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正是因为我们对自己所从事的教育事业倾注了全部的激情,我们才能如此认真、执着而孤独地去思考我们的教育事业。
 
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脑与认知科学在教育中的应用
2011年10月25日 10点34分  |  
(分类:教研论文)

人类智商并非终生稳定

大脑两半球在高级智力活动中分工不同:左侧半球负责语言、阅读、书写及逻辑、推理、计算的能力;右侧半球则有图形、空间结构的构思能力,以及音乐欣赏能力等。

大脑包含构成个体意识的所有必要信息:智力、记忆、个性、情绪、语言、感觉和运动功能等。

人能谋事,在于能够思考,所谓“学而不思则罔,思而不学则殆”。而这些能力都建立在健全的大脑。人类的智慧,正是由于人脑高度进化而具备的高级功能,也是人类超越其他所有物种成为地球主宰的凭借。

    大脑大约有数百亿个脑细胞,其中有数十亿的脑细胞具有记忆和存储功能。这数十亿细胞中的每一个细胞的信息存储量相当于一个40G硬盘容量的奔腾Ⅳ计算机。如此庞大的一个系统日以继夜地忙碌着,不仅控制着人的想法与感受、学习与记忆、行为与语言,甚至打理着自己都难以察觉的事,比如心脏搏动、消化食物,以及分泌激素等等,甚至睡觉时它都持之以恒地工作着。

    人的中枢神经系统主要由脑和脊髓构成。大脑是人体构成中最为复杂精细的系统。人类的肉体力量要弱于许多大型哺乳动物,但人类之所以成为地球的主宰,正是由于智力系统的高度进化——人类大脑是所有哺乳动物中进化得最完善、功能最全的。大脑控制人类的所有高级神经活动,使机体能够适应外界环境,也使人体内环境保持稳定和相互协调。大脑的指令通过脊髓和外周神经支配身体的各个部位,如果将大脑看作一台计算机,神经系统就类似于一个网络,负责传递大脑和躯体各部位的来往信息。其中担负传递功能的则是脊髓和外周神经。

     大脑的结构类似于核桃,俗语所讲的“吃核桃补脑”,有一部分原因正是来源于形状上的相似。大脑被颅骨覆盖,其表面可见许多隆起的脑回和深陷的脑沟。这些脑沟、脑回如同一块皱拢的绸布,实际面积和一张《参考消息》展开后的大小相近,约2250平方厘米。类似于核桃分为相连的两瓣,大脑也分为左右两个半球,它们之间由神经纤维连接并负责两半球间的信息联系。尽管左右半球互为镜像,但它们的功能各有不同。20世纪70年代,美国科学家斯佩里和同事们曾给一部分癫痫病人实施了裂脑手术——切断大脑半球之间的联络纤维,结果发现大脑两半球在高级智力活动中分工不同:左侧半球负责语言、阅读、书写及逻辑、推理、计算的能力;右侧半球则有图形、空间结构的构思能力,以及音乐欣赏能力等。简单来讲,在分析财务报表时,使用较多的是左侧大脑,而欣赏音乐时,右侧半球比左侧更加活跃。在人群中,可分为“左侧优势”型、“右侧优势”型和“全脑”型,“左侧优势”型所占人群比例较大。生活中的“左撇子”往往是“右侧优势”型,而“全脑”型人群使用双侧半球较为均衡。

    大脑包含构成个体意识的所有必要信息:智力、记忆、个性、情绪、语言、感觉和运动功能等。在某些中枢神经系统疾病患者中,常出现人格改变、记忆丧失的表现,这类患者经常被亲人或朋友描述成“像变了个人一样”,从某种意义上讲,这种直观的印象未必是完全错误的,如果一个人丧失了自己的全部记忆,大概连自己也没有办法回答“我还是不是我?”这个问题。

    学习与记忆是大脑最重要的功能之一。神经细胞之间通过复杂而精细的电化学(电突触与化学突触)过程互相连接,这种连接能够影响人们的思考、学习、行为和动作方式。根据

    神经学家的粗略估量,人的脑细胞回路比现今全世界的电话网络还要复杂1400多倍。大脑的发育就是新的神经连接建立的过程。婴儿刚出生时,神经系统内的细胞数目就已经与成人毫无差别,只是许多神经细胞没有形成相互间的连接,因此婴幼儿的大脑具有高度可塑性。当婴儿逐渐长大并开始学习,信息在脑细胞之间反复传递,在脑内形成新的连接或通道。在临床上发现,当幼儿大脑的某些部位损伤后,其余的正常大脑能够学会接管一部分丧失的功能。生活中,很多人都能感觉到记忆力随着年龄的增长而逐渐下降,从人脑发育的角度来讲,成年人的脑细胞间建立新的连接确实比儿童要困难得多。

    嗅、视、听、味、触觉等感觉的产生,是由相应的感觉神经初级细胞在接收了这些刺激以后,传入中枢神经系统,最终在大脑皮层不同区域进行整合,并且感觉系统与对应的大脑皮质区域有严格的解剖关系。因此,破坏大脑枕叶结构的疾病可以导致视觉障碍,顶叶病变往往引起躯体触觉和痛、温觉的迟钝。同样,感觉障碍可以提供有助于临床上病灶定位的信息。

    自主神经系统是外周神经系统的一部分,负责控制身体的许多无意识的活动如呼吸,进食,出汗或发抖等。自主神经系统由两部分组成:交感神经系统和副交感神经系统。交感神经系统控制身体的应激反应。当人恐慌时,交感神经系统兴奋使心率加快,心脏供血增加,为身体应对应激做好准备,同时刺激肾上腺释放肾上腺素,这种激素能够增强肌肉的力量,此过程也被称为“战斗或逃跑”反应。副交感神经系统的功能恰好相反:让身体做好休息的准备。副交感神经系统也能够促进肠道蠕动,使身体能够有效地从食物中吸收营养物质。

    神经系统结构精密、功能复杂,人的健康和正常生活有赖于它的正常运转,而运转一旦出现问题,将会引起严重的疾病和功能障碍。神经系统疾病在人类疾病中占有很大比重。常见的疾病有脑肿瘤,脑血管病,癫痫,帕金森病等。

    脑肿瘤,顾名思义,是脑内出现了过度增殖的脑细胞。这些瘤细胞可能生长过快,压迫正常的脑组织,使人在短期内出现严重的症状,如肢体瘫痪、感觉异常,语言障碍等等,这就是恶性肿瘤。良性肿瘤则生长缓慢,可能只有在其体积变得很大的时候,症状才会比较明显。由于脑肿瘤的发病原因至今还没研究透彻,所以对它的预防任重道远。目前脑肿瘤的治疗包括外科手术切除、口服化学药物,放射线(如伽马刀)照射等。一般而言,良性肿瘤经治疗后效果较好,甚至可以治愈;而恶性肿瘤与正常脑组织常常界限不清,因此难以完整切除,复发率高,疗效较差,这仍然是神经科医生面对的一个巨大难题。

    脑血管病,是威胁人类生命的三大主要疾病之一,一旦发病极为凶险。它具有“四高”的特点:即发病率高、致残率高、死亡率高、复发率高。在天气变化,如气温骤降时,医院里收治的高血压脑出血病人就会明显增多。高血压脑出血,即常说的脑溢血,是急性脑血管病中最严重的一种,为目前中老年人致死性疾病之—。原因主要是高血压病导致了脑内小动脉发生了病变,当血压突然升高时血管破裂出血。内囊是高血压脑出血最常见的出血部位,典型的症状表现为“三偏征”,即偏瘫、偏身感觉障碍、偏盲。具体而言,偏瘫:即出血病灶的对侧肢体发生瘫痪;偏身感觉障碍:即出血病灶的对侧偏身感觉减退;偏盲:即双眼在出血病灶的对侧出现同向性的视野缺损。

    由于脑出血是由高血压直接引起的,因此病人需在医师指导下,控制好血压,并且避免情绪激动、剧烈运动、用力排便等可能诱发血压升高的因素。如果突然出现剧烈的头痛(或)伴呕吐、一侧手脚同时出现运动和感觉障碍、视物模糊等症状,应及时到医院进行检查。高血压脑出血的治疗是有选择性的,出血较少可采取内科保守治疗;血肿较大时,需进行开颅手术清除血肿或者钻孔引流,这样才有助于及时解除脑受压,促进恢复,降低死亡率。

    脑组织很脆弱,一旦受血肿压迫后,功能会受到不同程度的影响,有些甚至是永久性的,所以高血压脑出血病人经过内、外科治疗后,可能会遗留一侧手脚活动障碍以及语言功能问题,对日后生活有一定影响。所以患者自己对于疾病要有正确认识,只要及早进行正规治疗,进行各种运动功能锻炼和语言康复训练(如看图说话、数数等),并持之以恒,才能对瘫痪的手脚及语言功能的恢复起到积极作用。因此,积极预防可以避免发病,积极治疗可降低死亡率,积极康复可降低致残率。

     平日里对大脑的保养也很重要,古人总结了很好的食疗方法。如头昏、思维不清,可用祛风活血,健恼益智。大枣、枸杞子、仔母鸡,黄酒、胡椒粉、生姜、葱花、味精、精盐炖汤。如果是易怒乏力、记忆力下降,可以补肝益肾,应用乳鸽,桂圆,荔枝,大枣,冰糖,味精,入蒸笼蒸煮。如果胸闷、气短、思绪烦闷,可以补气健体,用牛肉,山药,枸杞子,桂圆,精盐、黄酒、味精、葱段、生姜片、植物油各适量。入炖盅内,隔水蒸炖。如果血红蛋白低,抵抗力低下,眩晕眼花,可用鸽子,莲子,大枣,糯米,火腿,鸡脯肉克,鸭肫,香菇,冬笋,口蘑,酱油、黄酒、、白糖、胡椒粉、精盐、味精、麻油、玉米粉、生姜各适量。小火煨煮。

     总而言之,人类对于大脑奥秘的探索已经持续了千年,尤其是从19世纪中期开始至今,神经科学进入迅猛发展的阶段。随着实验技术和研究方法的进步,人类对于大脑的认识愈发深入,也就愈发被大脑的奥秘所吸引。随着神经科学的发展,人脑功能尤其是智力、记忆等高级功能的奥秘也将逐渐被揭开,而对各种神经系统疾病的研究也将为广大患者带来希望。

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