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1、理论前沿脑科学与课程教学◇中央教育科学研究所白月桥[摘要]脑的结构与功能是极为复杂的,脑干、边缘系统和新皮层是脑的主要结构。细胞是脑组织的最小单位,可分为神经细胞和胶质细胞两种。可塑性、关键期、髓鞘化、神经元修剪,是脑的根本特性,现代脑成像技术揭示,不同教学科目反映在不同的脑区。课程教学可以进行脑区定位。我们要把脑科学的研究成果作为课程教学编订和实施的主要理论根据。[关键词]脑的结构脑的功能脑细胞可塑性关键期脑功能定位教学科目脑区定位2006年2月我国国务院颁布的《国家中长期睡的巨人”、“尚未开采的金矿”等。人脑的
2、结构科学和技术发展规划纲要(2006——2020年)》虽如此奥妙,但却不是人体最大的器官,其重量指出:脑科学与认知科学是8大科学前沿问题之约1350克,大小如柚子,形状如胡桃,只有身体一。脑发育、可塑性与人类智力的关系,学习、的2%,不过耗热量却是人体的20%,脑遗传基记忆和思维等脑高级认知功能的过程及其神经基因占全身的1/3。础,脑信息表达与脑式信息处理系统等,是脑与科学家考察了地球的历史,揭示了一切生物认知科学的主要研究方向。《规划纲要》颁布意和人类进化的连续性,揭示了人脑的演化进程。义重大,社会各有关方面要行
3、动起来,为实现纲约38亿年前,地球上诞生了最初的生命,这种生要确定的宏伟目标不懈努力奋斗。命是原生的单细胞生物。后来便有了软体动物、上世纪九十年代以来,随着各种无创性脑成两栖动物和爬行动物。人类起源于动物界,森林像技术的运用,脑科学已成为当今世界科研领域古猿是人类和现在大猩猩及黑猩猩的共同祖先。最前沿、最重要、最活跃和科研成果最丰硕的学大约550万年,由猿类开始转化为人类。把人类科之一。世界发达国家都将脑科学研究纳入国家和黑猩猩进行比较发现,其DNA的排列差别很发展的战略科技规划。继颇有影响的美国“脑的小,大约相差
4、仅1%左右。不过人脑的重量却比十年”和欧共体“欧洲脑十年”计划之后,日本今天的猩猩大得多,大猩猩脑重约1磅(450推出了名为“脑科学时代”为期20年的脑科学计克),而成人的脑重约3磅(1350克),这是因为划纲要,并于2003年又启动了“脑科学与教育”人脑的前额叶脑区极大的进化了,因此有了语言科研项目。人脑这个奥妙的“黑匣子”已被现代能力、思维能力、高级性感能力和创新能力。高科技逐步打开。把脑科学和教育结合起来,根人脑是地球上生命诞生后,通过亿万年的历据脑发育规律和认识规律编制课程,设计教学,史演化,经过爬虫类动物
5、的脑和哺乳类动物的脑,是当前教育科研领域最前沿的科研课题,该科研发展到今天人类特有的创新性脑。因此,人脑是课题正在世界范围内日益广泛兴起。本文先介绍由爬虫类脑,哺乳类脑和创新性脑构成的“三合脑的结构和功能,揭示人脑的秘密,在这个基础一脑”,脑科学著作往往又分别称其为“古皮层”、上,再就脑科学取得的科研成果,和课程教学相“旧皮层”和“新皮层”。不过脑科学家根据解剖结合的问题作些探讨。生理学和脑部功能的不同,大都把脑分为脑干、(一)脑的基本结构及其功能边缘系统和新皮层三大结构。人脑的结构及其功能是极其奥妙和复杂的,1.
6、脑干(或称爬虫类脑部)。脑干由脊椎延伸古今中外的哲学家和学科专家曾对人脑这个奥妙而出,位于头颅的底部,是脑内最古老和最深层的“黑匣子”作过各种不同的巧妙比喻或隐喻。的区域,该部分进行了约五亿年。因为它和爬行如人脑是“世界上最大的处女地”、“宇宙间最复动物的整个脑非常相似,人们经常称其为爬虫脑,杂的机械零件”、“生物学上的超级电脑”、“沉如鳄鱼、晰蜴、鸟类的脑都如此。脑干又细分为·基础教育52008年1月第1期总第101期延髓、脑桥和中脑三个构成部分。在进入脑的12情绪行为中扮演着重要角色,与恐惧反应的关系对神经中就
7、有11对止于脑干,只有嗅觉神经直接尤为密切。电刺激杏仁核可以引起愤怒,或者产进入边缘系统,这是进化的原因。脑干是“生命生恐惧感或快乐感,狂怒的精神病人在手术摘除中枢”,它控制着心跳、血压、呼吸、消化、体温杏仁核后,性格变得比较温顺。由于杏仁核靠近等。脑干是大脑半球与脊髓之间的联络通路,脑具有记忆功能的海马区,所以研究者认为,杏仁干中的网状结构还负责司管大脑皮质的觉醒和睡核能产生情绪把信息进行编码转入长时记忆中。眠等功能。同时,杏仁核还司管维系机体生存而需要作的一2.边缘系统(哺乳动物脑部)。边缘系统介于些行为,比如
8、面对威胁是选择作战还是逃避,因大脑皮层和脑干之间,人和其他哺乳类动物的脑饥饿四处觅食,为延续后代进行交配等,这些行都有类似的部位,因此又被称为“狗猫脑”。在两为都有杏仁核决择。如果杏仁核认为环境形势有个脑半球内,边缘系统的生理结构是对称、一致潜在危险,它就会刺激下丘脑向机体发出信号,的。就脑演化的过程来看,边缘系统的发展应在当即逃跑。因此杏仁核被称作脑的警卫
