Wednesday, August 16, 2017

兴华70周年校庆系列活动之兴华大讲堂(二) 洪兰与你谈科学大脑与阅读01

黄乐仪老师报道

        7月21日(星期五)晚间8时正,我校于科技大楼大讲堂迎来70周年校庆第二场兴华大讲堂主题演讲,邀请来自台湾的洪兰教授与大家谈“科学大脑与阅读”。

        洪兰教授是台湾中央大学认知神经科学研究所所长,多年来致力于脑科学的研究,以及相关知识在教育的应用和推广,曾获美国NSF博士后研究奖助,常应邀至各界演讲,每年展开超过100场的演讲。

        洪教授表示,她将通过本场讲座与大家探讨从大脑科学来看阅读。她说,人类和黑猩猩有98.5%的基因相同,但这剩余的1.5%,造成了两者文明上巨大的不同,关键在于人类具备文字的传承与阅读能力。人的经验会受到时空的限制,但是文字能超越时空的限制,阅读使我们站在前人的肩膀上,看得更高、更远。通过阅读,我们将别人的经验内化成自己的,用有限的生命去学习无限的知识。联合国经济合作发展组织(OECD)指出,读写能力 (literacy)是21世纪知识社会的共同货币,它决定了一个国家的竞争力。

        “新加坡总理李光耀,是阅读障碍者。但他了解阅读的重要性,治国时期大力推广新加坡的全民阅读,全面提升人民的阅读素养,使新加坡具备立足国际的竞争力,跃为亚洲四小龙。”


大脑的各种功能
        接着,洪教授透过投影人脑功能结构图,为大家介绍人类的认知、学习、情绪与特定的脑结构之间的关系。她说,人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络, 并通过相互作用完成大脑的各种功能。人有四个脑叶,分别是前叶(Frontal lobe)、顶叶(Parietal lobe)、侧叶(Temporal lobe)、后叶(Occipital lobe)及小脑(Cerebellum)
。前脑称为“总裁脑”,是大脑的总指挥,掌管计划、策略、情绪控制等,前脑受伤,会导致一个人的人格改变。

        大脑中有一个主管记忆的部位,叫做“海马回”(Hippocampus),这个部位受伤就会得失忆症或阿兹海默症。

        “所以我们常跟家长讲,不管孩子的功课怎样,也不能抓他的头去撞墙,更加不可打耳光。一旦前脑受伤,孩子的人格特质也会跟着改变。”

        她补充,不打孩子耳光,也是防止伤害孩子的耳膜。我们的耳朵很重要,研究发现重听的人容易得忧郁症。人类是群居的动物,都需要朋友,而说话是最快、最方便的沟通方式。 

噪音干扰学习
        此外,洪教授也提醒家长为孩子塑造良好的学习环境,包括让孩子远离噪音。耳朵的听觉是我们身体中最早成熟的感官,噪音会引起头痛,使人情绪浮躁,实验发现噪音会对大脑的神经组织带来伤害,在89分贝的噪音下长大的老鼠,智商较低、迷宫学习得慢、神经连接稀疏。人的耳朵不像眼睛,不喜欢可以不看,耳朵关不掉,持续不断的强迫收听是精神虐待,声音大到121分贝,7秒内听觉神经细胞就会死亡,中国人放鞭炮是130分贝。

        “所以,我们不要放鞭炮,这不但造成空气污染、耳朵伤害,还浪费钱。民俗有好有坏,好的要保留,坏的要去除。”

        我们的学习从“认知”开始。大脑接收到字形、字音刺激后,会先把它们放进工作记忆区,等到意义整理出来后再放到长期记忆区。大脑里的工作记忆区有两个特色,其一是存放空间短,一次只能记五至九个字,因此全世界的电话号码不敢超过八个数字。

        此外,大脑容易受语音干扰,我们都有过这样的经验:写信时,如果旁边有人在说话,往往就会把他的话也写进去了。因此当孩子在做功课时,家长最好关掉电视、收音机等,以免对孩子造成干扰。

记忆就是熟悉度
        人类的记忆分为感觉记忆、短期记忆与长期记忆。感觉记忆是从任何感官之影像、声音、味道和触觉所得到的印象,持续时间大约只有1到2秒。记忆并不是在接触讯息时就自然产生的,它必须经过有意识、主动的处理历程,并与原有的知识网路联结上后才存在。多数讯息在脑海会先经过简单编码,给予短期储存;而一些重要的信息,则会经过较复杂的编码,进一步转成长期记忆。

        有一个很有名的记忆实验,给西洋棋大师和新手看一盘下残的棋,请他们按棋谱重新摆回。新手看五分钟,无法把棋摆回去,大师略看一眼,摆放的正确率百分之百。大家都以为大师记忆好,其实不然,当棋子没有按照传统的棋谱位置,而是随意乱摆时,大师跟新手的复盘表现一样差,大师失去了熟悉棋谱而节省脑力的优势。

        “记忆就是一个熟悉度,意义帮助登陆。要增加记忆度,熟悉度很重要,扎实地下苦功是所有成功的起点,这关乎大脑上的运作原理,因此学习是偷懒不得的。”

游戏是大脑的开胃菜
        洪教授补充,很多家长从小就让孩子读经,但从大脑科学与认知心理学的观点分析:儿童在不理解的基础上被迫死记硬背长篇大论的经典,是毫无意义的;即使硬背下来,遗忘的速度也会很快,将来长大后能遗留下来被“反刍”的知识量极少。她不赞成孩子读经,因为这会剥夺孩子游戏的时间。

        游戏对孩子极其重要,我们称之为“大脑开胃菜”(brain delecter)。研究已发现,游戏正是孩子学习最快的一种方法,各种连大人都想不到的新奇玩法,会刺激孩子的大脑神经做出前所未有的联结。在游戏时,大脑会分泌一种称为BDNF(Brain Derived Neurotrophic Factor)的神经营养素,帮助神经生长,使神经产生更多分叉。透过游戏,孩子累积各式各样的经验去帮助他分辨和归类外面的世界。游戏是成长过程重要的一部分,孩子的好奇心是创造和学习的原动力,父母不要剥夺他体验大自然的机会。

情绪会改变大脑
        洪教授提醒在座的家长,孩子做功课之前不要骂他们,因为情绪是最强烈改变大脑的因素,我们都有类似的经验,被老师叫到黑板前解题,本来会的都不会了,强烈的恐惧使我们的交感神经启动“战跟逃”的模式,当交感神经启动时,与生存无关的一般日常活动会暂停。
根据美国国家科学院学报(PNAS),汶川大地震幸存者的脑功能出现变异,幸存者脑部主宰情绪、记忆功能的部分组织,在地震发生后25天内就出现焦虑、忧郁或创伤后压力症候群等症状。强烈的情绪会改变大脑神经的联结,学生不可以对学习产生恐惧,当我们恐惧时大脑另一套系统在运作,它是为生存,不是为学习,因此家长要让孩子保持良好的情绪,才会产生高效的学习和创造力。

分数和成绩不代表全部的你
        洪教授呼吁家长们不要因为考试分数打孩子,有的父母要求孩子考100分,少一分打一下,这是不可理喻的。人不可能样样拿100,就连家长本身也不可能总考100分。孩子考试成绩不好,很可能还有其他因素干扰。

        她和大家分享其任职阳明大学医学系时,有个学生每次考试都紧张到腹泻,只能坐门边的位子,好跑厕所。老师问他为何一到考试就紧张?他说他是他们村里考第一名的人,是全村放鞭炮送进来的;谁知道进到阳明大学,才发现全班同学都是各校的第一名。他的压力很大,深怕自己表现不佳,无颜见江东父老。老师多次尝试开导他也不见效,他一直泻到大三,直到毕业后偶然在山区遇到一位老人,听了其见解,才不药而愈。

        老爷爷说,从隋朝开科取士到清末这一千三百年,只有十五人“三元及第”,即乡试、会试、殿试都第一。其中唐三人,宋六人
,金一人,元一人,明二人,清二人。人数这么少,说明此事之难,但现在有多少人知道他们?一个人即便三元及第,若没有做出一番事业,一样被历史淡忘,第一名的意义何在?他终于领悟,样样考第一,但对社会没有贡献,即如同朽木。

        洪教授语重心长地说:“分数和成绩,在离开学校后不能代表你的全部,家长们不要再以分数衡量孩子。”

运动与睡眠影响学习
        运动能够帮助记忆和学习,当我们运动时,大脑会产生三种神经传导物质:多巴胺(dopamine)、血清张素(Serotonin)和正肾上腺素(adrenaline,epinephrine,AD)。这些神经传导物质都跟学习与记忆有关,所以孩子运动后的学习效果比较好,记忆力比较强。

        当我们运动时,大脑会衍生神经滋养分子(BDNF),使神经细胞长出新的分支,它会跟突触上的受体结合,增强电流讯号的强度,使讯息得以快速发送。BDNF可以促使神经元联结,增加大脑的可塑性,制造新的血管以运送生长因子,强化大脑功能。

        BDNF可以启动基因,制造出更多的BDNF、血清素和蛋白质。血清素跟记忆和情绪有关,它可以帮助孩子控制大脑情绪,并中断大脑中焦虑的神经回路。如果缺乏BDNF,大脑会自行断绝跟外界的联结。

运动能使大脑年轻
        洪教授进一步分享,运动使大脑加速运转,有运动的老鼠负责记忆的海马回比没有运动老鼠的大了15%,重9%,神经细胞的树状突和突触增加了25%。有运动的2岁老鼠大脑,与6个月大的老鼠一样年轻;有运动的老鼠大脑,遭活性氧氧化分解的脂肪与DNA比较少。此外,运动也可以防止注意力失调与过动症(ADHD),当运动到最高心率80%时,大脑会产生多巴胺,而治疗ADHD的利他能(Ritalin)就能使大脑中的多巴胺比较多,而且没有副作用。
        忧郁症、帕金森氏症、阿兹海默症和老人失智症是耗费最多社会成本的慢性疾病,阅读与运动是防止大脑老化最好的方式,它们都能使脑细胞活化,增进大脑神经联结的密度,运动对第二类型的糖尿病有帮助,初期的糖尿病病人若能每天运动、控制饮食,可以不必服药。

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