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大脑的开端:构建未来的基础

已有 470 次阅读 2022-11-21 08:49 |系统分类:科研笔记

大脑的开端:构建未来的基础

大脑的发育是一个终生的过程。大脑能够在整个生命周期中发生变化,尽管可能并非在所有方面(例如,随着年龄的增长,人类不会“学会”更好地看或听)。然而,早年发生的变化尤为重要,因为它们是后来发生变化的基础。高级功能依赖于低级功能,其证据主要在基本认知过程和感官感知系统中。当婴儿出生时,他们的大脑为某些类型的体验做好了准备。婴儿的大脑被调节到几乎所有语言的声音,但随着经验的积累,他们的大脑变得最适合他们的母。这种知觉偏见是学习语言的基础;大脑被部分地调谐为对语言声音敏感,但没有被广泛调谐为对所有可能的声音敏感。

随后的语言开发建立在这种最初的敏感性之上。在婴儿出生的第一年内,婴儿学会辨别他们在特定环境中接触的语言所特有的声音。在6个月大之前,婴儿几乎可以辨别任何语言的声音。在6到12个月之间,大脑开始专门辨别母语的声音,并失去辨别非母语声音的能力。这种感知敏感性的缩小很重要,因为它与后来的语言能力有关,因为更好地辨别母语声音可以预测以后的语言技能。

敏感期:可塑性受经验影响

在生命的最初几年,大脑对经验的敏感度要比晚年高得多。大脑的可塑性是这一时期发生的许多学习的基础。在上一节的语言示例中,我们注意到婴儿在出生的前半年对大多数语言声音都很敏感,但在下半年,他们开始专攻母语,而牺牲了对非母语声音的广泛敏感性。然而,对语言接触的敏感度提高的时期并不是一个关键时期,因为婴儿一旦学习完另一种语言的声音就不能再学习了。事实上,给予12个月大的婴儿额外的非母语语音经验,他们仍然能够辨别不同的声音。

同样,在面部处理这一对社会行为至关重要的视觉感知发展指数领域,6个月大、9个月大和成人都同样能够区分两张人脸,而仅6个月的孩子就可以区分两张猴子脸。然而,给予6个月大的孩子3个月观看一系列猴子脸的经验,在9个月时仍保持识别能力。因此,这段时间内大脑过程的可塑性表明,尽管大脑对发生的经验特别敏感,但依赖于经验的变化并不局限于这个短暂的窗口。敏感期通过具体经验有效延长。

视力也存在类似的现象,白内障的自然发生证明了这一点,而不是上述的实验室操作。对于出生时患有白内障的婴儿来说,白内障摘除并更换新镜片后的几分钟视觉体验会显著提高视力。这种影响在出生后越早进行矫正手术就越强烈。然而,白内障未经治疗的时间越长,经验对结果的影响就越小。

语音和面部最初都是由一个经过广泛调整的窗口处理的,然后随着经验而缩小,但如果经验包括广泛的输入,则窗口可以保持更宽。这些研究表明,生命早期的特点是敏感时期,这取决于环境的输入模式。响应某些输入,网络变得有偏见,未来的修改变得更加困难。

剥夺:环境对大脑结构和功能的影响

经验的影响超出了可塑性的简单调节。事实上,经验塑造了大脑的结构,布加勒斯特早期干预项目(BEIP)证明了这一发现。这项正在进行的纵向研究发现,年轻时的制度化会对大脑和行为的发展产生严重后果。这项研究关注三组儿童:一个机构化群体,即在罗马尼亚布加勒斯特的机构环境中生活了几乎一辈子的儿童;一个寄养组,包括出生时被收容,然后被寄养(平均安置年龄为22个月)的儿童;以及一个从不制度化的群体,其中包括与布加勒斯特地区的亲生家庭生活在一起的儿童。如上所述,为了大脑回路的健康发展,个体需要有健康的经历;缺乏这些可能会导致大脑电路的不规范和布线错误。在罗马尼亚的机构环境中长大的儿童缺乏刺激健康成长的经验,因此我们预计会看到大脑发育中的“错误”导致一系列问题。事实的确如此;被收容的儿童表现出发育迟缓和延迟的身体和认知成长模式,与从未被收容的孩子相比,他们的大脑活动模式非常不同。此外,经验时机的影响在预防和改善剥夺的影响方面也很重要:2岁之前被寄养的儿童表现出的大脑活动模式与2岁之后被寄养的孩子相比,与从未被收容的儿童更为相似。智商和语言也出现了相同的总体趋势。这些结果支持这样一种观点,即缺乏高质量的经验会对大脑功能产生不利影响,一旦孩子超过2岁,这些影响就会更严重。




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