一張圖看懂大腦:順著大腦發展,在對的時間做對的事

從出生到長大成人,大腦持續在學習變化,每個腦區的成熟速度也不一致。為人父母和老師從了解大腦發展開始入手,相信會在教養教育上找到更好的施力點。

從出生到長大成人,大腦持續在學習變化,每個腦區的成熟速度也不一致。為人父母和老師從了解大腦發展開始入手,相信會在教養教育上找到更好的施力點。

 

人出生時,腦還沒完全長好。比起其他哺乳動物,人類的童年比較長,要花許多年的時間才學會照顧自己。在這段學習成長的過程中,人類的腦會隨著生活經驗的細節來形塑,也因而能適應各種不同的環境。

美國神經科學家伊葛門(David Eagleman)在《大腦解密手冊》(The Brain: The Story of You)一書中指出,相較於其他動物的腦是出生前所有的線路就已組裝完畢,人腦在出生時通常還是「半成品」,由基因指引大方向做為神經網路的藍圖,再由真實世界的經驗,來微調剩下的線路。

人腦的實質重量約1.4公斤,外表充滿皺褶。這一大團東西看來不起眼,卻在先天基因與後天經驗互動下,逐漸決定了「你是誰」,而且是世上獨一無二的。

 

認識大腦皮質的不同功能

在形態上,人腦可分為大腦、小腦和腦幹。大腦又分成左、右兩個半球,兩者在構造上相似,但中間由神經纖維構成的胼胝體相連。

大腦皮質是包裹在大腦外側的連通皮狀結構,向內凹陷的區域稱為「腦溝」,向外凸出的區域稱為「腦回」。根據不同的空間位置,大腦皮質可劃分為四個區域,分別是額葉、頂葉、枕葉和顳葉,並各自掌管不同的功能。

額葉(Frontal Lobe):位於頭部前方額頭附近,主要負責計畫、組織、問題解決、選擇性注意力、人格,及一些有關行為與情緒的高階認知功能。額葉又可分為前額葉和後額葉,前額葉負責高階認知功能與人格的判斷力,後額葉是腦神經產生動作與負責修正動作的地方。

頂葉(Parietal Lobe):位於頭頂,負責運動感覺的體覺功能。前半部稱為感覺運動區,主要工作是接收從身體各部位傳來的訊息,如皮膚的觸覺、肢體的姿勢變化;後半部的頂葉,繼續分析、整合傳送進來的訊息。

枕葉(Occipital Lobe):位於後腦勺,負責視覺功能。主要負責接收視覺化的訊息,以及對物體形狀與顏色的辨識。

顳葉(Temporal Lobe):頭部兩側靠近耳朵的是顳葉,負責聽覺功能、嗅覺上的分辨能力,以及新資訊的整理能力。右顳葉主要負責視覺化的記憶,例如圖片與臉型;左顳葉則是負責語言上的記憶,例如單字與名字。

此外,大腦中間的區域邊緣系統,包含視丘、下視丘、杏仁核和海馬迴,則負責情緒、注意力、身體控制、睡眠、荷爾蒙,以及處理產生許多的大腦化學物質。

了解大腦發展的重要時期

人的腦由神經細胞所組成,神經細胞又叫神經元,可分成三個部分,包括細胞體、樹突及軸突。樹突的功能是將訊息帶入細胞體,軸突則是將訊息傳出細胞體。每個腦細胞的軸突會與另一個腦細胞的樹突形成特殊的連結,叫做突觸,在其間存有小小的空隙,藉由血清素等化學物質居中傳導。

「年幼的腦彈性十足,不是會長出新細胞,祕密在於腦細胞如何連結,」伊葛門在書中談到,嬰兒出生時,大部分的神經元並未連結,但在生命的前兩、三年,神經元在接收感覺資訊的過程中會迅速產生新連結(也就是突觸),達到驚人的高峰,然後開始進行修剪的過程。

突觸的大量形成與修剪,不只發生在嬰幼兒期,到青少年期又重演了一遍。此時,前額葉皮質長出新細胞並產生新連結,接著展開將近10年的修剪期。不同的是,0~3歲階段的腦神經對陌生世界建立了基本模式,青春期則是發生重要的神經重組和變化。

「去蕪存菁,用進廢退」是大腦神經的修剪原則。如果是經常使用到的神經突觸,就會受到強化;反之,沒有用處的突觸就會變弱,最後遭到剷除。雖然腦中留下來的神經連結變少了,卻變得更加強壯。

「整個童年時期,周遭環境雕琢我們的腦,把腦修整成與我們遭遇到的經驗相切合,」伊葛門表示,腦子從已存在的各種可能性中修修剪剪的過程,決定了一個人會變成什麼樣的人。

有個常見的例子:在日本長大的孩子無法分辨r和l的發音,因為日語並沒有特別區分這兩個音。又如孩子在幼兒時期較缺乏閱讀、遊戲或與人互動的經驗,日後可能發生語言學習或人際相處的困難。可見大腦深受環境的塑造影響。

 

不同腦區的成熟速度不一

大腦不同腦區的成熟速度並不一致。成功大學行為醫學研究所教授郭乃文在《前額葉學校》一書中,簡略說明了大腦皮質的發展階段:

1. 學齡之前:動作與感覺皮質區(M&S)、聽覺接收與分析(Au)、視覺接收與分析(V),是最早成熟發展的區域,參考時間是學齡之前。

2. 學齡到青少年前期:邏輯與空間分析皮質區(An)、抽象與語文概念(T),是依賴知覺皮質之間相互連結後的發展,參考時間是學齡到青少年的前期。

3. 青少年期:前額葉區以及額葉系統(F)是人生最晚成熟發展的區域,原本參考時間是青少年期,但是可能由於環境激發不足和訓練不足,導致成熟時間變得更晚了。

很多父母覺得青少年很難搞,在管教上經常動輒得咎,有點無所適從。伊葛門談到哈佛大學心理系副教授薩摩維(Leah Somerville)等人的研究發現,人從兒童成長為青少年的這段時期,內側前額葉皮質在社交情境中會愈來愈活化,約15歲左右達到高峰。此時,青少年會很在乎對自己的看法,容易陷入社交困窘及造成情緒過度敏感。

另一方面,大腦與情緒有關的邊緣系統,在青春期功能逐漸強化,但負責控制衝動的前額葉皮質要到20幾歲時才會成熟。所以,青少年偏愛冒險,而且成群結伴時更容易冒險,但也相對較容易適應環境。

多了解,找到更好教養施力點

「我們在青少年時期的樣子,並非單純是選擇或態度造成的,而是大腦神經變化階段產生的結果,」這是伊葛門提供給全世界受挫家長的重要訊息。

多了解大腦運作之後,在教養教育的路上,為人父母及老師能做的不再只是期待孩子、要求孩子,而是可以透過多去了解孩子,特別是順著大腦的發展,在對的時間做對的事,相信會是一個更好的施力點。

以青少年時期為例,郭乃文認為,這個階段的孩子受到性別荷爾蒙的影響,正準備要「轉大人」,讓他們學會獨立與負責,才是真正的教育價值所在。

 

 

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本篇文章出自第期未來Famiy雜誌