训练学习与脑的可塑性
训练(学习)是有效引发脑的可塑性变化的一种重要手段。通过训练(学习)可以让神经元之间形成新的突触连接模式,并通过刻意训练(学习)让已有的连接模式固化稳定。因此,通过研究不同的训练(学习)方式对脑的可塑性影响,可以帮助我们了解大脑各个功能区是如何进行相应的改变来适应训练(学习)任务的需要的,从而理解大脑运作的方式,为大脑的开发和脑损伤的康复提供研究基础。
近年来,随着无创脑成像技术的发展,越来越多的研究者开始利用该类技术来研究脑的可塑性。这相较于以往通过个别病例来研究大脑恢复和重建,能够为研究者提供研究健康群体的可能,进而为理解健康大脑在环境适应中的应对模式和改变方式提供了可能性。Maguire等人最早对伦敦地区的出租车司机进行脑结构的可塑性研究(Maguire et al.,2006)。他们对出租车司机脑结构图谱与普通被试进行比较,研究发现,出租车司机的海马后部的体积出现了显著增大,而海马前部则显著缩小。此结果反映了长期的空间学习与记忆训练,可影响脑内相关结构(海马)的形态。这些神经基础的改变将进一步表现为外显功能的提高。Draganski等人发现,大脑灰质结构在训练的影响下也会出现连续的结构可塑性改变。他们对正常被试进行三个月的杂耍训练,分别在训练前、训练结束时以及训练结束三个月后进行磁共振扫描。结果发现,通过三个月的训练,被试大脑的视觉与运动皮层的灰质体积增大,而停止训练三个月后该区域的灰质体积出现减小(Draganski et al.,2004)。此外,大量的相关研究也表明,进行特殊训练并具备相当技能水平的个体,也会发生显著的脑内结构的可塑性变化。如,长期接受专业音乐训练的音乐家,表现为感觉运动皮层、听觉皮层及小脑的功能增强,说明音乐训练可能提升了大脑对“听—动”信息的处理与整合。灰质体积与音乐专业性呈显著正相关(Bermudez et al.,2009),且分布在与音乐技能训练高度相关的脑区,如颞横回、左侧颞平面、颞上回、中央沟内手指感觉区域、小脑等。其他训练包括体操、有氧运动、壁球、单词记忆等均会引起脑内可塑性改变。因此,密集而高强度的学习与训练是导致脑可塑性改变的有效途径。
以上研究说明,大脑在成年以后也具有较高的灵活性,能够根据外界变化不断进行自身功能与结构的调整,以有效适应环境。