質的區域連接。緊接著，大腦視覺皮層的神經元細胞會和這些視網膜神經細胞形成連接。在孕期的後階段，胚胎每天會產生大約100億個神經突觸來建立這種連接。科學研究表明，控制眨眼，瞳孔變化和跟蹤移動物體的神經迴路在嬰兒出生之前已經初步形成。這是因為科學家發現：在孕期的最後時刻，胎兒會對照射子宮的光束做出移動和改變心率的回應。其實，視覺神經迴路的展開是非常複雜的，在嬰兒出生一年之後，大腦通過外界的視覺刺激還在以每天生成大約100億神經突觸的速度來逐步完成視覺系統的發育和完善。

聽覺系統

聽覺系統也是從胚胎第四周開始發育。負責聽覺感知系統的神經元細胞需要與聽覺器官－耳朵－連接；在胚胎第六個月大的時候，胚胎的大腦已經可以對聲音的刺激做出某些反應。而在第七個月大的時候，胚胎對聲音的反應會更加迅速和激烈。當到第八個月大的時候，胎兒已經可以分辨一些聲音。所以，剛出生的嬰兒對於媽媽的聲音尤其熟悉，同樣，這也可以給初生嬰兒帶來熟悉感和安全感。比如說，嬰兒會對懷孕後期媽媽經常聽到的聲音做出特別的反應。在上個世紀80年代早期，美國科學家做了一個非常有意思的科學研究，發現吸吮與孕期後期閱讀某特定的書籍《The Cat in the Hat》有關聯。科學家覺得這可能是嬰兒對某種聲音做出的一些反應，但是並不能證明這與嬰兒的飲食習慣會有某種聯繫，但至少說明孕期後階段的胎兒已經可以分辨聲音。

嗅覺系統

嗅覺系統是從胚胎第五周開始發育。負責嗅覺感知系統的需要與嗅覺器官－鼻子－連接。從第二個月到第六個月，胎兒的鼻孔是被物體堵住的。而在第六個月之後，堵住的組織會被黏膜取代。嗅覺神經與大腦嗅覺皮層之間的神經突觸也開始連接。科學研究表明，媽媽的胎盤這時候會慢慢地允許氣味分子進入子宮，從而刺激胎兒嗅覺系統的發育，這時候的胎兒能感受到媽媽身上的香水味以及飯菜的味道。記住，熟悉的味道可以讓出生的嬰兒得到安慰和安全感。

平衡系統

對於胚胎的平衡系統來說，科學家認為在孕期後階段以及嬰兒在5個月大之前，會出現一種擁抱反射（moro reflex）。擁抱反射是當嬰兒受驚，或者感覺要摔倒時的一種對恐懼的本能反應。需要注意地是，如果在嬰兒出生五個月之前沒有展現出這種擁抱反射，可能預示著嬰兒神經系統發育異常。同樣，如果該反射在嬰兒出生五個月之後還有存在，也同樣可能預示著嬰兒神經系統發育異常。擁抱反射反應了嬰兒的移動和平衡能力。這種平衡能力需要多個感知器官與相關肌肉之間的協調，是比較高層次的一種多感知器官協調反應。所以，科學家相信在孕期的後階段，胎兒應該可以控制身體並做出一系列簡單的協調動作。

味覺系統

味覺系統開始於胎兒發育的第八周。在孕期的後階段，味覺複合物會通過胎盤進入羊水，而此時的胎兒每天會吞食羊水。也就是說，孕婦後期的飲食有可能會影響嬰兒對某些食物的偏好。

那麼，能否通過媽媽的飲食來讓孩子一開始就擁有健康的飲食？在嬰兒早期，是否可以通過早期的擁抱反射來增強孩子的平衡能力呢？過度或者過早的練習會帶來什麼影響呢？更進一步說，什麼樣的早教形式可以給孩子帶來某種天賦呢？

現在還沒有足夠的科學證據來回答這些問題。即使有，科學家也建議：不能過度地去解讀這些研究成果，不能過度地去解讀這些研究成果，不能過度地去解讀這些研究成果，重要的事情說三遍。

但是，其中一個值得警醒的研究成果表明：當大腦的神經系統發育過早或者過晚（還沒有科學研究證明人為的過度干預會否產生相同的後果），可能會導致神經迴路的紊亂，從而造成自閉症或者精神分裂。

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