什麼是發育關鍵期？舉個例子，如果一個剛出生嬰兒的眼睛因做了個小手術被紗布矇住，使TA錯過了最初幾天視覺功能發育的關鍵時期，這個嬰兒會有視覺功能發育不良的潛在風險。
作者：方方
方方（北京大學心理與認知科學學院院長）
內容來源：北京大學心理學教授方方關於“學習與人類大腦可塑性”的主題演講
· 學齡前兒童過度識字對兒童的認知能力有什麼影響？
· 認知能力無限提高一定是好事嗎？
· 錯過了發育關鍵期，人類認知能力還能繼續提高嗎？
01 錯過了發育關鍵期，人類認知能力還能繼續提高嗎？
首先，成人的認知和大腦還有多少可塑性？回答這個問題，不可避免的要涉及一個名詞——發育關鍵期。
什麼是發育關鍵期？舉個例子，如果一個剛出生嬰兒的眼睛因做了個小手術被紗布矇住，使TA錯過了最初幾天視覺功能發育的關鍵時期，這個嬰兒會有視覺功能發育不良的潛在風險，即使恢復了也只能部分恢復。
究其原因，當人腦在發育階段接觸到視覺刺激，也就是通過眼睛看到外界事物時，視皮層上的神經元會被激活，也就是說這些神經元對不同的圖像特徵（顏色、形狀、亮度、朝向、距離等）進行加工。
如果人正處於視覺功能的發育關鍵期，而視覺神經元未被充分激活，未來在看到某些圖像特徵時就不會產生反應或反應比較弱，導致看不見或看不清。
發育關鍵期概念被很多教育家使用，認爲如果不在孩子的某一個關鍵期教育TA，他們的這方面能力就會喪失，這就是早教行業興起的原因。（也推薦閱讀：0-3歲寶寶敏感期，知道這些纔是合格父母）
但是，如果一個人錯過了發育關鍵期，那他/她的大腦還能否繼續提升？認知能力還能否繼續提高？
這裏可以舉一個熱門綜藝節目《最強大腦》裏的例子。在一期節目中，主持人讓一位選手去看一部電影的短片段，這個短片段中的一幀圖像被另一部電影的一幀圖像替換了。這一幀圖像的時長是40毫秒，閃得非常快。
選手必須通過這40毫秒的圖像猜出它出自哪部電影，結果該選手看清了圖像並猜出了這一幀圖像來自電影《黃飛鴻》。專家組必須判斷這個選手是不是具有超強腦力，最終的結果認爲這不算超強腦力。
《最強大腦》某期節目劇照
根據2002年發表在美國科學院院刊上研究文章，這種能力主要體現在人類肉眼在時間上的加工分辨率。一個普通人到實驗室訓練十天，通過對人腦初級視皮層以及頂葉杏仁核和顳葉之間神經網絡的強化，也可以具備相同的能力。
經過一段時間的訓練，初級視皮層神經元的反應敏感性和腦網絡的功能性連接都會出現比較大的增強。這個例子證明了成年人的視覺能力也還是可以通過訓練達到明顯提高的目的。（也推薦閱讀：解析孩子的敏感期(六)——細微事物敏感期（1.5-4歲））
02 人類大腦是可以重組的
上面講的是視覺認知方面的例子，下面再講一個觸覺認知方面的。哈佛大學醫學院完成了一個實驗，該實驗將一些志願者的眼睛蒙上，時間長達5天。在這5X24小時的時間裏，他們的眼睛看不到任何東西，無論吃飯、睡覺、洗澡，所有的活動都只能依靠聽覺和觸覺來幫助完成。
人類大腦的後半部分是加工視覺信息的，耳朵上面的頂葉是加工觸覺信息的。如果一個人只能摸東西而不能看，這隻能激活大腦的觸覺皮層，不能激活視覺皮層。
經過5天蒙上眼睛生活後，志願者的視覺皮層被用作進行觸覺加工。此時，大腦進行了一個非常大的重組。也就是說，觸覺功能能短暫的佔領人腦的視覺皮層。如下圖：
下面講一個極端一點的大腦重組例子。近期，Cell Report雜誌發表了一篇文章。一個近七歲的兒童患有嚴重的癲癇病，他的病情已經嚴重到藥物無法控制必須切除部分腦組織的程度。手術切除了這孩子大腦右半球六分之一的腦組織，這會影響他的認知功能嗎？
經過術後三年的多次掃描後發現，這個孩子的智力沒有下降甚至高於平均水平。在做手術前，醫生最擔心的是，被切除的腦組織中有主管面部識別腦區，手術後這個孩子可能會變成臉盲。
後來發現，這個孩子雖然大腦的右半球被切除了一部分，但左半球長出了很多區域專門做正常人右半球做的事情。除了偏盲以外，他對信息的加工沒有任何問題。如下圖：
03 學齡前兒童過度識字對認知發展有什麼影響？
有兒童心理學家研究後發現，識字學習對兒童認知發展過程的影響主要有三點：
第一點影響是如果兒童識字過早，會影響對圖像和實物的想象能力。而對實物的想象能力對幼兒未來學習非常重要。舉例說明，如果給孩子看一本連環畫，已經識字的兒童不會觀察畫的顏色、形狀、空間關係，而直接去看文字。因爲文字可以迅速傳遞更多的信息，而上述這些能力對兒童未來學習很重要。
第二點影響，識字過早會使幼兒從基於圖像認知過程轉向基於符號的認知過程。我們必須承認在某些認知加工條件下，基於圖像的思維過程可能會比基於符號的思維過程更快。
第三點影響，長時間用於閱讀，會對幼兒的聽覺記憶和聽覺理解能力造成不利影響。日常生活中比如聽課、討論、談話，少不了要用到聽覺記憶和聽覺理解。識字過早會讓孩子迅速地從聽覺記憶和聽覺理解轉化到視覺記憶和視覺理解。幼兒就錯過了聽覺記憶和聽覺理解的最佳訓練時機，這是很難彌補回來的。
04 認知能力無限提高一定是好事嗎？
問：大家知道人腦裏面大概會有百億個神經元，我們在做一項認知任務的時候，就算是一項特別複雜的認知任務，我們大腦中可能只有5~10%的神經元被激活，那剩下那些神經元在幹什麼？所以就有人提出這樣一個論斷，說我們大腦其實只被開發了10%，我們有90%的潛能是沒有被開發的，這也是促使了有很多公司去開發類似聰明藥的產品。對此您怎麼看呢？
方方：對於這個問題我也沒有什麼確定答案，我只是跟學生舉過一個例子，就是如果大家做一個非常非常複雜的任務的話，最多有5%的腦神經元會同時被使用。那麼能不能開發出10%？這是有問題的，從能量代謝率的角度看是有問題的。
假如說每一個年輕的人，每頓吃四兩米飯，可以支撐着百分之五的神經元代謝。我們的大腦消耗了我們大部分的代謝能量。如果說我們有10%的神經元被同時利用的話，那麼意味着每天可能需要每頓飯得吃八兩飯。15%的話，你需要吃1斤2兩飯，才能支撐這個過程。
而且認知能力的一直增強，其實並不是一件好事。比如說，大家都希望自己的記憶力特別強，這並不一件好事。遺忘是有它保護性功能。
比如說我們心理學院，原來接收了一個北大物理系的博士，他就選擇了做記憶方向。他說我爲什麼要來學記憶？是因爲我感興趣的不是記憶，是遺忘。因爲我的初戀女友和我分手了我很傷心，我忘不掉這份記憶，我很痛苦。所以認知功能無限的提高並不是好事。包括那個錢卓做的這個NMDA的小鼠，聰明的小鼠更容易出現精神分裂症趨向。
問：所以太聰明不一定是好事。但是比如像歐美國家的學生在服用聰明藥這種藥物來提高注意力和記憶力。您也講過一些無創的比如像電擊的方法提高注意力，對上述兩種方法您怎麼看呢？
方方：所謂的聰明藥基本上是一種類似於興奮劑的東西，是提高個體的喚醒程度。心理學裏面在動機這章裏提到過，當一個人的焦慮和喚醒水平適度提高的時候，去做複雜認知任務的話，比如高考，是會提高的。
但如果說你把他的焦慮和動機喚醒水平提高到非常高的水平，並不適合做一個複雜任務。據我所瞭解，所謂通過提高神經系統的興奮程度和喚醒水平，來去做一些複雜的認知任務的話，效果基本上是可以說是沒有的，但做一些比較簡單的事務，是可以的。
無創比如電擊的方法，在美國有使用的例子。美國有一個電刺激的方法，就是把電極放到你的注意網絡上面，去調控注意網絡，在長達幾個小時時間內一直保持高度的注意力。但這存在倫理上的爭議，你帶這樣一種電刺激裝置幫助考試而別人沒有帶，這是不是算作一種作弊？
總體來說的話，藥物的話我們非常不確定，但是如果從神經調控的角度來說的話，我們還需要做很多研究和設計，來確定怎樣電極放在什麼部位才能取得想要的效果。
問：您剛剛還提到一個詞叫關鍵期，你覺得二語學習的關鍵期存在嗎？二語學習，比如學英語。比如我自己就有小孩，我們很多的家長三歲就讓小朋友開始學英語了，加入培訓班，那你覺得這個二語學習的關鍵期存在嗎？
方方：就是如果小的時候學語言的話，中文和外文是在一個大腦區域的，兩個語言區合到一起。
但是成年以後，再學語言的話，這兩個語言區是分開的，就是這兩種語言之間需要轉換，然後才能靈活地使用。應該還是有關鍵期的。
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