腦科學(xué)與教育 | 譚力海：大腦終生具有可塑性，認(rèn)知訓(xùn)練可改變成人的學(xué)習(xí)能力

tigerliu2020 2021-08-17

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國(guó)際神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)主席、深圳市神經(jīng)科學(xué)研究院院長(zhǎng) 譚力海

大腦終生具有可塑性，認(rèn)知訓(xùn)練可改變成人的學(xué)習(xí)能力

我們通常認(rèn)為，兒童的大腦具有高度可塑性。最近三十年神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)之一是：正常成年人的大腦在某些功能方面也具有高度的可塑性。比如，有研究者讓正常成年人接受為期三個(gè)月的“三個(gè)球”雜耍游戲訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，大腦負(fù)責(zé)視覺運(yùn)動(dòng)區(qū)的灰質(zhì)（主要是胞體和樹突）體積會(huì)顯著增加。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，二三十歲重新回歸社會(huì)的哥倫比亞游擊隊(duì)隊(duì)員，經(jīng)過(guò)兩到三年閱讀訓(xùn)練之后，其大腦負(fù)責(zé)閱讀區(qū)域的白質(zhì)神經(jīng)纖維束顯著增多。在香港大學(xué)筆者的碩士研究生曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓正常大學(xué)生像嬰兒一樣學(xué)習(xí)用新的詞匯對(duì)顏色方塊重新命名，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)不到兩個(gè)小時(shí)的訓(xùn)練，大腦負(fù)責(zé)顏色加工的V2/3區(qū)域灰質(zhì)體積顯著增加。這說(shuō)明，正常的成年人大腦仍具有高度可塑性。

以前，心理學(xué)家假設(shè)人的智商（IQ）發(fā)展到青少年時(shí)期便趨于穩(wěn)定。但最近有研究者在青少年被試平均年齡為14歲和18歲時(shí)分別測(cè)一次IQ，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩次測(cè)試中青少年IQ的變化是巨大的，而且該變化和大腦相應(yīng)區(qū)域的灰質(zhì)體積變化顯著相關(guān)。這一結(jié)果說(shuō)明，不僅IQ變化了，大腦結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化。所以我們說(shuō)，“終身學(xué)習(xí)”是有道理的。

大腦的語(yǔ)言表達(dá)存在文化特異性

如前文所述，既然正常兒童和正常成年人的大腦均具有很強(qiáng)的可塑性，那么，對(duì)學(xué)習(xí)不同類型的語(yǔ)言文字者來(lái)說(shuō)，在經(jīng)過(guò)多年訓(xùn)練之后，其大腦主管不同語(yǔ)言的區(qū)域應(yīng)該也有明顯的差異。

世界上現(xiàn)存六千多種口頭語(yǔ)言，其中兩百多種有書面文字。這些文字在字型、字音、語(yǔ)義、語(yǔ)法方面有共同點(diǎn)，也有差異。那么，大腦對(duì)語(yǔ)言的表達(dá)是否會(huì)受到語(yǔ)言特點(diǎn)的影響呢？一百多年來(lái)，國(guó)際神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者普遍主張大腦語(yǔ)言功能區(qū)“統(tǒng)一論”（Universal Theory），認(rèn)為世界上所有各類語(yǔ)言均由相同的大腦區(qū)域處理，這一理論主要是基于對(duì)西方語(yǔ)言的研究所作出的結(jié)論。相應(yīng)的研究有許多重要的發(fā)現(xiàn)，比如負(fù)責(zé)“說(shuō)”的區(qū)域是布洛卡區(qū)，負(fù)責(zé)“聽”的言語(yǔ)理解的區(qū)域是威爾尼克區(qū)。而對(duì)閱讀來(lái)說(shuō)，顳枕區(qū)、顳頂區(qū)和額下回三個(gè)腦區(qū)特別重要，其中最重要的是顳頂區(qū)，如果它的結(jié)構(gòu)或功能出現(xiàn)異常，就會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的閱讀障礙。

中文的漢語(yǔ)跟西方的英語(yǔ)顯著不同，不僅口頭語(yǔ)言有差別，書面語(yǔ)言也存在著差別。過(guò)去二十多年的研究發(fā)現(xiàn)，大腦主管漢語(yǔ)和西方語(yǔ)言“聽”和“說(shuō)”的區(qū)域確實(shí)有重要重疊。比如左額下回，這個(gè)腦區(qū)既負(fù)責(zé)漢語(yǔ)的“說(shuō)”，也負(fù)責(zé)英語(yǔ)的“說(shuō)”；左顳葉負(fù)責(zé)“聽”。但是大量研究同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，右顳上回對(duì)于漢語(yǔ)理解有著獨(dú)特的作用，它的主要功能是對(duì)漢語(yǔ)的聲調(diào)進(jìn)行加工。

關(guān)于閱讀能力發(fā)展問題，漢語(yǔ)使用的是視覺形狀的文字，其在字形、字音、字義各個(gè)方面和西方都不一樣。比如我們的語(yǔ)音，是整個(gè)漢字直接匹配到音節(jié)上。例如，國(guó)家的“國(guó)”這個(gè)漢字，沒有一個(gè)部件或者筆畫能夠發(fā)出“g”“u”“o”的音，而在英文里每一個(gè)字母都是可以單獨(dú)發(fā)音的(例如cat一詞的每個(gè)字母都可以發(fā)音)。在過(guò)去二十年里，我們實(shí)驗(yàn)室主要采用功能磁共振和結(jié)構(gòu)磁共振的方法，研究正常成人和兒童的閱讀能力。我們發(fā)現(xiàn)，大腦的左側(cè)額中回對(duì)中文加工非常重要，臨近額中回區(qū)域的白質(zhì)體積與中文閱讀能力顯著相關(guān)，與英文閱讀能力則沒有關(guān)系。

在一項(xiàng)研究中，我們使用磁共振機(jī)器掃描60多歲未接受過(guò)教育的香港漁民和同齡但接受過(guò)高等教育的大學(xué)生的大腦，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常大學(xué)生識(shí)別漢字時(shí)左腦額中回的激活程度非常強(qiáng)，不能讀書識(shí)字的漁民左腦的額中回則沒有激活。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于正常兒童，患有中文閱讀障礙的兒童識(shí)別漢字時(shí)左腦額中回激活非常弱，而右腦負(fù)責(zé)視覺加工的非語(yǔ)言區(qū)域激活則非常強(qiáng)。這說(shuō)明閱讀障礙兒童還在初級(jí)視覺加工水平上掙扎著，他們的左腦額中回的灰質(zhì)數(shù)量也顯著少于正常兒童。

一系列的研究發(fā)現(xiàn)，中文和西方語(yǔ)言的閱讀障礙患者相比，大腦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病變的部位是不同的，顯示出兩種語(yǔ)言的閱讀障礙者患有兩種截然不同的大腦發(fā)育失調(diào)。人腦負(fù)責(zé)中文聽說(shuō)讀寫加工的區(qū)域，和負(fù)責(zé)英文的區(qū)域相比，數(shù)量上是有區(qū)別的（數(shù)量多或少和好與壞無(wú)關(guān)）。所以我們提出了大腦語(yǔ)言功能區(qū)文化特異性理論，認(rèn)為語(yǔ)言類型影響神經(jīng)表達(dá)，中文屬于表意文字，漢語(yǔ)屬于帶調(diào)語(yǔ)言，與拼音文字（如英文）在語(yǔ)言特征和神經(jīng)表達(dá)方面有顯著區(qū)別。

我們的研究結(jié)果得到了國(guó)內(nèi)外十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室所發(fā)表的研究結(jié)果的重復(fù)和支持。比如哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院用我們的行為實(shí)驗(yàn)任務(wù)以近紅外的方法采集大腦活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)左腦額中回主管中文的語(yǔ)音加工，而左腦顳葉區(qū)負(fù)責(zé)英文的語(yǔ)音加工。倫敦大學(xué)的團(tuán)隊(duì)使用語(yǔ)義任務(wù)，發(fā)現(xiàn)額中回的最強(qiáng)激活點(diǎn)與我們通過(guò)語(yǔ)義任務(wù)所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)激活點(diǎn)在坐標(biāo)上幾乎完全一致。佛羅里達(dá)大學(xué)的教授研究中美兩國(guó)被試在數(shù)字大小加工時(shí)的大腦活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)中國(guó)人受中文閱讀經(jīng)驗(yàn)的影響，左腦額中回和臨近區(qū)域不但支配語(yǔ)言加工，而且也控制國(guó)人的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。2009年，北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科把我們關(guān)于左腦額中回的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用到臨床上，在顱腦手術(shù)時(shí)為腦疾病患者設(shè)計(jì)個(gè)體化入路切除病灶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在左側(cè)額中回中心點(diǎn)十毫米之內(nèi)造成腦組織破壞的話，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的語(yǔ)言障礙。這個(gè)成果獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是醫(yī)學(xué)界第一次把我們團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于臨床，在手術(shù)中保護(hù)腦疾病患者的語(yǔ)言功能。

過(guò)度使用拼音輸入法會(huì)影響大腦中文閱讀中樞的發(fā)育和發(fā)展

為什么左腦額中回主管中文閱讀？為什么左腦的顳頂區(qū)負(fù)責(zé)英文的閱讀？從腦的結(jié)構(gòu)圖可以看出，負(fù)責(zé)英文閱讀的顳頂區(qū)靠近大腦聽覺區(qū)，負(fù)責(zé)中文閱讀的額中回靠近大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)。大家都知道，學(xué)中文靠寫，兒童上小學(xué)時(shí)，一個(gè)漢字需要寫十遍、百遍，每天都要寫一兩個(gè)小時(shí)，不然很難記住。但學(xué)英文不靠寫，靠聽就夠了。這就是兩種語(yǔ)言閱讀區(qū)域臨近的大腦功能區(qū)不同的原因。這是大腦語(yǔ)言功能區(qū)發(fā)育形成的一個(gè)環(huán)境因素。

我們?cè)?jīng)做過(guò)書寫和閱讀能力之間關(guān)系的研究。在我們提出大腦中文閱讀區(qū)的形成受書寫經(jīng)驗(yàn)的影響這一結(jié)論之前，全球研究中文閱讀能力發(fā)育發(fā)展的學(xué)者，都是用語(yǔ)音測(cè)試的任務(wù)來(lái)研究影響中文閱讀的因素。但我們發(fā)現(xiàn)，書寫和中文閱讀的關(guān)系最為密切，書寫技能能夠解釋中文閱讀能力變異的最大部分。語(yǔ)音意識(shí)的能力和中文閱讀有關(guān)系，但相對(duì)次要很多。既然書寫這么重要，那么現(xiàn)在的兒童如果過(guò)度使用手機(jī)、電腦、iPad，使用拼音輸入法，使用智能拼音輸入法，高級(jí)聯(lián)想的拼音輸入法，會(huì)產(chǎn)生什么樣的后果呢？

先前我們?cè)鲞^(guò)一項(xiàng)調(diào)查，在北京、廣州和濟(jì)寧調(diào)查了將近6000個(gè)兒童，分別在字水平上和句子水平上測(cè)試這些兒童的閱讀能力。我們發(fā)現(xiàn)，平均閱讀年齡滯后兩個(gè)年級(jí)的兒童大概占25%~28%。也就是說(shuō)五年級(jí)的兒童閱讀三年級(jí)教材上的句子都難以達(dá)標(biāo)。這在西方已經(jīng)算閱讀障礙了，但是我們發(fā)表這一成果時(shí)把它叫作閱讀困難，因?yàn)殚喿x障礙者存在腦部發(fā)育失調(diào)，而閱讀困難者可能沒有這種情況。

我們發(fā)現(xiàn)，閱讀和書寫能力之間存在著正相關(guān)，而且隨著年級(jí)的升高，這種正相關(guān)越來(lái)越強(qiáng)。另一方面，閱讀和拼音輸入法的使用時(shí)間存在著負(fù)相關(guān)，隨著年齡的增加，負(fù)相關(guān)也越來(lái)越強(qiáng)。大家可以想象一下，用拼音輸入法輸入一個(gè)字，比如“譚”字，“Tan”和“言西早”之間沒有任何關(guān)系，你天天用拼音“Tan”，還會(huì)寫“言西早”嗎？

那么拼音輸入法的使用會(huì)不會(huì)影響大腦中文閱讀中樞的發(fā)育和發(fā)展呢？來(lái)自山東德州的50個(gè)兒童參加了我們?cè)诒本┙M織的夏令營(yíng)活動(dòng)，并經(jīng)父母和學(xué)校同意參加了我們的腦成像實(shí)驗(yàn)。我們將兒童分成兩組，一組兒童每天平均使用拼音輸入法的時(shí)間多于65分鐘，另外一組兒童每天平均使用拼音輸入法不到9分鐘。通過(guò)磁共振設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)，每天使用拼音輸入法65分鐘的兒童，其主要閱讀中樞的活動(dòng)顯著少于較少使用拼音輸入法的兒童，兩者左腦額中回的結(jié)構(gòu)和功能均存在著顯著差異。這一研究是首都師范大學(xué)的周蔚博士、羅勁教授和筆者一起完成的。

幾十年以前，信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家們成功解決了漢字的數(shù)碼化問題，但是現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)，智能拼音輸入法的使用，會(huì)影響中國(guó)兒童的閱讀能力的發(fā)展甚至是智力的發(fā)展。所以近年來(lái)，我們一直在呼吁國(guó)家要立法限制拼音輸入法的使用時(shí)間。我們不反對(duì)小學(xué)生學(xué)習(xí)拼音，拼音是學(xué)習(xí)漢字的“拐杖”。但是學(xué)了拼音以后，要適度使用。中文閱讀能力的發(fā)展，主要是靠書寫來(lái)形成和維持。如果沒有書寫，如何保證閱讀能力、書寫能力的發(fā)展？所以我們一定要嚴(yán)格限制拼音輸入法的使用時(shí)間。我一直提議，凡是給兒童使用的電腦、電子設(shè)備，一定要自帶書寫功能。既可以書寫，也可以使用拼音，用拼音輸入法半個(gè)小時(shí)，電腦就自動(dòng)切換到手寫。否則我們中文的書寫能力、語(yǔ)言能力將受到很大的影響，再過(guò)二十年，會(huì)寫兩千個(gè)漢字的中國(guó)人將會(huì)很少。當(dāng)我們連兩千個(gè)漢字都不會(huì)寫的時(shí)候，我們的民族文化怎么傳承？所以這是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題。由于西方語(yǔ)言的特點(diǎn)，西方國(guó)家可以不立法限制使用電子設(shè)備，但中文不同，中國(guó)應(yīng)該建立有關(guān)限制使用拼音輸入法時(shí)間的法律法規(guī)。語(yǔ)言能力是人類最重要的能力，語(yǔ)言是人類區(qū)別于動(dòng)物的最主要的交流工具、最主要的思維載體。

來(lái)源 | 本文刊于《教育家》2019年6月刊第4期，原標(biāo)題《人腦語(yǔ)言中樞與語(yǔ)言能力開發(fā)、保護(hù)和重塑》

作者 | 國(guó)際神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)主席、深圳市神經(jīng)科學(xué)研究院院長(zhǎng) 譚力海

設(shè)計(jì) | 朱強(qiáng)

編輯 | 邢曉鳳

統(tǒng)籌 | 周彩麗

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來(lái)自： tigerliu2020 > 《親子教育》

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