大人和孩子的脑有什么不同

我曾经买过一个叫“生长中的大脑”的小玩具，其实它就是一个压缩后的泡沫塑料大脑模型，放入水中后体积会膨胀。它很有趣，却不能当作好的教学辅助工具。随着婴儿的成长，他们的大脑的确会随之增大，但并非简单的膨胀。一个人类新生儿的大脑重量只有成人大脑重量的1/4，而在出生一年之后，重量的差距就追上1/2还多。令人惊奇的是，重量的变化不是因为大脑发展出了更多神经元。实际上，新生儿拥有几乎与成人一样多的神经元，它们会被使用一生。大脑重量的变化大部分源自神经元连接的快速发展。

如你在图1-4中所看到的，这是一个新生儿从出生到5个月大的神经连接示意图，人类大脑的神经元连接在婴儿期经历着巨大变化。举个例子，在峰值活动期间，老鼠幼崽的大脑以每秒生成25万个新连接的速度发展，也就是每分钟生成1500万个连接。我们不知道人类大脑中连接的发展速度，如果有区别的话，应该是更快。

图1-4 神经元连接在发展期的增长示意图

这些结构变化反映了与外界相互作用的塑造大脑的生物过程，使之更适应周遭的环境。塑造过程包括两种互补的过程。第一，遗传指令指挥神经元发展出越来越多的连接。这使得神经之间的连接最开始是产量过剩的。这也就是示意图看上去跟你花园中杂草的根茎系统一样芜杂的原因。第二，紧接着产量过剩阶段出现的是一个修剪的阶段，神经元之间的连接开始大量减少。在高峰时期，每秒有大约10万个连接消失，也就是每10个连接中就有4个会消失。这些连接的消失十分令人惊讶。为什么我们的生理本能要大费周章地建立起连接，而目的又是之后将它们以近乎相同的速度切断呢？

事实证明，这种超量生产又随之切断连接的做法或许是一种根据周遭环境塑造大脑的聪明手段。大量的连接意味着大脑将所有从经验中得出的、可能遭遇的活动模式都进行了连接。不过，你要记住，同时激发的神经元倾向于建立更强的连接。一旦神经元间没有相互激活，它们之间的连接自然就会被修剪。让我们回到之前那个有关邻居的比喻，你可以将其想象为“如果你不回我的电话，我之后就不会再与你联系了。”或者拿你比较熟悉的如Facebook、Twitter这类社交网站来打比方，那些你不关注的人通常也不会反过来关注你。

相互连接使得改变大脑结构成为可能。我们从动物实验中了解到，早期环境的作用会在大脑的连接中显现其影响。例如，如果在饲养老鼠幼崽的过程中不让其看到过多的东西或进行足够的活动，那么与可以进行正常玩耍的老鼠相比，它们的大脑就会更轻，拥有更少的皮层连接。诺贝尔奖得主大卫·休博尔（David Hubel）和托斯滕·威塞尔（Torsten Wiesel）发现，早期发展环境处于视觉剥夺状态的猫和猴子，它们视觉区域大脑皮层的神经元活动是受损的。另外，特殊类型的视觉剥夺会造成选择性的损伤。举个例子，在频闪仪构成的世界中长大的动物虽然能看到事物近乎正常的影像，但是它们不能看到连续的运动，就像是在20世纪70年代开闪光灯的歌舞厅里，你根本无法看到连续的运动。有一个不幸的女人，她大脑的这一区域在晚年时受到了损伤，她说自己过马路时非常困难，因为她根本无法判断开过来的车的车速。当她向杯子里倒茶时，茶杯从空到半杯水再到满的过程就像是一系列间断的照片。

有些时候，人和动物看某些特殊图案的功能会丧失。在没有直线的环境中长大的动物无法看到直线。简言之，早期剥夺研究显示种瓜得瓜。如果在发展早期剥夺一部分经验，那将对之后的生活产生长期的影响。在错误的视觉条件下被抚养长大的孩子会产生永久性视力丧失，也就是人们所知的弱视。弱视不是眼睛的问题，而是形成视觉的脑区的问题。这就是为什么弱视的人戴眼镜之后与没戴时没有区别。这也是弱视的人无法正常欣赏3D电影的原因，因为这需要在生命早期有正常的双眼视觉输入，而他们丧失了这种立体视觉。如果你想要对此做出改变，必须在问题形成初期就进行纠正，这时大脑的对应脑区还没有受到永久性的损伤，仍旧可以发展出连接。这将我们引向了对另一个关于脑发展的基本原则的讨论，即对敏感期（sensitive period）的讨论。