小孩和成人学习的差异

神经系统的不可思议性在于,它能根据经验发生改变。神经的可塑性允许我们每个人能有不同的想法、学习不同的事物、忘记不快的经历,适应生活带来的一切。

神经系统的可塑性可由许多因素引发,比如对于创伤引起的反应,对于特定场所事物的恐惧感,如对汽车、飞机的恐惧。

我们的神经系统,生来就是为了“改变”而进行设计的。刚出生开始,我们就为学习作好了准备。这个时候我们还没有精确的概念,大脑中的各种回路和连接也是乱糟糟的一团。从出生开始到25岁左右,是我们大脑发育的第一个阶段。

这个阶段主要是去除对于我们的目标没有好处的“联系”的过程,也就是所谓“去芜存菁”。在这个阶段发生的一些事情会以非常戏剧化的方式,深深地烙印在我们的脑海中。

One trial learning,指是的一次性学习,指的是经历过一次之后,我们的神经系统就永久地改变了。刚出生之时,所有人都是一张广泛连接的网络,但不擅长于做任何一件事情。随后根据周围的环境影响、个人经历的影响,神经系统开始针对于个体的独特经历进行调整和改变。

尽管如此,神经系统中的一部分连接的设定是固定的,不太可能会因为环境或者后天因素而改变,比如:控制心路的回路,控制呼吸和消化器官的回路,它们在你出生之时,就已经构建完成。

它们设计的初衷就是需要高度可靠,不需要额外的意念去控制何时心跳和呼吸。所以许多神经系统的特征,比如消化、呼吸和心率是很难改变的。这可能也是象跑步这些运动,要达到象专业运动员一样的心率,需要付出很长时间的训练的原因吧。

幼年时期表现出来的学习能力可谓是惊人,小孩子从咿呀学语到能够流利地表达,进步飞快。然后到过了25岁左右,要让神经系统继续学习,则需要另一套完全不同的过程和练习,才能让改变发生。

到了青春期14,15岁之后,人类的大脑与神经系统之间的神经元的连接,增加地很少。 对于人类来说,大脑中“嗅球”的部分神经元的增加是有可能发生的,但是“海马体”-负责记忆的部分的神经元是否会有新增,则是不确定的。虽然上述两个部位的神经元的增加在另一些哺乳动物当中被观测到过。

也就是说,从出生的时候起,我们这一生当中赖以运用的神经元的数量,就基本上已经被注定了。并且随着年龄的增加,大脑会渐渐地失去部分功能,也即失去部分神经元。

数量虽然不会再增加,但是现有的神经元系统在辅以合适的内部和外部环境的影响之下,则是有高度的可以被塑造的可能性的,即加强或者削弱特定神经元之间的连接。

在幼年的时候,神经元之间存有很大的空间和空隙,使得神经元之间可以广泛和相对自由地建立起联接,就象是调皮的小孩子到处到邻居家串门一样。等到成年之后,神经元之间的空间则被细胞外基质和神经胶质细胞填满了。这些物质就象是混凝土一样浇筑在大脑的空间里面,使得改变现有的联系变得困难了。

有一类特殊的情况是,由于先天或者后天的感官或者脑损伤,使得神经元系统被动重建了,比如对于先天失明者,大脑后部区域负责视觉的部分-“枕叶”的视觉皮层就会被听觉所控制,也即在视觉功能受损的情况下,听觉功能增强了。原来负责视觉的部分的神经元开始对盲文和声音做出反应了。另外,也发现失明的人,更容易获得绝对音感。

所以神经系统即是个人的人生经历地图。大脑会自动地生成符合每个人个体身体情况的神经元地图。

生物学中的肯纳德原理,指的是,大脑在早期或者幼年阶段受伤,发生自我调整或者修复的可能性更大,而到了成年以后,就非常困难。

除了世界的可视化地图,我们还随着携带着一张情感地图,包含着我们对这个世界的价值判断,包括什么人是可信的,什么样的人不是。

学习的物质条件

要对神经系统进行重塑,首先需要弄清楚的第一个问题是,对什么具体的对象进行重塑。这个过程本身并不神秘或者不可理解,它的本质是,大脑中的化学物质,在当我们有意识地想要做出改变的时候,被释放出来,对于特定的联接进行加强或者压制的过程。

自我认知是我们的前脑,前额皮质部分,向我们的神经系统发出信号,告诉我们即将感受到或者经历到的事情,需要加以关注。

除非是一个非常小的小孩子,我们的神经系统不会仅仅因为经历了某事而发生改变。只有当某些神经化学物质被释放的时候,改变才有可能慢慢发生。

大脑实际上是一幅外部世界的定制地图,关于这一理论的实验有,在小的时候如果把手上的两个指头粘绑在一起,比如食指和中指,那么过一段时间以后,这两个手指头就无法各自单独行动了。因为它们在大脑中的连接被混乱了。

我们的所有的感官,手指、皮肤、嗅觉、听觉都在向大脑争取关注和空间,这个场景就好像是去一个人山人海的餐厅里面吃饭。这一事实使得,当我们想要建立某一部分连接的时候,就需要放弃一部分连接。欲有所取,必先有弃。

我们每一个人在一生中的任何时刻都有改变大脑的机会,不论这一改变是学习新的语言、知识、技能或者运动项目,或者是增强或者减轻某些情感方面的体验。这些改变是在某些特定的物质的帮忙下实现的,这个特定的物质就是产生压力的物质。

想要改变,就需要改变大脑,使其进入“专注”的模式。进入这一模式之后,有两种神经化学物质,从大脑的多个部位被释放出来。第一个部分就是肾上腺素,它从大脑的脑干的部位释放出来,进而控制大脑。它只有在大脑处于高度警觉的模式时,才会被释放。它增强了大脑神经元的活性,为接下来的改变,打开了第一道大门。

没有警觉性,就没有学习。它也解释了为何我们不能通过在睡觉时播放某一门课程的新知识,来自动完成对于课程的学习。

接下来涉及到的神经调节物质是乙酰胆碱。它在大脑的副交感神经区域。我们的大脑有一个叫作丘脑的区域,它一直受到来自各个感觉器官的信息的轰炸。比如当我们在学习的时候,不论我们身处何处,周围环境充斥着各种刺激信息:灯光、空气、气味、噪声。而乙酰胆碱能够做的就是,把某一个信号突出并且放大。比如,我们想特别关注空气里的味道的时候,就会暂时先忽略环境噪音等因素。

第三种物质同样是乙酰胆碱,它是从基底核释放出来的。这两种来自于不同位置的乙酰胆碱和肾上腺素结合起来,就具备了改变大脑的物质基础。有实验表明,如果同时对于这三个部位给予相应的刺激,人脑就会立刻进入专门的学习模式,不论当时正在做什么。

另一个有意思的关联是,你进入专注的学习模式的能力、注意力的警觉性与你平时的睡眠质量成正比。

在生活中,我们经常为自己立flag,比如要减肥、要跑马拉松、考试要过、要写博客,并且在朋友圈或者身边人当中宣传出来。这种方式并没有任何问题,设立清晰的目标是第一步。

在这里,有另一个可能的情形是,我立了一个flag,要跑完一个马拉松,结果朋友圈里大批的人点赞。在这种情况下,人体的多巴胺奖励系统开始起作用,好像你还没有跑,但是跑完以后的奖励效果已经收到了。结果呢,结果是你果然没有如预期的立flag时候去跑马训练。

所以,除了目标清晰有效外,动机是个棘手的问题。是什么驱使我去实现目标,不论是由于挂科的恐惧还是对家人和自己的爱。

对于实现目标,还有极其重要的是,提升学习时候的专注力。在现代社会中,这一点似乎要做到也特别难。在手机等电子产品的轰炸之下,现代人注意水平的缺失,几乎已经到了临界水平。

那么该如何促进乙酰胆碱的分泌呢?尼古丁,尼古丁里面的含量可以促进乙酰胆碱的分泌,同时还有一种说法是能够预防痴呆和帕金森。这种说法是未经证明的,但是吸烟会危险健康是得到证明的。

基底核是大脑注意力的集中区域,这个区域的退化,会使得人们无法集中注意力。

有些运动员非常执着于能引起乙酰胆碱分泌的补充剂的使用,比如短跑运动员,乙酰胆碱水平的提高能够让他们的听觉更敏锐,更早听到枪声从而占得起跑的先机,以及控制肌肉收缩的效应。

提升专注力训练

如果你不想使用上述的补充剂,那么应该怎么来提升自己的专注力呢?在日常生活中,在课堂上、在社交场合,我们都有可能出现似乎是在听对方说话,但其实是在分神的情况。

有人提到咖啡因。咖啡因是一种可以增加肾上腺素的方式,只要它不影响到晚上的睡眠,就可以放心地使用它。安德拉,安非他命的一种,会增加从蓝斑(大脑的区域)释放的肾上腺素,然后唤醒大脑。咖啡因和安德拉,都不会提升注意力,它们增加的是警觉性。

我们可以使用身体里与生俱来的一种提升注意力的机制,就是视觉伴随机制。注意力和视觉往往是关联的,我们可以通过创造一块视觉焦点,来提升注意力。

通过视觉焦点的方式,可以提高注意力的深度和持续时间。

应该如何创造视觉焦点呢?很简单,把视觉的中心集中于眼睛的正前方,它使得我们两眼球之间的间距缩小,通过这种方式使得视觉中心区域的物体的分辨率更高。举例来说,把右手移到最右侧,同时眼睛保持专注前方,我们便无法看清自己的手。但是把手移到眼睛正前方,我们就可以有清晰的视觉了。

有一些动物,生来和我们人类不一样,它们的双眼是长在头部两侧的,如牛、羊等,它们的双眼总是在时刻不停地巡视,这一生理构造上的机制使得它们要集中视觉焦点比较困难。

观察在地上啄食的鸟儿,它们的眼睛也是长在头部两侧的,那它们是如何在用小小的喙在啄地上的食物的时候非常准确而且又敏捷地做到的呢?如果我们把两只眼睛的注意力分别看向两边,我们会发现自己要操作面前的物体会变得非常困难。 事实是,鸟儿在低头啄食的瞬间,眼球也会向头部前方运动。

当我们明确视觉焦点中心以后,我们的视觉世界在缩小,视觉聚焦水平提高,会刺激大脑中的相应区域,触发去甲肾上腺素、肾上腺素和乙酰胆碱的分泌。

所以,其实我们也有不使用药物之外的非常简单的提升注意力的方式,就是提升视觉焦点。我们可以通过60秒到120秒时间的把视觉焦点放在某个区域上,来进行练习。

专注力是毫无疑问可以训练的。我们发现专注力高的人,通常也更少地眨眼。这也是说得通的,因为专注的时候,我们会保持警觉并尽可能地睁大眼睛。而当我们困乏的时候,脑干中负责保持警觉、眼睑张开的神经元开始颤抖,我们的眼皮也开始合上。眨眼,实际上是在重新设置我们对于时间和空间的感知。

有的时候眨眼是因为眼睛干涩等原因,但正常情况下,如果你越少眨眼,就越能保持精神集中和聚焦。

有的时候我们需要非常专心地听某个声音的时候,往往会闭上眼睛。特别是对于视觉有障碍的人士,闭上眼睛以后,他们有巨大的能力,可以将注意力保持在特定的位置。

因此在生活中的有意思的事情是,当你希望某人或者对方真正地集中注意力听你说的东西的时候,你不能要求他们的眼睛紧紧地盯着你看,因为这反而会限制他们集中听力注意力的能力。所以生活中有的时候会发生,看上去他在看着你听你讲,实际上没有听进去。而有时他看似漫不经心,实际听清楚了你的说的每个字。

世界上听力最好的两种动物:大象和蛾子。 有的时候我们欣赏一些知名的钢琴家演出,他们会把头偏向一边,把目光移开而不看琴键,而代之以用一侧的耳朵或者头靠近琴键。

对于大多数人来说,视觉是培养注意力的主要方式。当在这么做的时候,可能会感到不安,并且甚至可能自我怀疑,自己是不是在正确的道路上。当你这么怀疑的时候,往往你就是对的。你的压力感觉主要来源于体内肾上腺素的影响。方式之一就是长时间地盯着某一个区域观察,而保持不要眨眼。

比较讽刺的是,有许多人感觉自己有注意力缺失相关的症状,但是却很容易在手机上一刷就是几个小时。手机之所以会让人沉迷是有原因的,首先就是视觉区域,手机的尺寸被设计成适合人眼聚焦的大小。第2个原因是,一图胜千言,动图就更胜千静图了。我们在手机上刷的视频,会自然而然地吸引我们的注意力系统。

即使是大海的水,也是有限的。作为个体而言,我们也要特别地注意,需要很小心,因为我们的乙酰胆碱和肾上腺素的总的分泌容量也有限,分配在手机视频等流量的配额增加了,可用于希望刻意学习的领域的配额空间就会被严重挤压。而刷手机这些被动的经历,其实并不会让我们的人生更丰富,或者更强大有力。

学习周期

之前有提到昼夜更替人的睡眠小周期的频率是90分钟,典型的人的学习阶段也可以按照90分钟来划分。首先是启动阶段,包括5-10分钟的热身时间,准备好相应的学习工具和环境。然后接下来开始保持大约一个小时的专注投入的时间。如果这中间会想要起来刷一眼手机的话,尽可能克制住自己的欲望或者干脆把手机放在一个不容易接触到的地方。

在这90分钟里面,包括开头的热身以及慢慢进入状态阶段,以及到后面的注意力慢慢地减弱的阶段。这是一个完整的周期的含义。而这个90分钟周期,通常是在早晨睁开眼睛的那一刻开始并循环的。

鼓励自己多沉浸在投入的学习环境中,你的注意力可能会时不时地漂移,但你还有能力把它拉回来。发现自己的走神的时候,就重新校准一次,把视觉区域调整到当前的学习对象上。这个过程就是神经可塑性的触发器。

这其中还有一个秘密,虽然触发的过程是你正在清醒地学习的阶段,真正的神经连接的改变,却是发生在睡眠当中。研究发现,当聚精会神地专注于学习中至少一个周期~90分钟以后,在当晚和接下来的几个晚上,学习所对应的大脑的相关区域就会被反复地被唤醒以及对应的乙酰胆碱的增加。也就是说,大脑增强了对于该区域的刻画,你永远获得了相应的知识或者技能。

在学习以后,相应的区域大脑会有一个标记,就是标记了乙酰胆碱释放的位置。通过神经和化学改变,这些位置的突触更容易被触发。

睡眠对于学习的影响是显而易见的,更深的睡眠有助于上述变化的发生。而如果没有办法做到深度睡眠,那么补充性的小睡尤其是学习之后的小睡也是有帮助的。而另一些人发现自己在学习以后,进行适当的锻炼和运动,比如:跑步、散步、骑自行车,这些运动实际上是视觉焦点的反面,当我们的双眼不再聚焦于某个学习的对象上面,而是不自觉地接受周边的景物经过我们的眼帘时,大脑的杏仁核等区域会关闭,停止肾上腺素的释放。也就是说,这么做的效果和非深度睡眠相似。

这也是有人习惯在学习一段时间以后,去做一些看起来“无意义”的事情的意义所在,让大脑在一段时间的聚焦以后,再让思绪飘一会儿。

作为一个孩子而言,大脑在学习的方面有着先天的基础性优势。

而作为一个成人而言,在学习方面也有我们自己的优势,即我们可以更主动的调动与保持自己的注意力。

可塑性贯穿一个人的一生,早期阶段的出生到25岁,仅仅是接触一个感官事件就可以发生影响和改变。如果作为成年人要学习,则必须要保持注意力的集中。

注意力是可以学习的,而且注意力对创造可塑学习也至关重要。可塑性的本质就是成为反射。初学一个语言的阶段,你需要高度紧张,生怕拼错或说错一个字词,到后面掌握以后的阶段就是你不会意识自己在说话。生活当中的技能、运动、知识、情感的控制等等方面莫不如此。




申明:
摘自:斯坦福神经科学教授Andrew Huberman Podcast 学习笔记。
在学习过程中揉合进了个人的观点,并且无法明确区分哪些观点属于Huberman,哪些观点仅是我个人的臆想。
仅为个人整理和记录使用,不对任何人在任何场景下使用或者解读上述观点负责。



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