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1、北京师范大学学报(社会科学版)2007年第3期(总第201期)39脑的可塑性研究:现状与进展王亚鹏,董奇(北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室,北京100875)[摘要]可塑性是大脑的主要属性之一,在动物和人类毕生发展的进程中,中枢神经系统都有一定的可塑性。有关大脑可塑性的研究对于揭示大脑活动的规律、进行临床矫治和干预以及教育教学实践都具有十分重要的意义。当前的认知神经科学研究从分子、细胞、皮层地图以及神经网络等层面研究了大脑可塑性的表现模式、内在机制及其影响因素,但是仍有许多值得探讨的问题。在大脑发生可塑性变化的过程中,大脑的结构和功能到底发生了哪些变化,
2、这些变化是如何产生的?大脑在加工不同任务时可塑性的表现模式、内在机制及其影响因素是特异性的,还是受到共同的机制的调节?成熟和经验各自在大脑可塑性的过程中扮演着什么样的角色,二者如何通过交互作用影响大脑可塑性的表现形式、内在机制及其影响因素?目前都不是十分清楚。此外,从理论上讲,有关大脑可塑性的研究对于教育教学实践具有重要的启示,但是当前有关大脑可塑性的研究并没有很好地与教育教学实践结合起来。如何结合课堂教育教学实践开展大脑可塑性的研究,以便指导教育教学实践的科学化和实效化,大幅度提高教育教学质量,是摆在认知神经科学工作者、教育实践者面前的一项急切的任务。[关键词]大
3、脑可塑性;认知神经科学;经验[中图分类号]G44[文献标识码]A[文章编号]100220209(2007)0320039207可塑性是大脑的主要属性之一。在动物和人期有所发现,而且在个体发展的中、晚期也有所发类毕生发展的进程中,中枢神经系统均具有一定的现。也就是说,在动物和人类毕生发展的进程中,可塑性。近年来,认知神经科学研究越来越注重从中枢神经系统都具有一定的可塑性[3](P191-201)。动态的视角来研究大脑,研究大脑受发展与经验的一、大脑可塑性的表现形式影响而出现的结构、功能的变化,也就是大脑的“可塑性”问题。“可塑性”这一概念最初源自于医学,大脑是一个复杂
4、的系统,也是一个动态的系是指器官或组织修复或改变的能力[1](P11497-统,其结构和功能是在发展的过程中形成的。但是11501)。组织器官的这种修复和改变的能力可以保受学习、训练以及经验等因素的影响,大脑皮层会证其应对变化的外部环境。继医学领域提出了可出现结构的改变以及功能的重组,也就是出现所谓塑性这一概念以后,认知神经科学研究者迅速将其的可塑性。这种结构的改变既有宏观层面的,也有引入研究视野,并对其最初的含义予以拓展,将脑微观层面的。从宏观层面上讲,因可塑性而引起的的可塑性界定为大脑改变其结构和功能的能力大脑结构的改变包括脑重的变化、皮层厚度的变[2]。大脑的
5、这种可塑性不仅在动物身上有所发化、不同脑区沟回面积的改变等[2][4];从微观层面现,在人类身上也有所发现;不仅在个体发展的早上讲,因可塑性而引起的大脑结构的改变包括树突[收稿日期]2006-11-20[作者简介]王亚鹏(1977-),男,甘肃省陇南市人,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室,助理研究员。[基金项目]国家攀登计划项目(95-专-09);北京师范大学青年社科基金项目“脑科学及其教育应用研究”。40北京师范大学学报(社会科学版)2007年第3期(总第201期)长度的增加、树突棘密度的改变、神经元数量的改削减对其初级听觉皮层尾部区域的声音输入。2-
6、变以及大脑皮层新陈代谢的变化等[2]。3个月以后的微电极记录发现,实验动物的听觉皮而功能的重组则在分子层面、细胞层面、皮层层出现了重组。以前对高频音反应的神经元在破地图层面以及神经网络等层面都有可能发生[5]坏后对中频音开始出现反应[14]。此外,Aus2[6]。分子和细胞层面的功能重组包括突触效能的chacker对猫的视觉皮层的研究也发现,在剥夺双改变、突触连接的改变等;而皮层地图层面的重组眼视觉刺激的情况下,会导致其前外侧裂外部视觉皮层转向对听觉和躯体感觉信息的加工[15]。总包括表征面积、表征区域、表征方位以及表征区域之间联合或分离的变化等;在神经网络层面,大
7、脑之,许多研究发现动物的视觉和听觉皮层具有很强的可塑性主要表现为系统水平的可塑性,即不同感的可塑性[2][3](P191-201)[16]。觉通道之间跨通道的可塑性[5]。除了视觉和听觉皮层存在可塑性外,许多研究还发现动物的躯体感觉和运动皮层也存在可塑性二、动物大脑的可塑性研究及其进展[3](P191-201)[17]。Pons及其同事对剥夺了上肢感认知神经科学的研究结果表明,即使在大脑发觉输入的短尾猿所做的研究发现,在未阻断刺激传育成熟以后,经验仍然可以改变大脑的结构[2]。入前负责上肢感觉的皮层出现了功能的重组,转向尽管“经验可以改变大脑结构”这一观点最早可
