学习:大脑扩展与精化的动态过程
大脑可塑性:大脑改变自身的能力
人脑是一个极其复杂且不断变化的器官,它会根据我们的经历不断调整适应。这种能力被称为神经可塑性,它使大脑能够学习新技能、从损伤中恢复并在大脑发育过程中进行自我重组。
学习与脑容量
神经可塑性一个最令人着迷的方面莫过于它对脑容量的影响。研究人员早已知道,学习会导致大脑膨胀,即体积增大。但他们也观察到,这种膨胀往往会经历一段时间的收缩,即体积减小。
“试镜”过程
为了理解大脑为什么会出现这些体积变化,科学家提出了神经元剪除的理论。该理论认为,当我们学习新事物时,大脑会产生过量的新神经元或脑细胞。这些新神经元随后会经历一个“试镜”的过程,大脑会评估它们的效率和功能。
高效细胞与冗余细胞
在试镜过程中,大脑会找出最有效率的神经元并保留它们,同时剔除效率较低的神经元。这种剪除过程有助于优化大脑的结构和功能,以确保只留下最必要的神经元。
大脑的膨胀和收缩
学习过程中大脑最初的膨胀代表着多余神经元的产生。随着剪除过程的进行,大脑收缩回到正常大小或接近正常大小。这种收缩反映了冗余神经元的清除。
左手写字的证据
研究人员开展了研究,调查脑膨胀与学习之间的关系。在一项研究中,参与者被教授用左手(非优势手)书写。核磁共振扫描结果显示,负责肌肉控制的大脑区域在学习过程中增长了 2% 至 3%。然而,在学习期结束后,该区域的脑容量缩小回正常或接近正常的大小。
对神经可塑性研究的启示
关于脑膨胀和收缩的研究,对我们理解神经可塑性具有重要意义。它表明,大脑适应和重组自身的能力涉及一个动态的扩展和精化过程。
潜在应用
了解神经可塑性的机制可能为影响大脑的疾病(例如中风、阿尔茨海默病和创伤性脑损伤)带来新的治疗方法。通过利用大脑改变自身的能力,我们或许能够帮助人们从脑损伤中恢复,并改善其认知功能。
主要要点
- 学习会导致大脑最初因新神经元产生而膨胀。
- 接着,大脑会经历神经元剪除过程,其中效率较低的神经元会被清除。
- 神经元剪除过程会导致大脑体积收缩回到正常或接近正常的大小。
- 对脑膨胀和收缩的研究为神经可塑性的动态性质提供了见解。
- 了解神经可塑性可能为影响大脑的疾病带来新的治疗方法。