简析脑科学研究的

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    (一)
    自20世纪70年代以来,脑科学研究出现了爆炸性发展,特别是90年代所谓“脑的十年”计划的开始。脑的十年( The Decade of the Brain)的口号最初是由美国科学家倡议的,其初衷是以此取得社会各方面精神和物质上的有力支持,推进基础和临床神经科学的发展。美国神经科学学会于1990年4月在华盛顿召开了第一次“脑的十年”的科学讨论会,包括诺贝尔奖获得者休贝乐(D.Hubel)在内的3位着名科学家,就感知觉、药物成瘾和若干神经性疾病的基础作了讲演,揭开了“脑的十年”研究的序幕。国际脑研究组织(IBRO)随即表示对“脑的十年”活动的支持,希望其各成员机构都能以各种方式对脑科学研究给予支持,使“脑的十年”成为全球性的行动。欧共体在1991年成立了“欧洲脑的十年”委员会,1994年成立欧洲神经科学学会,并采取许多措施改善欧洲各国间脑科学研究的交流,提高神经科学的显示度和增加对脑研究的支持。1996年2月,国际脑研究联盟(Dana Alliance for Brain Initiatives)成立。值得注意的是,日本在经过长时间的酝酿后,于1996年推出了“脑科学时代”( The Age of Brain Science)的庞大计划纲要, 拟在20年内,以每年1000亿日元(约8亿美元)的力度推进脑科学研究。今天,对脑和思想的了解,比心理学和神经科学以前全部历史所了解的东西还多。如今,脑的总体工作原理至少在以下几点是比较确切的:
    1.脑的基本运作主要是在分立的脑区进行,如视觉信息与听觉信息的处理就分属于不同的脑区。
    2.神经信息的处理兼有串行和平行方式。
    3.在神经网络中,不同信号单元通过交互方式相联系,并进行相互作用。这可以发生在一个局部的神经网络中,也可以发生在不同的、远隔的神经网络中,它使得不同脑区之间、神经系统的不同部分之中或之间形成和谐的相关。
    4.脑的高级认知功能是由广泛分布的神经元网络来实现的。例如视觉性想象,除了激活视皮层外,还有顶叶、左半球后部外侧区等其他脑区参与。而语言信息的处理主要通过3群相互作用的神经结构进行。第一群包括左、右半球众多的脑区,对机体和环境的非语言性相互作用形成表象,在这一过程中有感觉系统和运动系统的参与。脑对这些表象进行归类,在分类基础上形成另一水平的表象,直至形成概念。第二群主要在左半球,形成音素、音素组合和词的句法规则的表象。这些系统把词集合起来,并形成句子,或对听到、看到的语言信号作初始处理。第三是中介性的,也主要位于左半球,它能由概念来激发词型的产生,或由词来产生相应的概念。
    (二)
    以往的论述中(包括关于素质教育的分析),不乏有将脑科学成果引申到教育问题上的先例,但可能教训多于经验,最典型的就是右大脑与创造力开发的议题。
    人的左右大脑功能差异的研究源于美国脑科学家斯佩里(Sperry.R.W)和加札尼加(Gazzaniga.M.S)等人从60年代初开始的裂脑研究,他们发现,接受两半球联合部切开术的病人在其左边言语半球不能对刺激进行报告时,他的右边半球通过控制左手的肌肉动作,可以很容易地对简单的视觉刺激进行反应。随后,对1972年一篇有关割裂脑人的右半球倾向加工整体性刺激,而左半球倾向分析性工作的有趣报告发表后,该领域的研究被蒙上传奇色彩。尽管这种观点在学术界没有流行很久,因为4年后加札尼加等人就根据新的研究提出,脑是由在神经系统的各个水平上进行活动的子系统以模块的形式组织在一起的,而每个子系统在意识的范围之外加工信息。这些模块系统足以产生行为、情绪变化和认知活动,而这些活动依次被位于左半球的一个所谓解释器(Interpreter)的特定系统所监控和整合。但这种观点却长久地留在了大众的记忆里,并扩散到心理学和教育理论的研究中。心理学家看到右脑半球与整体刺激加工的关系,推测人的创造性主要来自右脑,可惜这是误认“天上的浮云为地平线上的树林”,所以,虽经十多年的研究仍不能判定创造性与右脑的高相关性。教育理论则以这种心理学假设为依据,提出了开发右脑的设想,进而主张通过加强左手的活动来激发右脑的思维。例如,不久前还有“幼儿专家”提出开发孩子的右脑,最近仍有一些“开发右脑”的论文面世,这些主张的实践后果岂非“缘木求鱼”?
    其实,关于大脑两半球的研究几乎每隔十年就有一系列新的发现,1995年,加札尼加指出:左半球,由于其复杂的认知机制,可以区分悲伤、同情和感激等不同状态,而右半球则因不具备区分这类状态的认知机制,而导致意识状态的下降。右脑半球不能进行推理,这就使得其在可经验的内容上受到很大的限制,右脑似乎主要以一种不加修饰的方式加工初级的经验。另一方面,左脑可以反映符号化的经验,可以根据一个理由进行推理,可以进行许多其他的认知加工。最近的研究发现,左脑在执行视觉搜索任务时是以一种聪明的方式进行的,而右脑却找不到合适的作业方式;左脑半球忙碌地辨认着世界,而右脑半球则简单地监视着外界〔1〕。1998年,加札尼加在《科学美国人》(7月号)上发表“对分裂大脑的重要研究”一文,总结了裂脑研究近十几年来的一些成果,提出:左半球对如象解决问题这样的主要认识活动具有完全的支配作用,似乎左半球在进行高级活动时并不需要大脑另一半球的巨大计算能力。同时,右半球严重缺乏解决困难问题的能力。而Funnell的研究发现,左半球拥有根据前后关系或周围的事件确定记忆来源的能力,左半球自动地将它的经验放在一个较大的范围内,而右半球仅仅注意刺激的知觉方面。加札尼加认为,我们独特的人类技能完全有可能由微小的与界线确定的神经网络产生。而我们的高度模块化的大脑,使我们所有人都产生了一种整体化的、统一的感觉。可是既然大脑是专门化的模块的集合,怎么会有这种整体感呢?答案可能是,左半球寻求事件为何发生的解释。由于大脑不仅仅是观察事件的发生,还要探究其发生的原因,这样,如果它们再次发生,大脑就能够较好地应付这些相同的事件。看来有创造力的与进行解释的左半球具有一种有意识的经验,它与真实而刻板的右半球的经验大不相同。虽然两个半球都可以看作为有意识的,但左脑的知觉远远超过右脑的知觉〔2〕。如果接受加札尼加等人的研究,我们就得更改以往对右脑功能及其教育意义的理解,与左脑相比,右脑在创造力开发上并无优势可言,而突出右脑恰恰忽视了左脑的功能,事实上,正是左脑在执行着解决复杂问题的创造性任务。但即使有这样的认识,也并不意味着我们应提出“开发左脑”,因为所有这一类口号都隐含着曲解一项严格的科学研究成果的危险,或走向另一个极端,从而割裂了对人类经长期进化而形成的脑的协调性的理解。
    (三)
    裂脑研究移植至教育领域产生的误导给我们提出的问题是:如何全面理解作业教育的生理基础研究的脑科学(或认知神经科学)的成果并适时追踪其进展?第111届香山科学会议以“脑高级功能与智力潜力的开发”为主题召开,意在通过脑科学家、心理学家、教育学家的合作,沟通不同学科的联系,为儿童智力发育的研究开拓一条新路。然而,就其提供的咨询报告(初稿)而言,这项努力尚在起步阶段。
    理解脑的开发至少有两个问题,一是考虑如何促进脑神经的生长,以提高人的一般素质;二是考虑如何利用认知神经科学的成果,推进发展人的素质的活动。对于前者,脑研究者提出了一些建议,以激发神经树突的不断生长〔3〕:
    (1)解谜题或做拼字游戏。美国宾州大学的心理学家威利斯(Willis.Sherry)认为,玩拼板游戏的人显示出更好的空间能力,这在其查地图时可反映出来。
    (2)摆弄乐器。当人们拉小提琴时,大脑在解决一套控制肌肉的问题。
    (3)修理东西。
    (4)尝试艺术活动。如果你的言语技能不错,可买一套水彩笔参加一个训练班;如果你的绘画技能不错,不妨写写诗。
    (5)跳舞。我们可以观察到身体活动和认知活动所需营养间的关系,中等强度的锻炼可使血液含氧量提高并输送更多的氧到大脑,当然这种活动应是新异的和需要思维的,如跳芭蕾舞。
    (6)会见智慧性的人物。威利斯觉得增加脑神经树突的最有益的方式是接触和交往有智慧、有趣的人。
    必须指出,这些活动与右脑开发没有关系,其作用更多的是通过需要调动智慧的外部操作活动,在细胞水平上促进神经树突不断生长。但这些建议使我们联想到哈佛大学心理学家加德纳(Gardner.H.)的多重智力理论(MI)〔4〕。加德纳将智力看作是解决问题或创造具有某些文化价值的产品的能力,人类至少有八种智能:即语言智能、数理—逻辑智能、空间—知觉智能、身体—运动智能、音乐智能、人际智能、自我认知智能及自然智能。语言智能发达的人对词义非常敏感,并能熟练地运用词语;数理—逻辑智能较好的人擅长推理,注重因果分析,会提出假设,寻求理论或数学模式。空间—知觉智能是指对视觉世界的敏锐感受力和理解力,建筑师、雕塑家、画家、飞行员等具有较好的空间—知觉智能;身体—运动智能是指灵巧地控制身体动作和操作物体的能力,运动员、外科医生、发明家、杂技演员等具有良好的身体—运动智能;音乐智能是对于节奏和旋律的感受、欣赏和创作能力,歌唱家、作曲家、演奏家就具有良好的音乐智能;人际智能主要表现在人际交往和与人和谐相处的能力,谈判能手、心理咨询专家、

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