出生于江西宜豐縣的李葆明從小酷愛數(shù)學，1979年，李葆明參加高考，考入當時的江西大學（現(xiàn)南昌大學），陰差陽錯被錄取到了生物系本科學習?！爱敃r懵懵懂懂的，根本不知道生物學到底要學什么?！钡疫\的是，他遇到了非常優(yōu)秀的老師，特別是動物學胚胎學和解剖學老師，將生命的奧秘、動物的進化講得活色生香。那個時代沒有PPT、沒有投影儀，老師就拿著粉筆畫受精卵分裂、胚胎發(fā)育、人體結(jié)構，一筆一畫撥動著學生的心弦，李葆明就這樣被牽引著進入了一個神奇的世界。他感嘆于生命的神奇、進化的偉大，從此迷戀上了生物學，特別是當他看到英國動物學家珍妮·古道爾（Jane Goodall）的傳奇故事（為了觀察黑猩猩，珍妮20多歲來到非洲原始森林，度過了38年的野外生涯，寫下了《在人類的陰影下》）后，李葆明大受觸動，從小被灌輸?shù)闹R是動物沒有思維、沒有情感，行為是反射性的，但在珍妮的筆下，非洲黑猩猩的行為與人類行為非常相近，于是他產(chǎn)生了要從事行為神經(jīng)生物學方面研究的想法。 1983年，李葆明考上了中國科學院昆明動物研究所的研究生，被中國科學院上海生理研究所委托培養(yǎng)，師從著名生理學家梅鎮(zhèn)彤教授，1988年到日本京都大學靈長類研究所進行聯(lián)合培養(yǎng)，師從靈長類前額葉皮層功能研究先驅(qū)久保田競教授（Kisou Kubota）。李葆明至今依然記得，為給他做出國擔保，梅鎮(zhèn)彤教授拖著受傷的腿，跟他步行到幾公里外的公證處去做擔保公證，并語重心長地對他說：“葆明，學成后，你可要回來，我們國家的科研事業(yè)方興未艾，正需要人才?！碑敃r正值“出國潮”，很多人出國后，留在國外發(fā)展。但李葆明深深記得梅教授的囑托。1990年10月，李葆明按期歸國，在中國科學院上海生理研究所做博士后，之后留在了上海生理研究所任助理研究員、副研究員、研究員、所長助理，并每年回昆明動物研究所開展學術交流。 2001年，李葆明隨楊雄里院士加盟復旦大學，先后擔任復旦大學神經(jīng)生物學研究所常務副所長、復旦大學腦科學研究院副院長、醫(yī)學神經(jīng)生物學國家重點實驗室副主任，繼續(xù)開展大腦前額葉皮層認知功能的研究。李葆明的研究工作重點是學習記憶的神經(jīng)機制，尤其是關于認知記憶的去甲腎上腺素能調(diào)控。他圍繞前額葉皮層去甲腎上腺素α2受體在工作記憶和行為抑制功能中的作用進行了系統(tǒng)的研究，首次提供了行為藥理學和神經(jīng)生理學的直接證據(jù)，表明前額葉皮層α2受體是工作記憶所必需的，為注意力缺損多動癥（ADHD）的發(fā)病機制提供了新的理論認識，為開發(fā)無副作用的多動癥治療藥物提供了新的靶點。 近些年來，李葆明專注于腦科學與教育融合方面的研究，重點關注父母照料對兒童前額葉皮層結(jié)構及認知功能發(fā)育的影響。為此，圍繞腦科學與教育的系列相關問題，記者采訪了李葆明教授。  李葆明 杭州師范大學教育學院心理學系教授、腦科學研究所所長。曾任中國生理學會副理事長，現(xiàn)任中國生理學會副監(jiān)事長。 早期不良經(jīng)歷對兒童認知和情感發(fā)展構成巨大威脅 《教育家》：李老師，近些年您一直在研究童年經(jīng)歷對人一生的影響。俗話說“一朝被蛇咬，十年怕井繩”，人們對負面或痛苦的經(jīng)歷會產(chǎn)生恐懼記憶。那么童年時期負面的經(jīng)歷是如何影響大腦認知功能的？幸福的經(jīng)歷是不是可以促進大腦的發(fā)育呢？ 李葆明：童年時期的負面經(jīng)歷嚴重影響腦的認知功能，尤其是情感功能。這首先要從我們的大腦前額葉皮層說起。前額葉皮層是腦認知活動的最高中樞，它的重要性體現(xiàn)在注意力調(diào)控、行為抑制、工作記憶、行為計劃、思維推理、社會交往、情感調(diào)控等方面。前額葉皮層（尤其是前額葉眶回和背外側(cè)部）的結(jié)構和功能的發(fā)育成熟需要漫長的時間，發(fā)育過程一直持續(xù)到20歲或更晚，對于童年時期的負性應激高度敏感。 研究表明，患有虐待相關的創(chuàng)傷后應激障礙（PTSD）的兒童，其前額葉（尤其是眶回）、顳葉和胼胝體的體積顯著小于正常兒童；虐待經(jīng)歷發(fā)生時的年齡越小，虐待持續(xù)時間越長，腦的體積就越小，學校課程成績越差；家庭應激事件越多，眶回功能發(fā)育越差。一句話，身心受到虐待的兒童，腦的結(jié)構和功能發(fā)生變化，早期不良經(jīng)歷通過這種潛在機制對兒童的認知和情感發(fā)展構成巨大威脅。 同樣地，兒童早期遭受的忽視也會導致大腦基本結(jié)構受損，包括大腦白質(zhì)神經(jīng)纖維連接出現(xiàn)偏差，髓鞘化的軸突顯著減少。神經(jīng)纖維連接的靶向特異性降低、突觸密度的降低、髓鞘化程度的降低，將損害前額葉皮層在諸多認知功能中發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)揭示了早期逆境如何影響大腦前額葉皮層的結(jié)構與功能，并解釋了與忽視相關的兒童認知功能缺陷。 幸福的經(jīng)歷當然會促進兒童大腦功能發(fā)育。教育家顧明遠說：“沒有愛就沒有教育”。大腦的發(fā)育是一個漫長的過程，突觸的形成和神經(jīng)回路的構建主要發(fā)生在出生前后。人類在出生后數(shù)月中，大腦的突觸迅速形成，密度與成年時接近；1—2歲時所有腦區(qū)的突觸密度達到高峰，比成人高50%。大腦不同區(qū)域的突觸密度達到高峰的時間點有所不同。人類和非人靈長類動物初級感覺和運動皮層（例如，視皮層）的突觸密度在出生后8個月內(nèi)達到高峰，而高級聯(lián)合皮層（例如，前額葉皮層）的突觸密度在出生后15個月左右達到高峰，這種高密度突觸水平一直持續(xù)到青春期，之后不斷經(jīng)過“修剪”減少至成人水平。這種“修剪”過程受成長環(huán)境和生活經(jīng)歷的調(diào)控。快樂、幸福、豐富的生活和成長環(huán)境促進突觸的成熟和神經(jīng)回路的鞏固，尤其是在那些與學習記憶、認知功能和情感調(diào)控密切相關的腦區(qū)，例如海馬區(qū)、邊緣系統(tǒng)和前額葉皮層。  高質(zhì)量的母親照料促進嬰幼兒的腦發(fā)育和情感發(fā)展 《教育家》：現(xiàn)在都在探討“原生家庭”的問題，剛才您也談到兒童早期遭受的忽視可能會導致大腦基本結(jié)構特性受損。那么，父母照料對嬰幼兒大腦結(jié)構與功能有哪些影響？從您的專業(yè)角度出發(fā)，您對年輕父母有什么具體建議？ 李葆明：兒童腦的發(fā)育和心智成熟是一個漫長的過程，需要家庭、學校和社會巨大和持續(xù)的投入，首先是父母愛的投入。以親子關系為例，親子依戀關系，尤其是母嬰依戀關系，是最緊密、最牢固的人際關系。來自母親的有質(zhì)量的照料是嬰幼兒大腦正常發(fā)育的重要保證。母嬰依戀關系形成的關鍵期是在嬰兒出生后的6—18個月，依戀關系的有無以及質(zhì)量的好壞對嬰幼兒產(chǎn)生巨大的影響。在嬰兒出生后的幾年里，來自母親的忽視或母嬰分離對嬰兒前額葉皮層的結(jié)構、認知功能及心理情感活動產(chǎn)生深遠的負面影響。 研究表明，在母親與嬰幼兒的互動過程中，母嬰雙方體內(nèi)的催產(chǎn)素分泌、腦電活動節(jié)律、心率乃至心理行為均會出現(xiàn)同步化。無論是在系統(tǒng)發(fā)生（進化）上，還是在個體發(fā)育中，催產(chǎn)素和多巴胺這兩個分子驅(qū)動著母嬰依戀關系的建立與維持。在催產(chǎn)素和多巴胺的作用下，母親更愿意付出巨大的努力去養(yǎng)育和照料孩子；而健康成長的孩子以及表現(xiàn)出來的豐富依戀行為，反過來激勵母親更多的養(yǎng)育付出。因此，母嬰親子關系的互動是不可替代的，它是由生命進化和基因所決定的。 母親照料（母愛）對嬰幼兒大腦神經(jīng)元精細結(jié)構、突觸傳遞、認知功能和心理發(fā)育有著巨大的影響。高質(zhì)量的母親照料促進嬰幼兒的腦發(fā)育，而低質(zhì)量的照料或母愛的缺失則顯著延緩或損害嬰幼兒的腦發(fā)育。在動物上的實驗研究表明，母嬰分離導致子代前額葉皮層神經(jīng)元樹突上的成熟型樹突棘減少（樹突棘是神經(jīng)元的信號接收“天線”），神經(jīng)元軸突上的髓鞘化受損或穿孔（軸突是神經(jīng)信號輸出的“電纜”，髓鞘是包在“電纜”外的絕緣層），工作記憶等認知功能變差，并表現(xiàn)出焦慮樣的行為，這種負面影響持續(xù)到成年。流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國留守兒童群體中罹患精神疾病的比例顯著高。 因此，年輕父母不要輕易把自己的幼小孩子托付給他人或機構，要盡可能親自給孩子提供優(yōu)質(zhì)的照料和撫育。  學業(yè)負擔過重會破壞兒童大腦的功能靈活性和可塑性 《教育家》：學習和記憶是腦的基本功能，學習和記憶是大腦神經(jīng)回路對環(huán)境變化的適應，它使我們能對以往經(jīng)歷的事情做出恰當?shù)姆磻Ｖ行W生的首要任務是學習，那么，關于學習記憶，您有什么特別要對家長、學校說的嗎？ 李葆明：學習有不同的方式，包括非聯(lián)合學習（習慣化和敏感化）、聯(lián)合型學習（巴甫洛夫條件反射和操作式條件反射）、認知社會學習（隱性學習、觀察學習、洞察學習）。記憶有不同的類型，包括陳述性記憶（也稱“外顯記憶”，包括情景記憶和語義記憶）和非陳述性記憶（也稱“內(nèi)隱記憶”，包括習慣形成、啟動效應、知覺記憶、分類記憶、運動技巧、認知技巧、情緒記憶），不同類型的記憶依賴于不同的腦系統(tǒng)。 我們通過認知和社會學習來獲得知識。家長一定要多帶孩子走進大自然、走進植物園、動物園、圖書館、博物館，走進社會，讓孩子在不知不覺中學習，在觀察和模仿中學習，而不是無休止地逼著孩子寫作業(yè)，上各種各樣的補習班。 兒童的陳述性記憶能力是超一流的，可以利用這一點讓他們多背誦一些經(jīng)典（例如，單詞、童話、詩詞，等等），但沒有必要刻意去訓練他們的記憶（例如，記憶撲克牌、記憶那些毫無意義的“人造記憶素材”），因為這種訓練極有可能會破壞兒童大腦的思維靈活性。如果一定要訓練孩子的記憶，我建議重點訓練工作記憶能力，因為工作記憶和執(zhí)行功能是認知活動的核心要素。 相對于陳述性記憶，兒童最需要訓練的是非陳述性的記憶，例如習慣形成（生活習慣、學習習慣）、分類記憶（知識分類、思維導圖）、運動技巧（體育運動、樂器演奏）、認知技巧（美術、寫作）。為什么這么說？因為非陳述性記憶非常不容易獲得，需要大量的訓練，一旦獲得就不會遺忘。重要的是，這些記憶和技巧的獲得和養(yǎng)成存在“機會窗口期”或“關鍵期”，錯過了機會窗口期就很難建立。 大腦是由神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞組成的。神經(jīng)元是大腦的基本功能單位。然而，單個的神經(jīng)元是無法實現(xiàn)神經(jīng)功能的，神經(jīng)功能的實施依賴于神經(jīng)元與神經(jīng)元之間形成的神經(jīng)通路或神經(jīng)網(wǎng)絡。神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的通信通過突觸連接來實現(xiàn)。突觸信息傳遞（“突觸傳遞”）的效率并非固定不變，而是有著巨大的可塑性，這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將導致腦功能的異常。神經(jīng)科學研究表明，突觸可塑性是學習、記憶和認知功能的基礎。 學業(yè)負擔過重會導致疲勞，使得應激激素（腎上腺素、皮質(zhì)醇等）及過氧化物大量產(chǎn)生；這些“垃圾”分子嚴重破壞大腦海馬區(qū)、杏仁核、邊緣系統(tǒng)及前額葉皮層的突觸可塑性，從而損害學習、記憶、情感和認知功能，破壞兒童大腦的功能靈活性和可塑性。 極端應激將嚴重損害認知能力，尤其是依賴于前額葉皮層的執(zhí)行功能。研究表明，前額葉皮層體積和工作記憶能力的個體差異與累積的應激總量存在關聯(lián)。具體地說，累積的應激總量越大，前額葉皮層灰質(zhì)和白質(zhì)越小，工作記憶能力和執(zhí)行功能越差。例如，兒童青少年長期處于超負荷的學業(yè)壓力下，前額葉皮層灰質(zhì)和白質(zhì)的體積會變小，作為學習能力重要指標的工作記憶會變差。學習壓力等負面情緒的累積導致前額葉皮層結(jié)構的變化，從而損害兒童青少年的認知功能。 因此，家長、學校要避免給孩子們布置過重的學習任務?！氨Ｗo兒童大腦”應該成為全社會的共同行動，這關系到我們國家的未來。  教育需要遵循神經(jīng)科學揭示的腦認知活動的規(guī)律 《教育家》：腦科學的發(fā)展為教育研究與教育實踐帶來了許多新的思考，由于它注重教與學的腦生理機制，強調(diào)教育的實證研究，明確指向教育決策與實踐的科學化，近年來已成為許多國家教育發(fā)展的戰(zhàn)略基礎。那么，腦科學如何應用到教育中？您有哪些建議？ 李葆明：近20多年來，以闡明腦的工作原理為目標的腦科學（神經(jīng)科學）取得突飛猛進的發(fā)展。在這一過程中，越來越多的腦科學研究者開始對和教育有關的腦科學問題給予特別關注，中國“腦科學計劃”對和教育有關的腦科學問題的研究也給予了特別的重視。同時，教育界與民眾呼吁我們的教育實踐要更多地遵循腦的工作原理，這反映了社會與民眾希望運用科學手段改進我國教育實踐中某些不盡如人意之處的迫切心情與殷切期待。 教育作為“塑造人的心智，開發(fā)腦的認知”的重要途徑，需要遵循腦科學揭示的腦認知活動的規(guī)律。正如楊雄里院士所強調(diào)的那樣，“教育作為一種生產(chǎn)力、生產(chǎn)關系和政治的綜合反映，有它特有的規(guī)律。我們在考慮教育的走向、教育的方式、教育的布局和資源分配的時候，必須把教育所具有的、特有的規(guī)律和遵循腦科學的規(guī)律融合統(tǒng)一起來”。我認為，這應該是“教育腦科學”或“教育神經(jīng)科學”的基本遵循。 教育神經(jīng)科學不是單純的教育學、心理學或神經(jīng)科學，而是一個新型交叉學科。在我國當前形勢下，教育神經(jīng)科學首先應該是面向教育問題的神經(jīng)科學研究。兒童大腦具有巨大的可塑性，但又非常脆弱。我國教育發(fā)展不充分、不平衡的現(xiàn)狀，使得分數(shù)及升學率掛帥以及由此帶來的問題解決起來困難重重，包括家庭教育錯位、學習負擔過重、睡眠嚴重不足、運動鍛煉缺乏，等等。教育神經(jīng)科學首先要對這些問題開展深入研究，用科學告訴全社會，這些問題是如何摧殘兒童的大腦和天性的。 另一方面，基于神經(jīng)科學的教育方式方法創(chuàng)新正在成為教育神經(jīng)科學的發(fā)展方向。人們寄希望通過對教育實踐和兒童青少年成長的各層面、各維度過程中（例如，德智體美勞，家庭教育、學校教育、社會教育，學習、記憶、認知、情感）的腦結(jié)構、腦網(wǎng)絡、腦功能開展研究，以期把實驗室研究成果應用于指導課堂教學實踐。然而，教育是一門系統(tǒng)科學和工程，有著自身特有的規(guī)律，腦科學目前能夠給教育提供的啟示還相當有限。正如楊雄里院士所說，“在正確處理腦科學和教育之間的關系上，還有漫長的路要走。在這一過程中，教育家和腦科學家攜手并進，有希望探索出一條適合國情、適合現(xiàn)狀的道路?！?/p> |
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