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第9章 神奇的大脑以及我们是如何学会表现优异的(1)

在我还是个小女孩的时候,就常常听我母亲说:“如果一件事值得去做,那么,这件事就应该做好。”或许,她本能地知道,在任何事情上的卓越表现都不是随机的。相反,卓越的表现必须由人们的大脑有意识地去完成,其意愿必须深入到潜意识的层面,而且必须作为神经通路的一部分解构出来。

这对阅读教育具有重要的启示作用。这种观点意味着,大部分阅读障碍问题并不是源于大脑结构的差异,而是来自出色阅读者和拙劣阅读者如何“学习”阅读的差别,或者更确切地说,来自解构指导阅读过程的神经通路中的信息的差异。神经网络运作的好坏,完全取决于阅读者最初是如何在潜意识层面构建复杂的神经网络的。

神经通路的优劣决定了一个孩子阅读能力的高低,这一观点对那些渴望帮助孩子成为出色阅读者的人而言,既是个令人振奋的观念,也是个会导致不良后果的观念。

·令人忧虑之处:在孩子的生活中,对孩子关爱备至的人为孩子提供的指导和环境有可能直接导致孩子的阅读障碍。

·令人振奋之处:几乎每个孩子都能通过训练而构建出让阅读过程沿着正确方向发展的神经通路,从而获得出色阅读的能力。在孩子的生活中,如果出色的阅读者清楚如何做,那么,这种指导就可以有目的地进行。

对你来说,要想成为一个高效的教练,有必要对大脑学习某些程序的过程以及大脑如何学会卓越表现的过程有个基本的了解。当你遇到意外情况时,这些知识有助于你作出明智的判断,而且有助于你弄清,在你教导孩子成为出色阅读者的过程中,你为什么要那么做。

大脑的运作方式——简单化

对大部分人来说,想到大脑科学往往会望而却步。我们总是开玩笑说,不要当脑外科医生,想来确实有其道理。获得成为大脑科学领域的专业人士所需的学识的确令人望而生畏,不过,大脑的基本功能并不难了解,此外,了解大脑的基本功能对于弄清出色阅读者是如何快速而高效地阅读报纸、杂志、诗歌以及书籍而言,确实是至关重要的。如果你将人类的大脑想象成一个有生命的计算机(但不完全是个计算机),而不是头颅中某些灰色的物质,那么,弄清大脑的运作原理就会容易得多。

计算机都做些什么工作呢?是的,计算机专门用来存储、恢复和使用信息。我们的计算机具有存储海量信息的功能,能为我们存储所有的信息——从文学作品,到日复一日的商务事务。一旦将信息存储进来,这些信息就可以随时供你快速而高效地调用了。然而,计算机在具备这些功能之前,必须有人为其编写程序,以便它们能富有成效地运作。

人类的大脑存储信息、调用信息的能力比计算机更加强大,而且比计算机的适应性更强。计算机如何运作是受到严格限制的,而且某一时刻只能运作一个程序,它们将信息存储在系列微芯片或者磁盘驱动器中。而人类的大脑能改变自己的功能,并且可以同时运作多个程序,可以通过化学系统和电子系统在大脑不同区域的运作来解构相关信息,这个信息解构的过程通过神经元之间的交互作用来完成,而神经元的协同作用可以形成神经网络或者神经通路。

大脑的运作程序:神经网络的作用

计算机是硬件化架构,或者称为“硬连线结构”、“固定线路指令结构”,这就意味着它们的运作程序不能更改。然而,人类的大脑是神奇的“软连线结构”,它可以改变自己的“连线方式”,这个功能与将一个个的神经元连接起来的“信号路径”密切相关。当大脑寻求发挥更多、更有效功能的时候,可以断开、再连接以及构建无数的信号路径,你可以从数量上想象到这种构建行为的复杂,在成年人的大脑中,一个八分之一立方英寸大的灰色大脑组织就有大约300000个神经元,有39360英尺的“连线”,而且有300万个连接点(突触)。婴儿出生的时候就拥有了大部分神经元,但是,他们大脑中的“连线”很少!

我们大脑中的“连线过程”在我们出生前就开始了。正如图片所描绘的,三个月大的时候,婴儿大脑的神经元就已经“萌生”出了大量的连接。解读我们学到的所有东西都要通过我们构建的神经通路的相互作用。

到两岁的时候,孩子就比三个月大的时候拥有了更多的知识,各项机能也更发达了,他们大脑中的神经通路的变化反映出了他们的世界日趋复杂。

计算机程序编制者为计算机建立了“硬连线”结构,那么,谁为大脑编制“软连线”结构呢?是的,就是我们自己!所有的婴儿、儿童和成年人都从大脑形成的初期就开始了持续一生的软连线构建过程。正在母亲子宫中踢腿的胎儿是在摸索如何运动自己的双腿,或许,他们也可能是想在有限的空间中调整自己的位置。蹒跚学步的孩子必须自己学会如何在行走过程中保持身体的平衡、动作的协调和肌肉的运动。那些痴迷于滑板运动的儿童和少年并不是去“滑板学校”学习滑板技巧的,相反,他们会自学如何做“翱骊”(Ollie)动作(带板腾空)和“碾磨”(Grind)动作(脚踏滑板滑过围栏栏杆或者铁轨)(“翱骊”是滑板最重要也是最基础的一个动作。这一动作由美国滑手Allan Gelfand首创,他的昵称为Ollie,该动作也因此而得名。——译者注)。没有任何外力可以为他们的大脑构建获得成功完成这些动作所需的平衡能力、协调能力和运动能力的软连接,他们必须自己找到如何建立这类软连接的方法。

所有人学习类似的过程——也称为“程序性学习”——也一样。在不存在身体缺陷的前提下,我们完成数千种动作的水平和完成质量的高低,都取决于我们自己构建软连接的效能。除了某些程序、“如何做某事”以及经过编码储存在我们每个人神经网络系统中的知识以外,我们大脑中的“软连接”还包括我们知道的所有实际信息、我们的信仰以及我们抱持的观念。

当我们打开计算机的时候,我们清楚地知道如何操作这种机器。然而,计算机的真正运作过程则隐藏在电路网络和记忆芯片中。虽然我们知道计算机的运算结果,不过,我们大都不知道如何得到那些结果。

我们的大脑也与此类似。我们很清楚地知道如何做某些事情,比如,谈话、走路以及骑自行车,但是,赋予我们这些能力的机制则隐藏在我们的大脑深处,它们的运作是内在的、不可见的。我们不知道我们构建的神经网络是什么样的,不知道如何调用这些网络来完成某些动作,但是,它们确实就在那儿存在着,并支配着我们身体能力和认知能力的方方面面。我们大脑中的软连接并不是自觉构建的。

在少年儿童如何学会完成某些程序的研究领域,让·皮亚杰是全球最权威的专家之一。他为所有程序性学习过程中存在的潜意识互动特点提供了一个例证:“……一个婴儿努力想抓住一个悬挂的物体,但只能碰到它,却不能用手握住它。对婴儿来说,这种结果饶有趣味,所以,他会通过'再生性同化'(Reproductive Assimilation)的方式——一系列校准和修正的过程——反复去抓握,直到有能力稳定完成动作为止。”

从学术角度而言,让·皮亚杰谈到的“再生性同化”可以理解为婴儿的大脑一次又一次重复进行的神经元之间的信号传递——或者“神经触发模式”。当婴儿试图找到成功完成抓握动作的方法时,其大脑会构建某些软连接,而“一系列校准和修正的过程”就是在其大脑的软连接中进行的不断调整过程。在这个过程中,婴儿会建立起终其一生都会引导自己抓握过程的神经通路。找到抓握的方法需要婴儿的动作与婴儿所处环境的某些方面之间的互动,涉及婴儿支配抓握过程的神经通路的构建,这就是让·皮亚杰著名的学习能力和认知能力发展的“互动构建者”观点。

根据学习者就是互动构建者这一观点,要想在我们的大脑中构建指导完成任何程序的软连线,我们必须:

1.确知我们试图完成的程序是什么(目标)。

2.为完成既定目标,预测或者预见我们必须做些什么。

3.根据最初的预测进行第一次尝试。

4.内在分析尝试的结果。

5.判断尝试是否成功。

6.如果不成功,那么,内在预测什么样的调整有可能取得成功。

7.进行新尝试。

8.不断重复这一循环过程,不断进行内在的调整,直到找到如何完成既定目标的方法。

随着时间的推移,随着我们依据这个“预测循环”过程的不断尝试,我们就会构建出引导我们希望完成的程序的神经网络。我们学会所有技巧和掌握所有知识的过程都需要这个软连线的过程,都需要为信息编码以及构建神经通路的过程。在大脑中进行的信息编码过程是学习过程的必由之路。

人工培养的神经通路照片显示了在大脑中进行信息编码的过程。大脑可以按照自己的意愿改变编码过程——这种能力称之为“可塑性”。大脑的可塑性意味着大脑可以不断改变自己——吸收新信息,以及在丛林般的神经通路中建立附加的连接。

想象一下,在你灰色的大脑组织中,八分之一立方英寸的体积就有300000个神经元和39360英尺的“连线”!当大脑为弄清其遇到的事物而收集相关信息时,这种复杂性确保了大脑的功效和适应性。

尽管我们都很清楚我们存储在大脑中的那些可以脱口而出的知识——事实、信仰和观点,不过,我们并不知道程序性知识,因为它们是内在而不可见地积累的,这可是我们的福气!想象一下,如果每次我们想走过一个房间都必须想着走路的每一个环节,我们会走得多么缓慢又多么笨拙啊!

·第一步:保持身体平衡。

·第二步:指挥肌肉收缩,之后抬脚。

·第三步:保持身体平衡。

·第四步:抬脚。

·第五步:保持身体平衡。

·第六步:指挥肌肉收缩,之后屈膝,等等。

相反,人类的大脑会内在地调用专为走路而建立起的神经网络,而这些神经网络会自动地、在我们无意识的情况下为我们着想,会自行吸收有用的知识,并学会运动的方式。

大脑的运作程序:执行功能

当大脑内在地统筹完成某些复杂功能所需的信息,以及构建指导完成新程序所需的神经网络的时候,是什么让我们的大脑能协调、整合以及控制很多神经网络呢?是的,是执行功能承担着这项重要的任务。我们来看看下面的例子——一个婴儿建立支配坐起来动作的神经网络的建立过程。对完成这一动作所需的运动能力和平衡能力的把握成为一个程序性知识,或者称之为“过程知识”,并存储在大脑里。以后,当婴儿想找到坐起来的方法时,大脑会内在地寻找任何可能有助于完成这一复杂、综合性过程的程序性知识。当婴儿想坐起来时,存储在大脑中的如何完成坐起来动作过程的知识就可能被婴儿取用。以这种方式,婴儿已经构建完成的神经网络会有助于指导完成其他动作的神经网络的构建。

在大脑中进行的这种整合和协调的过程被人们比作“交响乐”,神经元的执行功能担任乐队指挥,而神经网络就是乐队的演奏家。在大脑中,这种神经网络的整合和协调过程在大脑中的电流和化学反应会逐渐增强,而这种渐强的反应几乎可以让我们同步完成试图完成的任何动作,比如,走路、谈话、跳舞以及任何我们学会的其他数千种动作,当然也包括阅读。

我们的大脑之所以能够引导我们完成不同的动作和过程,是因为我们可以取用和整合存储在大脑中的那些来自以前经验的信息。比如,一个蹒跚学步的幼儿第一次走过放在地板中间的玩具时会摔倒,几次在不同的玩具上摔倒以后,他会找到自己摔倒的原因,并发现可以避免自己不断摔倒的跨过玩具或者绕过玩具的更有效方法,这种方法会成为新知识储存在大脑里,当他内在地取用和整合这些信息的时候,他就能避免再让自己摔倒在玩具上了。最终,这个蹒跚学步的小家伙会自动地跨过或者绕过挡住自己去路的东西,因为他的大脑很清楚,要避免摔倒,就得这么做。这个孩子并没有有意识地多想什么,他只是那么做了。

2003年,神经学家S.B.拉夫林(S.B.Laughlin)和T.J.谢诺夫斯基(T.J.Sejnowski)谈到:“我们对大脑结构和功能的了解越多,越能认识到其结构的精妙和其运作的高效。神经元、神经通路以及神经编码节省了大量空间、组织、时间和能量。”因此,大脑天生就是运作高效的器官。只要不向大脑提供错误的信息,只要不以错误的目标误导大脑,它总能自行发现解决问题的最有效方法,而且总能弃绝那些无效的方法。