脑科学与教育入门

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小泉英明
高等教育出版社2009-11

看不见横线的猫

  下面谈一谈哺乳类动物的话题。“前言”中说过,生活在只有纵线的环境下的小猫,一生便只能看得见纵线了。这是因为在只有纵线的环境中,小猫的大脑视觉中枢得不到很好的成长,只形成了有限的一部分,脑神经形成了最适合纵线环境的结构。也可以说,大脑不形成那些对适应环境来说不必要的神经回路。

  各种神经突触的形成都是由遗传基因决定的,但是遗传基因作用下要形成的神经联结的形成与否却取决于是否有相应的外界环境刺激,尤其是幼年时期受外界环境刺激形成的神经细胞网络会完好地保持下来。在相应的外界环境刺激下就会形成处理这个刺激的神经回路,没有外界环境刺激就无法形成,或者偶尔形成的相近的神经回路如果没有足够的外界环境刺激也会慢慢消融。这是神经回路形成的原理。

  再进一步详细说明的话,就是一旦接受刺激,就会有电流在神经中通过,就会释放出神经成长因子的促进物质,就能给神经联结部位补充相应的营养物质,不断地刺激就能够保持营养物质的不断补充,从而形成牢固的神经联结。但是神经细胞如果得不到外界环境刺激,营养补给就会断绝,就会“自然死亡”,就会慢慢消融,然后被身体吸收。

  小猫实验是让刚出生的小猫在只有纵线的环境中生活大约两周的时间(相当于人类婴儿出生后1~3个月),并且用竖立的铅笔逗它玩耍。其结果是再用横着的铅笔逗它时,它会毫无反应,完全没有兴趣。在这个实验之上,还有从各个角度进行的追加实验,比如在屋子里拉上许多横横竖竖的线,让小猫刚刚能够钻过去的距离,把猫食放在房间的各个角落。结果小猫能够轻松地通过纵线,却总是撞上横线无法通过。

  再来重复说明一下:脑神经回路的形成最重要的是依靠环境刺激,遗传基因并不能决定所有的脑神经回路的形成。而且研究还证明,位于大脑枕叶的视觉中枢在外界环境刺激下形成神经回路的时间是有一个期限的,只在幼年的一定阶段形成,过了这个期限就会封闭,这是由遗传基因决定的,这与前面所说的鸟类的“烙印”行为有基本相同的原理。