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大脑成长五阶段
作者:卡罗琳·…    文章来源:参考消息09年5月2号~9号第七版转自英国《新科学家》周报    点击数:1813    更新时间:2009-5-10    
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大脑成长五阶段

 

 佛心网编推荐本文是一篇优秀的涉及到心理生活、心智开发、人生心路等人生问题的神经心理学科普文章,向本网读者推荐。

 

大脑的变化比身体其他任何器官都要多,这些变化可简单划分为五大阶段,每个阶段都深深影响着我们的能力和行为。所以,我们必须保证大脑在每个阶段都处于最佳状态,并尽可能将最棒的大脑过渡到下一阶段。
  大脑在我们一生中经历的变化比其他任何身体器官都要多,这些变化可以粗略划分为五大阶段,每一个阶段都深深影响着我们的能力和行为。在这一过程中,我们并非局外人。所以,我们该如何保证大脑在每一阶段都处于最佳状态,并尽可能将最棒的大脑过渡至下一阶段呢?本文将告诉你答案。

 

1.孕期:打基础

 

  在我们吸入第一口空气之前,大脑就已经诞生8个多月了。大脑在受孕后4周内开始发育。这时,三层胚胎细胞中的一层发生卷曲,形成神经管。一周后,神经管的一端发生弯曲,发育成前脑、中脑、后脑的基本架构。

 

  ⑴基因控制大脑发育

  从这点来讲,大脑发育与分化主要由基因来控制。即便如此,在这一阶段保持大脑最佳状态的关键还是要尽可能保证良好的产前环境。这就要求孕妇在婴儿发育的最初几周里不能有压力,保证良好的饮食,并且远离香烟、酒精、和其他毒素。临近大脑发育的末期时,胎儿开始拥有倾听和记忆的能力,声音与知觉就会开始影响大脑。
  但在最初的半年里,大脑的发育只是在搭设基本架构:发育出神经元和神经连接,确保大脑每个区域都发育良好,发育位置正确。这一过程要耗费能量,同时需要各种营养物质在适当的时候以合适的剂量发挥作用。事实上,如果你考虑一下需要完成的建筑工程量——千亿个脑细胞和分布在10多个不同区域里的数百万个辅助细胞——就会觉得这着实是一项令人惊叹的进化工程。我们以知大脑在发育早期需要一种名叫叶酸的营养物质。叶酸对神经管闭合起到关键作用。叶酸不足会导致婴儿出现脊柱裂(部分脊柱暴露体外)、无脑畸形(因大部分大脑未能发育导致的绝症)等缺陷。有证据表明,缺乏维生素B12也会产生类似的后果。
  我们对其他营养物质在最初几周内的作用就没有这么清楚了——这一方面是因为营养物质的缺乏通常只是整体营养不良或贫困的表现之一,可营养不良与贫困牵扯到与整体健康状况不佳或健康意识淡薄有关的各种复杂因素;另一方面的原因则是我们很难把早期营养物质缺乏于数月乃至数年后出现的问题联系起来。

 

  ⑵营养过剩并非好事

尽管如此,我们确实通过动物实验了解到,营养不良(尤其是缺乏蛋白质)会阻碍神经元和神经连接的发育。在神经元从发育之初的位置移动到最终位置的过程中,铁和锌的作用也是必要的。长链多不饱和脂肪酸对突触的发育和膜功能来说同样至关重要。
  然而,虽然良好的饮食和产前维生素通常足以满足胎儿的大脑的早期需求,但是不良胎盘导致的营养缺乏也会影响大脑发育。影响胎盘状况的因素有孕妇高血压、精神压力和吸烟。营养过剩也不是好事情。比如糖尿病若控制不当,就可能导致大脑发育遭遇葡萄糖恶性过剩的状况。
  幸运的是,大脑具备一套庞大的安全体系,发育出的神经元是其最终需要的两倍。即便如此,有些伤害也还存在。比如,即便婴儿从出生开始补充铁元素,胎儿铁缺乏症也能影响大脑功能达3年之久。
  至于有毒物质,值得欣慰的是胎儿受到很好的保护,不容易受到外部世界乃至母亲自身的影响。胎盘是一道具有高度筛选功能的屏障,包含了许多外排蛋白,能够防止孕妇血液中的有害物质进入胎儿体内。

 

  ⑶毒副作用不可忽视

  但胎盘也不是一道完美无缺的屏障,汞、尼古丁、酒精等有毒物质可以勉强通过胎盘的筛选。后果取决于有毒物质的剂量和胎儿的遭受侵袭的时机,但科学家在动物实验中发现,尼古丁确实会影响神经递质的功能,汞则与小脑和某些皮层的细胞死亡有关。我们已知酒精可以杀死神经元,改变某些神经递质的活动,虽然我们尚不清楚多少剂量的酒精会引发胎儿酒精综合症那样的身体和认知缺陷,或造成更加细微的伤害。
  某些有毒物质不需要通过渗透胎盘就能起到作用。比如香烟就能减少流经胎儿的血液量,使其丧失氧气和营养物质。我们尚不清楚香烟究竟是如何影响人类胎儿大脑的,但有迹象显示,假如子宫内的胎儿曾经暴露在香烟环境中,则在其成长为青少年后,胼胝体和负责社会行为的眶额皮层会相对较小。较小的眶额皮层与女性在10来岁时缺乏关爱行为有关,这就表明吸烟可能导致后代后代出现行为问题。但最近也有研究表明,曾在胎儿期暴露于香烟环境中的青少年与其他没有类似遭遇的同龄人在总体上不存在差异。
  压力同样可能是有害的。在动物实验中,暴露在母体压力激素下的幼崽会出现焦虑行为和多动症状况。英国帝国理工学院最近公布的一份对7000多名母亲和婴儿的进行的纵向研究称,多达15%的注意力缺陷多动症病例可归因于母体的压力。
  但如果你正在阅读本文,但愿你能相对轻松地逃过生命头9个月的灾难,或者说任何问题在父母的呵护和良好的教育下得到了弥补。在下一阶段,年轻的大脑开始学习和记事,这就意味着我们第一次有机会真正使用这个奇妙的器官。

 

2.童年:多吸收

 

童年时期的大脑比今后任何时期更具活力和可变性。就在我们探索周围世界的时候,大脑正在继续发育,以惊人的速度形成和打破神经连接。这么说也许令人惊讶:学习、记忆和语言活动从我们出生前就开始了。

 

⑴产前大脑发育最关键

在产前阶段,每分钟有多达25万个新细胞在形成,于是每秒钟结成180万个新连接——虽然约半数细胞后来会萎缩消失,只有在使用过程中得到强化的细胞才会留存下来。从出生起,小孩儿会在10年多里迅速发育成长,这期间的每一次经历都影响到其成人后的样子。那么,父母该怎样做才能最大限度的挖掘孩子头脑的潜力呢?

产前后的经历虽然很重要,而且可能对大脑正常发育的影响最为关键。科学家在实验中可以最早在受孕约22-24周时观察到胎儿的学习行为。届时,胎儿会对声音或触摸做出反应,但会无视反复出现的乡土刺激——这种简单的记忆方式被称为“习惯化”。从大约32周起,胎儿就表现出接收条件反射的能力——一种更为复杂的记忆方式,表示可以通过学习把一种随意性刺激看作成是另一件事情将要发生的信号。事实证明,胎儿对特定音乐和母亲声音、气味的记忆在受孕30周后形成,并延续到出生后。

语言的学习也是从产前开始的,相对于外语,新生儿的听到母语时吸奶更有劲,虽然他在3岁前确实会对任何语言都做出反应。即便如此,虽然对着7-9个月大的胎儿说话能帮助他们辨识你的声音,但尚无直接证据表明,暴露在多种语言环境中会影响今后的语言能力。影响语言能力发展的重要因素,是父母在孩子出生后与之交谈时间的长短、父母词汇的复杂性和他们吸引孩子注意力的程度。

 

⑵胎教是否有道理

同样的是,有些出售“产前教育”的公司希望家长信赖,确实可以对孩子实施胎教。然而并没有直接证据显示,这样的教育策略能给孩子一个抢先起跑的机会。其实,胎儿的环境之所以仅仅提供有限的感官体验是有合理原因的。过多的刺激(如果孕妇吸食某些毒品就会发生此类情况)实际上会杀死新生的脑细胞。

令人吃惊的是,婴儿出生后,其大脑功能几乎没有发生什么变化。虽然对触摸很敏感的体感皮层在婴儿出生前就活跃起来,但要在经过2-3个月后,这一皮层才会进行其他活动,并最终控制随意动作、推理、知觉等活动。额叶在婴儿半岁到1岁之间开始活跃起来,引起情感、依恋、计划性、短期记忆、和注意力的发育。顶叶和额叶的各部分在婴儿1岁半前后联系更为紧密,自我意识就出现了。到3-4岁时,婴儿就能觉察到其他人也有其独立的想法。

这段童年期的生活经历能够塑造我们的精神状况。忽视或严厉的教育有可能永久性改变大脑。例如,假如在童年遭到母亲遗弃或者遭遇重大创伤,今后对压力状况的精神反应就会受到影响,他就有可能更容易受到抑郁或焦虑的困扰。

 

⑶“莫扎特效应”

那么,该如何充分利用大脑生命中这段娇弱但富有潜力的时期呢?对父母来说,好消息是没有理由让你的孩子停止玩乐,转而开始工作。有研究表明,让孩子倍感呵护的环境与一对一的游戏时间(比如玩躲猫猫、搭积木、唱儿歌、玩拼装玩具)完全可以帮助孩子提高智商,培养对学习毕生的兴趣。

有人说,欣赏莫扎特的音乐能够提高人的空间感和学习能力,增强老鼠走迷宫的本领。这种“莫扎特效应”催生了无数产前和童年学习项目,但批评它的科学家与支持他的人一样多。这与在童年学习演奏乐器是两回事。后者可以对大脑产生长期影响。有人认为,演奏乐器能够提高人的空间、数学、和推理能力。

6岁时,大脑重量达到成年重量的95%,能量消耗也达到峰值。到这个时候,孩子们开始运用逻辑,开始付出信任,开始理解自己的思维过程。他们的大脑继续发育,继续在他们体验世界的进程中形成和打破神经连接,直到(大脑灰质分别在男女1411岁时达到最大体积后)青春期不期而至,然后大脑又开始了翻天覆地的变化。

 

3.青春期:灰质减少,白质增多

青少年自私、鲁莽、不理性、急躁、易怒,但考虑到青少年的大脑仍在发育,这又有什么奇怪呢?青少年时期,我们的脑容量也许已经足够大,但神经连接网络仍是一个半成品。

 

⑴青少年性情为何无常

  心理学家一直认为,既然早在青春期前,儿童的脑容量就已经与成人相差无几,因此,青春期那些令人非常不快的特性是性激素肆虐的产物。然而,最近的脑成像研究显示,青少年时期和20岁出头时的巨大变化大大有助于解释青少年时代的混乱状态。

位于马里兰州贝塞斯达的国家精神卫生研究所的杰伊.吉德及其同事跟踪研究了将近400名儿童的成长过程,每两年就对其中一些孩子的脑部进行扫描。他们发现,进入青春期后,灰质逐渐减少。青少年的灰质每年减少大约1%,直到20岁出头。

灰质减少,童年快速成长期产生的、没有用过的多余神经连接也随之减少,这一过程从感觉和运动区开始。这些区域最先成熟,然后是与语言和空间定位有关的区域,最后是与高级的处理和执行功能有关的区域。

最后成熟的区域之一是,位于额叶最前端的背外侧额前脑皮层。这一区域与冲动控制、判断、和决策有关。这也许可以解释,普通青少年为何会作出一些不那么明智的决定。这一区域也负责控制和处理扁桃核体传来的感情信息。这也许能解释青少年的性情为何反复无常。

随着灰质的逐渐减少,脑部的白质却在增加。这一组织围绕着神经元,有助于加快电脉冲的速度以及维持神经连接的稳定。

 

⑵各种变化喜忧参半

这些变化利弊参半。在生命中的这一阶段,大脑依然像孩提时代一样具有可塑性,因此,我们还能像海绵一样大量汲取知识。另一方面,冲动控制方面的欠缺可能会导致一些危险行为,如吸毒、酗酒、抽烟和没有采取保护措施的性行为。

  吸毒和酗酒尤其令人担忧。脑成像研究表明,青少年大脑中的奖赏回路让他们几乎注定了会上瘾。缺乏对冲动的控制、判断力差以及对长期后果不能进行正确评价,种种特性结合起来,你面前就出现了一个少年瘾君子。而且,既然吸毒和令人倍感压力的事件(甚至心碎绝望)会与今后生活中的情绪紊乱有关,所以,最好在这一时期就加以避免。

  从有利方面看,青少年很快就会长成大人,独立生活,他们具有将自己的大脑塑造成一台高效处理器的能力。应尽可能地利用这一时期,也就是将青少年身上的全部能量投入学习和获得新体验中去——不论是埋头苦读,还是学者通过音乐或美术表达自己,还是通过环球旅行探索人生。但无论喜欢与否,因为青少年的决策回路仍在形成之中,他们稚嫩的大脑仍需加以保护。

 

4.成人期:滑坡

 

现在你已经21-22岁了,你的大脑发育也最终进入成人期。尽情享受这段时期吧。在22岁左右,你的脑力会达到最高峰,而这种状态仅仅会持续5年时间,此后便一路下滑。

 

27岁起开始脑衰退

漫长而缓慢的脑力衰退过程会从27岁开始并贯穿整个成人期,尽管各种能力退化的速度不同,奇怪的是,最先开始退化的能力是那些在青少年时期要花最长时间才能显现的能力,如制定计划和任务协调等需要执行控制力的能力。这些能力与大脑前额叶皮层及颞叶皮层有关。大脑前额叶皮层和颞叶皮层知道21-22岁还在发育完善。

与回想事情有关的情景记忆能力会迅速减退,与此同时,大脑的处理速度会变慢,工作记忆所能存储的信息会变少。

那么,这些能力退化的速度会有多快呢?美国伊利诺伊大学心理学家阿特.克雷默等人进行的研究表明,从25-26岁开始,我们在所谓的简易智能状况量表测验中,每10分最多可以丢1分。这是一项满分为30分的测验,其内容为算术、语言和运动技能,通常用来衡量痴呆患者的智力衰退速度。在临床上,得分减少3-4分被视为问题严重。换句话说,人们在25-26岁期间的脑力衰退会对他们的现实生活产生影响。

 

⑵怎样放慢脑衰退

这些听起来令人沮丧。不过还有好的方便。在成人期退化的能力取决于流体智力,即大脑基本的处理速度。然而,所谓的晶体智力则与流体智力的情况完全不同。晶体智力差不多相当于智慧。即使流体智力会随着脸部肌肉松弛、臀部下垂一起减退,但晶体智力还是会像腰围一起增长。两者会相互抵消,至少到60-70岁都是这样子。

还有一个令人高兴的原因。使身心保持活跃、好好吃饭并远离烟酒以及影响大脑的毒品似乎会是不可避免的脑力衰退过程放慢。如果为时已晚,从现在开始这种健康生活于事无补,你也不要惊慌。你还有一次扭转的局面。

 

5.老年:退化但未僵化

等到退休之际,人的大脑无疑不再和以前一样。到65岁,大部分人都会注意到大脑衰退的迹象:比如经常忘记别人的名字,茶壶偶尔会出现在冰箱里等等。

 我们的记忆力在此时开始衰退是正常的。因为,从现在起,我们的脑细胞将不断减少,尤其是关键的海马突起部位。那里是信息处理的中枢。起初,这算不上什么大问题。即使年纪再大,大脑也足以应付。但有时脑细胞的损失也会带来一些困难。

 

⑴锻炼提高思维能力

当然,并不是每个人都会按同一个速度衰老。那么,思维敏捷和健忘者大脑之间有什么不同呢?我们能否通过努力成为前者呢?体育锻炼当然会发挥作用。无数的研究结果表明,每周锻炼3次可以帮助老年人提高注意力和抽象思维能力,也许这种练习可以促进新的脑细胞生长。锻炼还会帮助我们稳定血糖水平。血糖水平会影响到齿状脑回,它是海马体内帮助储藏记忆的组织。既然体育锻里可以帮助我们稳定血糖水平,那么也可以间接改善记忆力。协调性训练也会有帮助。研究表明,特殊的平衡训练可以提高60-80岁老人的认知能力。或许子孙们玩的电脑游戏也有同样的效果。

 

⑵淡忘不愉快经历

  电脑上的大脑训练游戏曾经被斥为无稽之谈,但近日发表的一个研究结果表明,电脑上的大脑训练游戏可以提高65岁以上老年人的记忆力和注意力。重要的是,这些练习带来的改变可以使老年人能够记住别人的名字或者在嘈杂的餐厅中也可以专注得听对方讲话。

要避免上了年纪唠唠叨叨更容易。多巴胺能够让人感觉愉快。这种物质释放出的减少可能会造成抑郁,但平常注意补充某些食物就能解决问题,比如吃一些酸奶、杏仁和巧克力。

事实上,人的大脑在尽其所能让人们的退休生活比较愉快。随着年龄的增长,大脑也开始学习如何更多地记住那些愉快的东西。加拿大阿尔伯特大学神经生物学家弗洛林.多尔科斯说,到65岁,人们就会保生活中愉快的经历扩大化。他在研究中发现,与年轻人相比,60岁的人往往很少把不愉快的经历储藏在大脑中,他们更多地倾向记住愉快或中性的人生经历。

 

⑶夕阳并不暗淡

研究表明,虽然60岁以上老人的大脑扁桃核体(大脑中产生情绪的部分)运转正常,但是它与大脑中其他部分的联系已发生变化:与年轻人相比,扁核桃体与海马体的联系不再紧密,而它与大脑中控制情绪的部分联系更加密切。多尔科斯说,这也许是由于人生经历的丰富令大脑产生控制情绪的反应。但老年人眼中的世界的确更加充满玫瑰色。

尽管没有人愿意变老,但是夕阳并不像我们想象的那么暗淡。实际上,我们应该停止一切担心。研究结果表明,与整日忧心忡忡的人相比,心情更放松的人不容易的精神疾病。另一项研究结果还显示,善于保持心情平静的人与孤独和紧张的人相比得精神疾病的机会减少50%。这也许和紧张引发皮质醇水平增高有关。皮质醇水平增高可能导致大脑前扣带回萎缩,而这一区域与抑郁症和老年性痴呆有关。

所以,尽管我们的大脑可能不会像我们的皮肤一样长皱纹,但它们还是需要细心照料,不要过早地放弃对大脑的爱护。一旦觉察到大脑衰老的迹象,就要出去散散步、玩玩拼字游戏,还要找机会开怀大笑,这或许能多少弥补一下我们年轻时对大脑健康的忽视。(圆满)

文章录入:佛心网编    责任编辑:佛心网编 
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