脑科学与教育入门

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小泉英明
高等教育出版社2009-11

前 言(1)

  21世纪被称为“脑的时代”,因此,我认为,育儿等问题都有必要用脑科学的观点重新认识。

  在神经科学界有一个著名的实验,即选只刚出生不久的小猫,将它的一只眼睛戴上眼罩后生活几周,结果在摘掉眼罩时发现,被遮住的这只眼睛居然失明了。还有一个实验是让小猫在只有纵线的环境里生活一段时间,结果小猫就只能看得见纵线而看不见横线了。出现这样的实验结果是因为在小猫的周围环境里缺少了某些刺激,因此无法形成相应的神经回路。

  小猫的实验是具有启发意义的。在育儿问题上,过分保护和溺爱就相当于在神经回路的发育阶段给孩子戴上了“眼罩”。比如天一冷就给孩子穿上袜子,这等于是阻拦了脚心和脚趾接受刺激。再比如婴儿用手抓东西吃的时候会被大人命令必须用勺子,从神经科学的角度分析,这也相当于在婴儿手功能发育阶段给其戴上了“眼罩”。还有听到呼啸的风声或面对大自然威胁时的浑身发抖等,这些都是神经回路形成过程中非常重要的刺激。如此等等,在脑科学研究中,还有很多例子能够证明人与自然的接触是非常重要的。

  另外还有研究数据表明,导致少男少女失足的最大原因是他们幼儿期生活在被溺爱的环境里。因此,教育的出发点应当是科学把握大脑本身的特性,将大脑作为人体的一个基础系统来认真培养才对。

  我认为,“学习”与“教育”的问题应当重新定位和研究。包括上面所说的青少年阶段在内,人从形成胎儿那一刻起,要经历出生、幼儿期、青年期、老年、死亡的生命循环,而“学习”与“教育”应当作为贯穿人一生的概念来研究。

  胎儿生活在羊水里,在母亲体内通过胎盘与母亲相连,处于被包裹的环境中,母亲心情是否愉快也就成为改变胎内环境的主要原因。婴儿期是神经回路基础的形成阶段,所以特别重要。婴儿在不知不觉中学习,发展各种感官的基础功能、形成睡眠的基本节律等,尤其要通过与自然的接触来学习。其后在保育和教育阶段,教育的非常重要的内容是培养孩子们形成不能只考虑自己、还要站在对方立场上考虑问题的意识。

  随着“少子老龄化”社会的到来,如何健康地度过一生也成为一大课题。因此,从贯穿一生的“广义的学习与教育”的角度看,其研究范畴是非常广的,包括早期教育的利与弊、母语与英语等非母语的最佳学习时期及学习顺序、痴呆症的预防、各种功能康复,等等。在痴呆症预防和功能康复方面,如本书下面介绍的那样,近几年获得了许多令人震惊的研究成果。

  为统括研究以上所有问题,我们提出了一种研究方法,叫做“脑科学与教育”。我认为它不是“脑科学”学科与“教育”学科的联结学科,而应当看作是一个全新的学科。比如“社会心理学”在创立之初是存在争议的,有人认为社会心理学“不过是社会学与心理学的交叉学科,能有什么新意呢?”可是现在,社会心理学已成为一门独立的学科了。同样,“脑科学与教育”也是一种新的研究方法,应当作为一个新学科来考虑。

  文章开头所说的给小猫戴眼罩的实验在人类身上也会出现同样的结果,这是在对小学新生体检时查出单眼弱视的孩子进行跟踪调查时发现的。以前眼科的有关研究中也提醒过治疗儿童眼病时不要给一岁半之前的孩子戴眼罩治疗的问题。一般来说,动物实验的结果也都会在人体实验中得到证实,被证实之后的最初的科研成果还需要进行大量的群体追踪实验(随着时间的推移,寻找答案而非追溯历史成因的追踪实验)来证实。因为人类越高级的功能可能与动物的差别也越大。本书中未断定的许多说法也都需要今后更深入的研究来验证。

  这里特别想提醒大家的是,现在市面上有许多解释脑与教育关系的通俗读物,其中有许多说法是没有科学依据的。比如说“这样做能培养出聪明的孩子”、“玩游戏损伤孩子的大脑”等,从科学的角度出发,这些书是缺乏基本的科学伦理的,因为他们将尚未研究清楚的问题说成是已经明确了的成果,将不能简单用因果关系断定的问题说得也好像已经成为科学研究事实一般。在这种风气下更需要踏踏实实的研究。

  随着“脑科学与教育”学科的发展,人们的研究兴趣骤增,日本文部科学省也会同三个部委召开了“脑科学与教育”研讨会(日本理研脑科学综合研究中心的伊藤正男先生担任特别顾问)。我本人则作为这次研讨会组委会的主审与多位老师一起整理了最初的大会报告。

  其实在召开会议之前,政府一级的相关背景研究很早就开始积累了。最早的契机是1996年日本科学技术振兴事业团(独立行政法人科学技术振兴机构的前身)就召开过一次国际学术会议,虽然那是一个与环境测量相关的会议,但其中安排了一个“脑环境的相互作用”的主题交流会,有关“学习就是接受来自周围环境的外部刺激、构建脑神经回路网络的过程”的概念也是在那时开始提出的。

  在2000年召开的“脑的培育:学习的科学”的会议上,将学习的概念进一步明确化。接下来的2001年,日本科学技术振兴机构开始实施“脑科学与教育”这一世界上最早的国家项目。从众多的公募项目中最终确定了三个研究课题:一是东北大学的川岛隆太教授的“额叶机能活化方法研究”,二是冈崎国立共同研究机构的定藤规弘教授的“沟通的发展机制研究”,三是濑川小儿神经科医院的濑川昌也院长的“睡眠节律形成的临界期研究”。这三个课题最后都向我们展示了非常显著的研究成果,比如川岛教授的研究最后得出了“老年人学习疗法”的概念。

  2004年,上述三个项目在取得阶段性成果后暂告结束。从2005年开始,又启动了另外9个先驱性研究课题,与前面三个结题的课题一起,这12个课题填补了“脑科学与教育”领域的许多空白。

  紧接着,通过前面提到的文部科学省的研讨会,从2005年开始启动了要求国家预算的新项目。这部分内容还要在书中详细叙述,简要说来这是一项大型的以群体为对象的研究,是不知结果如何的随时间推移逐步发现答案的追踪性研究,它以纵向研究为主,包括一个关键的计划型研究,此外还有六项公募的申报课题。所谓的“纵向研究”,就是随着时间的推移来研究大脑的发育和变化。比如在婴儿的发育与成长过程中还有许多我们不明白的问题,通过这项实证研究就有可能发现许多以前不知道的问题。

  除了日本科学技术振兴机构的这项国家项目以外,日本理化学研究所脑科学综合研究中心的“脑的培育”项目也是“脑科学与教育”领域的重要支柱项目。2004年,日本在“脑科学与教育”领域的国家总预算已经超过了30亿日元(译者注:约合2亿人民币),已经具有相当大的规模了。日本的“脑科学与教育”已经进入了真正的研究阶段,作为政府也在积极推进,可以说,日本的研究稍稍领先于其他国家。美国在这一领域的研究尚未正式公开化,但是我感觉美国为这一研究打下了广泛坚实的基础,他们会从2006年左右开始紧追。2005年2月美国科学财团(NSF)的报告曾公布,他们拨给美国达特茅斯大学学习教育中心的科研预算就高达30亿日元之多。另外有一项叫做“国家儿童研究(NCS)”的大规模研究也已经以美国国立卫生研究所(NIH)为中心开始筹备了。

  希望大家关注这一领域的研究进展,因为美国现在正后起直追,而往往在科学界宣布“某某时代”到来的时候,很多最尖端的研究领域的研究其实已经基本结束了。比如互联网现在已经很普及了,但美国真正开始研究它其实是在15年前或更早,其最初的突破口是在军事技术方面。

  现在人们谈论的纳米技术,日本是从20年前开始研究的,已经不算什么新事物了。而被称为最新事物的研究,其实也大都是从10年前开始萌芽的,这就是科技的世界。能否在10年前认识到这个“萌芽”是否会“长大”是非常重要的事情,对研究人员来说,能够具有这种预见未来的直觉是非常重要的。讨论“脑科学与教育”的问题时,我认为必须有这种感性视野才行。有一次,美国《新闻周刊》为了出一期“早期教育的好处与坏处”的专题报道而来向我咨询过,我思考良久对记者说,最重要的是仍然要回到教育的原点,即教育是为了什么,被教育的人到底要成为什么样的人的问题。

  “脑科学与教育”课题的本质与那些世俗意义上说的增进大脑知识储备、提高记忆力、培养孩子从小就博古通今等没有任何关系,即使有关系也是研究的副产品。我们所进行的工作是要综合地研究人类经过漫长的进化历史过程后的现在的状况,要研究人类真正需要知道的、大脑为了生存应当具备的最基本构造,要研究形成怎样的神经回路才能使人一生幸福,等等,这些回归原点的问题。比如研究之一是大脑的什么区域掌管欲望和热情,应该如何控制这个区域。因为在我们学习各种知识的时候,最根本的症结在于学习的心情,如果本人没有学习的愿望,就绝对无法进行真正的学习和真正的教育。

  我们特别想从脑科学的角度了解相关的知识,但是向教育心理学和发育心理学的老师请教之后发现,在当今教育领域里研究脑科学的人在全世界都少之又少。不过,最近却有一位德国的精神科老师送我一些书,并给我写了信,信中说,德国现在已经把脑科学与教育结合起来研究了,从精神科医生那里听到脑科学与教育的联合,也让我非常感兴趣。我们知道德国历史上在哲学和精神科两个领域有深入研究的传统,现在我和德国海德堡大学、哥廷根大学,以及乌尔姆大学的学者们开始了共同研究,我也常常给他们写信讨论有关问题。

  以上所说的“脑科学与教育”领域尚有许许多多尚未开拓的未知部分,因此也就有很多充满乐趣的部分,以及令人兴奋的部分,希望大家也对这些领域能感兴趣。在这里要先请大家原谅的是,“脑科学与教育”这一新的未知领域的研究尚处于开拓过程中,所以书中也许有不正确的说法和观点,也有一些内容需要随着研究的进展去检验和验证。虽然我认为没研究清楚的事情就应当说“不知道”,我在讲述时也是非常慎重的,但是仍然可能会有错误的地方,请大家阅读时留意,认为不对的地方请赐宝贵意见,那将使我得以学习提高。