你不知道的大脑的那些事（上）

作者：葛盛　儿童发展与学习科学教育部重点实验室，东南大学儿童发展与教育研究所；

脑，是人体最复杂、最核心的器官。因为它，人类进化成了地球上唯一拥有高等智慧的生物，所以，大脑对人类来说，至关重要。大脑极聪慧，它总是高效地指导人完成思考和某些特定动作。科学家一直希望能弄清楚大脑的工作方式，但目前，我们对大脑仍知之甚少。下面，我们先来聊聊你可能还不知道的大脑的那些事。

大脑在你两岁时最复杂？

你知道吗？在你的大脑里分布着约140亿个神经元细胞，这些细胞通过突触彼此连接，形成密密麻麻、四通八达的神经网络。神经网络看似杂乱无章，实则井然有序，各司其职。你学习新本领的过程，比如骑自行车，就是大脑努力构建与骑自行车有关的神经网络的过程，这个网络形成之时，便是你学会这项技能的时刻。当你下次再骑自行车时，大脑就会自动调用这个神经网络，助你骑车驰骋。

再来看看神经元细胞，它们的多少可不会随着时间的流逝发生大的变化，毕竟你一出生就拥有了所有的神经元细胞。但随着年龄的增长，神经元细胞的大小会发生惊人的改变。在你3岁时，它的大小就达到了你成年时的80%，这主要是因为它上面的突触数量增长太快。要知道，你刚出生时，大脑里只有约50万亿个突触连接，而在你2-3岁时，突触数量竟达到你人生中的峰值约1000万亿个（约成年时的２倍）。如此多的数量，我们不禁为大脑捏把汗，它能管得过来吗？不过，也不用太担心，因为突触数在达到峰值后，会逐渐减少，这个过程被科学家称为“突触修剪”。科学家推测，这个过程就像对植物刚出生的枝叶进行必要的修剪，减少不必要的养分浪费一样，对突触的“修剪”可以减少无用的神经连接，从而帮助大脑构建更加节能、高效的神经网络。

可是，另一方面，突触作为神经元细胞之间相互接触、传递信息的部位，在大脑中占据着举足轻重的地位。突触数量越多意味着神经元细胞之间的连接越多，这为构建数量巨大、结构复杂的神经网络提供了可能。

对此，科学家认为，2、3岁的幼儿拥有强大的学习潜能，如果在这一时期，幼儿能够尽可能多地接受新鲜事物的刺激，从而建立更多的神经网络，一些突触就有可能免于被“修剪”。看来，要想不被淘汰，突触只能通过努力工作来刷“存在感”。

大量的神经元细胞通过树突和轴突相互连接，形成复杂的神经网络。

两个脑半球不对称

你或许已经知道，大脑分为两个左右对称、形态相似的半球，两个脑半球相互合作，共同管理着人体大大小小的所有事务。但你知道吗?两个脑半球负责的功能不仅差异显著，而且许多功能是采用“对侧控制”的方式，也就是说，你左侧身体的运动控制和感觉是由右侧脑半球控制的，左侧视野的信息是通过右侧脑半球来感知的。

你是右撇子还是左撇子?事实上，利手(常用的那只手)就是大脑两个半球功能差异的一种表现。

有关利手成因的假说有很多，其中一个有趣的假说来自美国科学家Fred H. Previc 。他提出利手的形成是由你在妈妈肚子里时的体位决定的。

Previc认为，大多数胎儿在妈妈肚子中时，都是头朝下且右耳朝向外侧的，这种体位使得胎儿右侧的内耳前庭受到的刺激更多，从而发育得更加成熟。而右侧的内耳前庭控制的是身体左侧的平衡，因此，刚出生的婴儿会更多地用身体左胎儿在母亲体内的位置侧保持平衡，自然地，右侧身体就会更多地做一些探索性的动作，慢慢地，控制右手运动的脑区发育得更加精细，久而久之，右手便成为你的惯用手。这可能就是右利手的一种成因吧。除了利手方面，大脑半球的功能差异还有很多表现，比如，绝大多数人的左侧脑半球对语言能力至关重要，研究表明倾听歌曲时，左侧脑半球对歌词的认知存在优势，而右侧脑半球对旋律更加敏感。

大脑左右半球功能差异的现象被称为“大脑偏侧化”。那么，为什么大脑会发生偏侧化呢？一种被大多数人接受的解释是：大脑在进化过程中，基因突变一般只发生在一侧，另一侧的功能则保持不变，这是一种兼顾效率和稳妥的选择。另外，一些功能的偏侧化可能是大脑避免浪费做出的选择，比如语言，由一个脑半球控制就足够了……

其实，大脑两个脑半球功能的偏侧化只是相对的，生活中，你的大部分任务都是由两个脑半球分工协作完成的。一项任务由功能差异的两个脑半球分别处理时，相当于用了两套不同的系统进行并行处理，其效果往往比单独的系统更好。正是左右两个脑半球分工既相对独立，又密切合作，才保证了大脑能够高效地工作。

东南大学百研工坊：21世纪是我国创新型人才培养的关键期。东南大学百研工坊（儿童发展与教育研究所）是国内从事科学教育研究的专业团队，结合教育学、心理学、认知科学和现代信息技术，开展面向基础教育阶段的科学教育研究，包括：青少年科学教育、STEM教育、人工智能教育和科学素养评价研究，希望与广大科学教育工作者一起努力，为我国科学教育事业的发展做出贡献！