(一)神經(jīng)細胞與大腦皮層的功能定位人的大腦是由神經(jīng)細胞組成的,。神經(jīng)細胞也稱神經(jīng)元,,能夠感受刺激和傳導(dǎo)興奮,具有接受,、傳遞,、加工、儲存或發(fā)放信息的功能,。神經(jīng)細胞主要由細胞體和突起兩個部分組成。 神經(jīng)細胞之間相互接觸的部位叫突觸,。一個神經(jīng)細胞大約擁有3萬個突觸,并與另外上千個神經(jīng)細胞發(fā)生聯(lián)系,,從而構(gòu)成龐大復(fù)雜的“神經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)”,。眾多的神經(jīng)細胞,以最復(fù)雜的連接方式集中在大腦這么一塊小小的地方,,其精密度遠遠超過目前集成度最高的大規(guī)模集成電路,。神經(jīng)細胞之間的聯(lián)系并不是生來就自然暢通的,而是通過學(xué)習(xí),、工作,、思維、記憶等智力活動“接通”的,。積極的大腦活動可使神經(jīng)細胞的微細結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,,使其樹突增多、軸突變粗,、突觸聯(lián)系增加,,從而促成大腦的復(fù)雜聯(lián)系,增強大腦的工作能力,。懶于學(xué)習(xí)和思考會使大腦出現(xiàn)廢用性萎縮,。 突觸對人的學(xué)習(xí)活動有很大影響。 研究表明,,學(xué)習(xí)和記憶與突觸的傳遞機能密切相關(guān),。科學(xué)家艾克爾斯對突觸和單個神經(jīng)元進行大量實驗研究以后認為,,記憶就是在神經(jīng)元之間形成了新的突觸聯(lián)系,。例如我們記憶一個英文單詞,每重讀一次,,與之相對應(yīng)的神經(jīng)元系統(tǒng)就按順序興奮一次,。如果這種刺激反復(fù)進行,則沿通路傳遞的刺激就會使突觸生長,,聯(lián)系變得更加緊密和鞏固,,傳輸效率大大提高,這就形成了良好的記憶,。 大腦和人的高級神經(jīng)系統(tǒng)的主要活動規(guī)律是興奮過程和抑制過程,。興奮過程是人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的開始和加強,,表現(xiàn)為人有充沛的精力進行學(xué)習(xí)、工作,;抑制是與興奮相反的過程,,是人的神經(jīng)系統(tǒng)活動的減弱和停止,表現(xiàn)為人需要休息,。另外,,興奮與抑制的過程是有節(jié)奏、有規(guī)則地交替進行的,,學(xué)習(xí)工作一定時間后,,必須有適當?shù)男菹ⅲ拍苁勾竽X得到放松,,有利于保持興奮水平,,提高學(xué)習(xí)或工作效率。我們應(yīng)該使大腦有節(jié)奏地工作,,穿插安排不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容,,學(xué)習(xí)時專心致志,休息時多參加文體活動,,還要保證有充足的睡眠,。 人腦神經(jīng)細胞復(fù)雜聯(lián)系構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)就是大腦皮層。腦科學(xué)的研究表明,,大腦皮層是學(xué)習(xí)和解決問題的高級部位,。大腦皮層的不同部位具有不同的學(xué)習(xí)機能。 額葉:與思維,、判斷,、記憶、性格,、行為有關(guān),。額葉在大腦半球的前半部、中央溝之前,,面積約占大腦皮層的30%,,是高度發(fā)展的區(qū)域,具有高級的功能,,在形成人的意向,、運籌規(guī)劃等有意識活動中,起決定性作用,。額葉受傷的人,,低級行為的方式變化不大,但高級行為方式卻發(fā)生明顯的變化,。哈勞的報告第一次使人們注意到前額葉損傷對人的精神活動會造成如此巨大的影響,。 枕葉:是視覺高級中樞,,位于大腦半球的后部, 頂葉:與軀體感覺有關(guān),,在大腦半球的頂部,,中央溝的后面,是管理皮膚,、肌肉運動、軀體感覺的中樞,。 顳葉:是記憶倉庫和聽覺的高級中樞,,位于大腦半球外側(cè)。與人的長時記憶密切相關(guān),,特別是人們通過視,、聽覺形象記憶保存的內(nèi)容,甚至連人們自己認為已經(jīng)完全忘記的事物,,刺激顳葉都會使之重新被鮮明地喚起,。加拿大蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所潘菲爾德在一個報告中說,用電刺激患者大腦皮層右側(cè)顳葉時,,會引起他對往事的回憶,。有個患者受到電刺激后說:“我聽到了管弦樂隊的音樂聲?!敝貜?fù)刺激同一個部位,,他會重復(fù)聽到這些音樂并情不自禁地跟著唱起來。有的科學(xué)家用電刺激一個11歲小孩的左側(cè)顳葉,,他突然說:“我聽到了幾個小孩的呼喚聲,,喊我到街上去玩,非常清楚,,象錄音帶重新播放一樣,。 顳葉還是聽覺高級中樞所在部位,主要對聽覺刺激進行加工,。聽覺語言中樞在左半球顳上回后部,,雖然只占很小一片面積,但這卻是人類最早發(fā)展起來的語言區(qū),。如果此處受到損傷,,就會產(chǎn)生感覺失語癥,聽不懂別人的談話,,有時甚至自己說了什么自己也不懂,,同樣無法順利地進行學(xué)習(xí)。 大腦皮層的各個部位在功能上有所分工,,但又是相互聯(lián)系,,互相補充,,互相影響的。在學(xué)習(xí)過程中僅僅使用大腦皮層的某一部分是不可能取得良好的學(xué)習(xí)效果的,。心理學(xué)研究表明,,人們只靠聽覺獲得的知識信息,能夠記憶15%,,只靠視覺獲得的知識信息,,能夠記憶25%,但如果把視聽結(jié)合起來,,能夠記憶的信息量就不僅僅是15%+25%=40%,,而是65%!可見在學(xué)習(xí)中應(yīng)該盡可能地充分運用眼,、耳,、口、鼻,、手等多種感官,,最大限度地發(fā)揮大腦的整體功能,以提高學(xué)習(xí)的效率,,取得更好的學(xué)習(xí)效果,。 腦科學(xué)還為學(xué)習(xí)研究提供了一些新的研究方法論啟示。如并行分布式處理研究把學(xué)習(xí)看作是所有參與的神經(jīng)元間通過連接的適應(yīng)而發(fā)生的,。這個研究被用來設(shè)計明確的計算模型,,并通過行為實驗、計算機模擬,、功能性的大腦成像和數(shù)學(xué)分析,,將這個模型應(yīng)用于大量復(fù)雜問題的研究過程。 (二)腦電波的變化與學(xué)習(xí)人們在學(xué)習(xí)時,,常常伴隨著以神經(jīng),、肌肉、感官活動為主要形式的生物電變化,。研究人類的學(xué)習(xí)機制,,尤其是電生理機制的主要手段是腦電圖、腦電波,。正常的腦電波分為四種波形,。 1.波:頻率14—30次/秒,完全清醒時的大腦在這個波段上工作,,在思考時或受到外界較強刺激時最為明顯,; 2.α波:頻率7—13次/秒,此時大腦皮層處于微弱的興奮狀態(tài),,“放松性警覺”,,松弛而清醒,,這是理想的學(xué)習(xí)狀態(tài); 3.θ波:頻率4—7次/秒,,在睡眠的初期階段出現(xiàn),,在成人困倦時常出現(xiàn); 4.δ波:0.5—3次/秒,,深度睡眠狀態(tài)時出現(xiàn),,缺氧時也容易出現(xiàn)。 其中α腦電波是誘發(fā)大腦潛能的重要武器,,α腦電波最適宜潛意識學(xué)習(xí),。科學(xué)家研究天才者的大腦思維活動時(如速算神童或有驚人記憶力的人)發(fā)現(xiàn),,當他們做一些復(fù)雜的思考工作時(如計算、記憶等),,腦電波都是比較緩慢的,,處于α波狀態(tài),而且他們不會緊張,、很輕松,、很容易便能完成任務(wù)。一般的人若要進行復(fù)雜的思考時,,身體必定會變得緊張,,諸如脈搏上升、心跳加速,、血壓增加,,腦電波也會加速至狀態(tài)。 聽巴羅克音樂(Baroque Music),、做靜坐,、學(xué)習(xí)一些松弛技巧、腦海形象化練習(xí),、借助雙向反饋儀等輔助儀器,,可使大腦處于α波狀態(tài),左右腦產(chǎn)生同步協(xié)調(diào),,精神松弛,,增強注意力,提高直覺和創(chuàng)造力,。 (三)大腦兩半球與學(xué)習(xí)大腦是人體生命活動的司令部,,被譽為“智慧之宮”; 大腦分左,、右兩個半球,,是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高級部分,。 大腦兩半球由胼胝體相連接。胼胝體是連接大腦兩半球皮質(zhì)的神經(jīng)纖維束板,,位于半球間裂的縱溝底部,。人類的胼胝體由2億條神經(jīng)纖維組成,以每秒40億個神經(jīng)脈沖的頻率和速度在左,、右兩個半球之間傳遞信息,。胼胝體在兩半球的協(xié)同活動中起著重要作用。 人的感覺和運動,,在兩半球和軀體之間,,一般呈交叉支配的關(guān)系。左半球掌管右側(cè)身體的感覺和運動,,右半球掌管左側(cè)身體的感覺和運動,。 對大腦左右兩半球的功能的認識大致經(jīng)歷了三個階段: 整體——分工——協(xié)同 在整體階段,人們對大腦的認識較少,,認為大腦無論在結(jié)構(gòu)上還是功能上都是一個統(tǒng)一的整體,,并沒有代表特定功能的腦區(qū)分化。在1861年法國外科醫(yī)生布洛卡發(fā)表“人是用左半球講話”的研究成果之前,,人們對大腦的認識始終處于這種整體論階段,。 在分工階段,人們想出許多方法對一些腦病患者進行了研究和總結(jié),,發(fā)現(xiàn)大腦左右兩半球的功能是不同的,,它們存在一定的分工。這段認識時間從1861年到20世紀50年代,,即美國心理生物學(xué)家斯佩里對“裂腦人”的研究成果問世以前,。 在協(xié)同階段,人們創(chuàng)造出腦科學(xué)所特有的一系列更先進的研究方法,,對腦傷殘患者和正常人的大腦結(jié)構(gòu)與功能進行了研究和比較,,發(fā)現(xiàn)大腦左右半球功能的分化并不是絕對的,二者在分工的基礎(chǔ)上,,還通過復(fù)雜的協(xié)同活動來實現(xiàn)大腦左右半球的整體功能,。 目前腦科學(xué)在這方面的研究成果,向?qū)W習(xí)者提供了以下信息和啟示: 大腦兩半球功能具有不對稱性:每個大腦半球可分別行使功能,但它的功能主要是對來自對側(cè)身體之訊號起反應(yīng),。在正常情況下,當然胼胝體是相連的,且此兩半球是共同行使功能,。左腦,像一個雄辯家,,善用語言和邏輯分析,;同時,又像一個科學(xué)家,擅于進行抽象思維和計算,。它雄心勃勃,,經(jīng)常想控制一切,甚至干預(yù)本屬于右腦的功能,。它很刻板,,缺乏幽默和豐富的情感;右腦,,則像一個藝術(shù)家,。它擅長非語言的形象思維和直覺思維,平日沉默寡言,,不擅言辭,,但卻在音樂、美術(shù)等藝術(shù)活動上很有天分,,充滿創(chuàng)造性,。它還有很好的空間感。同時,,它又感情豐富,,很有人情味。它的缺點是比較消極被動,,在與左腦的競爭中,經(jīng)常甘拜下風,,致使自己的才能經(jīng)常受到壓抑,,難以充分發(fā)揮。 人在嬰幼兒期,,大腦左右半球功能的差異表現(xiàn)并不明顯,。隨著年齡的增長,隨著言語的發(fā)展,,尤其是書寫技能的獲得,,左右半球在功能上日趨分化,到10多歲這種分化過程才基本結(jié)束,。左右腦功能分化的程度因人而異,,多數(shù)人左右半球發(fā)展的水平處于平衡、協(xié)調(diào)狀態(tài),,但也有少數(shù)人左右半球發(fā)展很不平衡,,這種人往往在某些方面極富創(chuàng)造性,但在其他方面則可能十分薄弱,。 應(yīng)該指出,,大腦左右兩半球功能的劃分并不是絕對的。例如有少數(shù)人大腦兩半球的功能與常人正好相反,他們的語言中樞存在于左半球,,分析性思維由右腦控制,,而整體性、形象性思維則由左腦控制,。據(jù)統(tǒng)計,,左利手者中有15%的人是這樣的。 此外,,一些研究發(fā)現(xiàn),,大腦兩半球在成熟與發(fā)展過程中具有很大的靈活性甚至替代性。兩半球中任何一個受到損傷,,另一個即可代償,。不過,這種代償受個體年齡限制,,兒童的腦損傷發(fā)生得越早,,越有機會被另一系統(tǒng)所代償。但是隨著年齡的增長,,尤其是當個體言語機能發(fā)達、成熟以后,,代償就比較困難了。 大腦兩半球既有分工,各司其職,又密切配合,協(xié)調(diào)發(fā)展,。左、右腦合作威力驚人,。奧恩思坦教授認為,如果對大腦兩半球中的“未開墾處”給予刺激,,激發(fā)它積極配合另一腦半球的工作,,大腦的總能力和效率會激增。當一個腦半球被激發(fā),,與正在發(fā)揮優(yōu)勢工作的另一個腦半球配合工作時,,整個大腦的工作能力是一個腦半球單獨工作時的5—10倍,。 有偉大成就的人,,都不單用左腦或右腦,,而是左右腦皆能靈活運用的人,。愛因斯坦左腦的數(shù)字,、分析、邏輯能力相當出色,;但他右腦的音樂,、想象,、直覺等功能也相當了不起,。他除了是一位科學(xué)家外,還是一位出色的小提琴家,,經(jīng)常作公開表演,;他抽象的科學(xué)理論“相對論”也是靠右腦的直覺功能,才獲得“靈感”的,。意大利的達.芬奇既是一位著名的科學(xué)家,,又是一位偉大的藝術(shù)家、建筑師,、雕朔家和畫家。那些集科學(xué)與藝術(shù)才能于一身的“能人”,,則是左腳踏著藝術(shù)世界,,右腳踏著科學(xué)世界前進的奇才。 開發(fā)右腦潛能可通過以下一些方法: 多從事一些和右腦功能有關(guān)的活動,,如多使用左手,、左腳,,多進行想象力訓(xùn)練,、圖形識別練習(xí),,讀書時要善于隨時歸納大意,,欣賞音樂,、繪畫,、電影等都是鍛煉與發(fā)展右腦功能簡便易行的方法,。 進行漢字教學(xué)、心腦速算,,調(diào)節(jié)腦電波,、開展各種肢體運動、精神放松等方法都有助于開發(fā)右腦功能,,使左右腦協(xié)同工作,、協(xié)調(diào)發(fā)展。 運用現(xiàn)代教育技術(shù)(幻燈,、錄音,、唱片,、電影,、電視、錄像,、多媒體計算等)開發(fā)左右腦的潛力大有可為,。 計算機時代的協(xié)同作用是一種三向的合作關(guān)系(見圖3-8)[1]。右腦具有填補空白和產(chǎn)生直覺突破的創(chuàng)造性,,但它不能對直覺進行檢驗,或是把直覺傳達給其他人或計算機,。左腦則可接近右腦的直覺,,并且能檢驗這些直覺,并將其轉(zhuǎn)換成計算機或其他人的邏輯語言,。計算機則以完備的準確性和比人腦快過上百萬倍的速度,,使左腦的能力得以延伸和擴展,。 |
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