全新正版激活你的学习脑9787521192中国财政经济出版社

前 言 高效学习，从认识“大脑”开始
引 言 大脑的可塑是如何改变学习的
神经元是如何被激活的
为什么要学习就必须改变大脑的神经连接
我们真的可以改变神经连接章 激活与学习目标相关的神经元
正确的学习，需要激活正确的神经元
为什么需要激活与学习目标相关的神经元
如何运用神经元激活原则
第2章 反复激活神经元
大脑为什么越用越聪明
为什么我们要反复地激活神经元
如何运用反复激活神经元原则
第3章 提取练习
回忆与忘记，让你的知识大厦更稳固
为什么需要进行提取练习
如何运用记忆提取原则
第4章 解释说明
理解一件事的方式，就是去给别人讲一讲
为什么需要解释说明
如何运用解释说明原则
第5章 间隔神经元激活时间
间隔，让“不学习”帮你更好地学习
为什么我们需要间隔神经元激活时间
如何运用间隔原则
第6章 化反馈
用好大脑的纠错和奖励机制
为什们需要化反馈
如何运用反馈原则
第7章 培养成长型思维
拥有正确的思维方式，才能真正升级你的学习力
为什们要培养成长型思维
如何运用成长型思维原则
结 论 充分激活你的大脑潜能
致谢
参考文献
参考书目

 世界知名神经教育学家，加拿大学习科学研究的领军者，魁北克大学教授、神经教育研究实验室主任，《神经教育学》杂志 (Neuroeducation)主编。
 全球为数不多的、拥有多年中小学一线教学经验的神经科学家。已出版神经教育学专著3部，其作品以说理透彻、实操强著称。
 加拿大教育协会为表彰马森在神经科学与教育结合领域的开创贡献，授予其特•克利福德奖(Pat Clifford Award)。

引言 大脑的可塑是如何改变学习的我们的大脑具有改变其神经连接的非凡能力。这种神经可塑是所有学习的基础，为了更好地理解大脑的这种能力，我们要了解神经元是如何被激活的，为什么要学习就必须改变神经连接，以及有哪些科学依据表明神经连接可以被改变并明我们的大脑确实具有可塑。 神经元是如何被激活的大脑的结构是复杂的。它由多种细胞组成，其中就包括神经元1。如图0-1所示，每个神经元由一个轴突 2和多个树突 3组成。人脑中大约有850亿个神经元相互连接。树突对应大脑的灰质，轴突对应白质。通常，一个神经元的轴突与另一个神经元的树突相连，轴突与树突的接触部位有个很小的空隙，这个空隙被称为突触4。为了交流，即传递电信号，神经元会在其轴突末端释放一种被叫作神经递质5的分子。然后这些神经递质进入突触并黏附在相邻神经元的树突表面。神经递质可以是兴奋的或抑制的。
与相邻神经元的树突末端接触时，兴奋神经递质会产生正电流，该电流通过树突到达轴突的起点。相反，抑制神经递质则产生负电流，抵消兴奋神经递质的影响。要激活一个神经元，即让神经元的轴突产生神经冲动，必须让神经元具有足够的或正或负的电位差。换句话说，如果电位差足够大并超过一定的阈值，则会在轴突中产生动作电位，也称为神经冲动6。 此时，神经元被激活，电流从轴突的始端传递到末端，继而释放神经递质，刺激或抑制另一个神经元的激活（见图0-1）。 必须强调的是，在细胞层面上，一个神经元通常与大约10000个神经元相连。因此，一个神经元的激活通常不依赖于单个神经元的作用，而是依赖于大量神经元的协同作用。此外，需要注意的是，神经元通常同时受到兴奋和抑制两种刺激，只有当兴奋明显多于抑制时，神经元才会被激活。 我们可以将神经元的激活机制作一个类比。大脑就像一个汽车司机，一只脚一直放在刹车上（抑制），而另一只脚负责踩油门（兴奋）。如果他用力踩刹车板，也就是当树突中的抑制神经递质产生一个较大的负电流时，即便他同时也用力踩下油门，也很难让汽车前行，即激活神经元。相反，如果踩刹车板用力很小，也就是当抑制神经递质很少，负电流较小时，只要稍微踩一下油门就足以让汽车前行了。在神经元层面，也是如此。所以，神经元被激活是兴奋和抑制两种刺激不断较量的结果。 为什么要学习就必须改变大脑的神经连接神经元相互连接的方式在信息的处理和编码中起着关键作用。图0-2展示了神经连接是如何处理和编码信息的。以大脑识别单词“FACILE”（简单）的过程为例，其中a图展示了识别音节“FA”的过程，b图则展示了解码单词“FACILE”的完整过程。 图0-2a以高度简化的方式展示了神经元之间的相互连接，因为实际上每个神经元平均与10000个神经元相连，且单词的识别通常要经过一个将字母转换为该语言的读音的过程。在这个简化的神经网络中，位于我们大脑半球后部枕叶皮层的某些神经元会在我们的眼睛看到不同类型的线条时被激活（见图0-2a的步骤1）。也就是说，一些神经元会被竖线激活，而另一些神经元则被横线或曲线激活。对横线作出反应的这类神经元中，子组会根据线条处于顶、中、底部的不同位置而被进一步地激活。 要识别音节“FA”，需要激活与该音节相关的特定的神经元。研究表明大脑处理信息的方式是分级的7，要识别音节“FA”，大脑必须先识别字母F和A，而要识别这两个字母，它必须先识别组成这些字母的线条类型。字母F由左侧的一条竖线加上位于顶部和中间的两条横线组成。因此，与此类线条相关的神经元在图0-2a的步骤1中被激活，继而引发步骤2中编码字母F的神经元被激活。字母A的识别机制也是如此。，在步骤3中，分别与字母F和A相关的神经元的激活引发了与音节“FA”相关神经元被激活。
识别单词“FACILE”也是同样的机制，只是多了一个额外的步骤（见图0-2b步骤4）。事实上，要激活与单词“FACILE”相关的特定神经元，必须同时激活与音节“FA”“CI”“LE”相关的神经元，从而充分激活与单词“FACILE”相关的神经元。这些与“FACILE”相关的神经元同编码“AGILE”或“BANANE”的神经元没有本质上的区别，但由于它们与神经元之间的特殊连接，导致它们以不同的方式被激活。因此，神经连接对于我们处理信息的能力至关重要。学习“FACILE”这个单词，需要形成独特的神经连接，让大脑以独特的方式激活这个单词。 需要强调的是，这里以简化的方式介绍了这种信息处理机制，因为一个神经元或一组神经元被激活并不仅仅取决于神经连接的存在与否，神经元之间的连接强度也有影响。神经元之间的连接越强，一个神经元就越能促进另一个神经元的激活，比如促进神经递质的释放和捕捉。此外，当我们学习时，神经连接可能发生变化，但在通常情况下，特别是过了童年期以后，变化主表为神经连接的强度或减弱。
我们真的可以改变神经连接吗大脑的神经连接对我们获取知识和技能起着决定的作。学习就是改变神经元相互连接的方式。有什么据表明神经连接确实可以发生改变呢？ 由于神经连接是发生在细胞和分子层面上的现象，我们很难通过非侵入的方式直接观察到神经连接的变化。因此，对人类神经可塑兴趣的研究人员经常使用磁共振成像技术来获取大脑结构的图像。通过这些图像可以确定大脑中每个区域的灰质数量。正如此前讲到的，灰质与神经元的树突相对应。通常，一个区域的神经连接越多，树突就越多、越长，灰质数量也越多。因此，灰质数量的增加可以表明大脑中某个区域的神经连接的增多。 一项针对伦敦市出租车司机大脑的研究8是早使用该指标的研究之一。为了能以效的方式把乘客载往目的地，出租车司机必须在大脑中形成一份详细的城市街道地图。该研究表明，这些司机的大脑中被称为后海马的部分具有较高的灰质数量，而该区域主要与空间成像和导航有关。更有意思的是，结果表明出租车司机经验越丰富，他们大脑中后海马的灰质就越多。这说明，出租车司机大脑中的海马之所以有更多的灰质，是因为他们详尽地掌握了街道的名称、街道间的相对位置以及单行道的位置等。 前述研究设置了参照组与伦敦出租车司机的灰质数量进行比较，而另一项研究则更直接地比较了被试学习前后的灰质数量9。研究人员要求不会玩杂耍的被试学习杂耍，并获取了被试训练前后以及完全停止训练3个月后的大脑结构图像。所得结果如图0-3所示。
在训练之前，大脑中与运动感知相关的区域具有一定数量的灰质（见图0-3中的灰色部分）。经过3个月的训练后，在学会杂耍的被试的大脑中，该区域的灰质数量显著增加了。学习杂耍可能需要提高对物体运动的分析能力，因此需要调整与此能力相关的区域的大脑连接。 这项研究趣的一点是，研究人员还在被试停止杂耍训练3个月后收集了被试的大脑图像。他们观察到，停止训练后被试大脑中的灰质数量减少了，但仍高于训练前。而且，大多数被试者在停止训练的3个月后都不再能很好地表演杂耍。这些发现与学习会改变大脑的观点是一致的，当你停止使用所学的东西时，大脑会逐渐恢复到原来的水平，你就会忘记所学的东西。 正如著名的谚语所说：“用进废退”（Useitorloseit），也就是说，当你不再使用一个东西时，你就会失去它。 神经可塑显然并不仅仅表现在学习导航和杂耍游戏的过程中。另一项研究表明，当我们在学习颜色名称时，大脑中的灰质数量会增加，尤其是在与颜色识别相关的区域 11。特别值得指出的是，仅在被试学习2个小时后，研究人员就检测到了灰质数量的显著变化。也就是说，我们用不了3个月就能改变大脑的神经连接。所有据都表明，大脑中的神经元每时每刻都在调整它们之间的连接，使学习成为可能。 当然，要通过非侵入的方式，将人类大脑中神经连接的变化进行直观的可视化呈现是很难的。因此，研究人员有时会通过动物来进行相关研究。一些人就选择了一种患有白化病的蝌蚪，通过精密的双光子成像技术来观察它们神经连接的变化12。 图0-4a展示了该研究在进行视觉刺激后获得的结果。我们可以看到，神经树在5天后已经有了明显的生长。神经树的结构因实验中使用的具体刺激类型而异。这一过程涉及一系列复杂的蛋白质运输和使用机制13，神经元因此得以延伸、发展并建立新的连接。图0-4b展示了通过树突延伸建立新的神经连接（见灰色圆圈）。左边的图显示了刺激开始10分钟后的神经元结构。从中间的图中可以看出，经过2个小时的刺激，右侧神经元的树突延长并向中间的神经元靠近。右边的图中显示，刺激开始4个小时后，新的神经连接已经建立。这些动态展示神经可塑的图像令人着迷。魁北克电视台在节目《沙特奈的密（LecodeChastenay）中还曾就此做过专门报道。
需要说明的是，改变神经连接并不是对学习起关键作用的大脑运行机制。研究表明，星形胶质细胞（一种主要负责为神经元提供营养的细胞）也会影响神经连接，而神经元之间的连接方式本身又会反过来对星形胶质细胞产生影响15。此外，还有研究表明，神经元的变化可能影响某些基因的表达16。尽管我们有充分的理由相信神经可塑主要与神经连接的改变有关，但在这里仍然要以简化的方式来介绍大脑的学习机制。 学习不仅是一种心理现象，也是一种生物学现象。就如字面意思一样，当我们在动脑时，神经元在生长并彼此连接。因此，为了学习和促进学习，我们必须改变大脑及其神经连接。在接下来的章节中，我们将探讨具体哪些因素会对学习所需的神经连接的改变造成影响。