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五分鐘認識你的腦  

神經科學家保羅.麥克蘭(Paul MacLean)描述人類的腦部其實是三位一體的腦,由三個重要的腦組合連結在一起,共同合作而形成。

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大腦的重要構造

神經科學家保羅.麥克蘭(Paul MacLean)描述人類的腦部其實是三位一體的腦,由三個重要的腦組合連結在一起,共同合作而形成。

首先是腦幹,位於大腦中最深處的部分,主要負責人的維生功能,如呼吸、心跳、戰逃反應、生存本能,這部分的腦是最古老的腦,在演化上,從古至今沒有太大的改變。因此有時也被形容為爬蟲類腦(reptilian brain)。

第二部分的腦稱為緣腦(limbic brain),包括杏仁核、海馬迴、下視丘等,為處理情緒、記憶的中樞,因此也被稱為情緒腦或哺乳動物的腦。由於位在腦幹邊緣,有時也被稱為邊緣系統(limbic system)。

第三個部分的腦稱為皮質(cortex),皮質是人類最後演化出來的部分,它像樹皮一樣層層疊疊包覆在大腦外面。皮質層負責高等的腦部功能,例如、計畫、思考、語言功能都在這裡發生。大腦皮質區可分為四區,靠近額頭的額葉、頭頂的頂葉、約耳朵位置的顳葉、後方的枕葉,它們都負責不同的功能。其中很重要的一部分,是位在額葉前方,被稱為「總裁腦」的前額葉皮質,它負責計畫、評估、排序、管理情緒衝動等非常重要的功能,甚至被稱為大腦的良心。

大腦如何運作

大腦裡的活動,主要靠神經元(neuron)的運作。成人的腦大約有一千億個神經元,神經元由一個細胞本體(cell body,裡面含有細胞核)、數千個樹狀突(dendrite),以及一個軸突(axon)構成,軸突的外圍覆蓋著髓鞘(見圖1)。

樹狀突負責接收來自其他細胞的訊息,而軸突負責傳送訊息到其他細胞。每個軸突和樹狀突交接的地方有一個很小的間隙,這個小空隙叫做突觸(synapse)。為了要讓電流通過這個空隙,軸突必須分泌化學物質,叫做神經傳導物質(見圖2)。當神經元準備發射訊息時,神經傳導物質會釋放到突觸中,這些化學物質再啟動附近的神經細胞發射訊息,這樣的連環效應就會引發百萬個彼此連接的細胞進行同步活動。而這些活動,可以說建構了人類心智活動的基礎。

大腦的可塑性

在過去,大腦被認為定型了就不能改變,神經細胞死了就不能再生,但這兩個定論在二十世紀都被推翻了。最新的大腦研究已經發現大腦會因外在環境的需求而改變內在神經的機制,也就是說大腦終其一生不斷的在做調適與類化(assimilation and accommodation),大腦具有可塑性,這使得終身學習成為可能。大腦的用進廢退原則

科學家發現當孩子有新的經驗,他們腦中的神經元會製造新的連結,這些連結會形成路徑。一開始這些路徑沒有確立,就像我們第一次走小麥田只留下些痕跡,但如果有很多相同的經驗,我們的行為開始形成模式,腦中這條路徑開始愈來愈清晰,最終形成了一條高速公路。

腦的大小和聰明與否無關,而是與腦部神經網路連結的密度、神經連結方式有關。

腦部在嬰兒剛出生四個月時,就大約有二千億個神經元,可是彼此之間的連結還是非常稀疏,之後神經元會開始大量快速連結,隨著孩子成長大約到三歲左右,八○%的連結會建立起來。

可是到了青春期之後,腦部的連結卻變少了,這是因為某些經驗不斷被強化,使得相對的神經連結被留下來,而一些不常用的連結就會慢慢被修剪,這就是大腦所謂的「用進廢退」原則。

青春期前,大腦會經歷一個大的修剪。因為進入青春期之後,人要開始發展性生理,腦部也要經歷一次大的重整,之前所建立的神經連結,如果是用不到、或不常用的,就會被修剪、拋棄掉。

青春期到成人階段,大腦仍在發展,其中尤以前額葉(總裁腦)的變化最大,因此青春期也被稱為大腦的「第二次機會」。

資料來源&參考:《大腦當家》、《大腦的祕密檔案》、《大腦總指揮》、《樂在學習的腦》、《動腦教與學》(以上皆為遠流出版)、《為什麼青少年都衝動》(張老師文化出版)、洪蘭教授演講。

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