小孩子學習能力比大人強，就是因為他們的大腦不會想太多

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來源 IEEE等

編譯 七君

你想擁有強大的學習能力，還是能夠深思熟慮、考慮事情比較周全的能力？

你可能會疑慮，為什麼不能同時擁有這兩種能力？

還真不能。想要擁有強大的學習能力，就必須犧牲大腦的「成熟度」，反過來也是一樣。

一起來看看背後的原理。

在賓夕法尼亞大學裡，2014年的美國跨領域最高獎項之一——麥克阿瑟天才獎（MacArthur Fellow）獲得者、物理學家和系統神經科學家 Danielle Bassett 正在使用核磁共振成像（MRI）技術以及網路理論（基於數學的一個分支——圖論來解決網路相關問題的學科）來構造大腦學習的模型。

Danielle Bassett

Bassett 目前是賓大工程與應用科學系的副教授，同時也是快速發展的計算神經科學的一支前沿——動態網路神經科學（dynamic network neuroscience）的先驅。

她想知道，人腦是怎樣思考的，我們是怎樣學習新知識、新技能的。如果我們能揭秘大腦學習的模式，那麼我們就可以讓自己學得更快更多。

Danielle Bassett 用網路理論構築了了大腦中的神經元網路，並且研究了在這個網路中，神經元的信號通路是怎樣隨時間變化，被經歷所塑造。

Bassett 說，「10年前，我們要等人死了才能研究人腦的神經元網路，但是現在藉助非侵入的核磁共振成像技術，在人活著的時候我們也可以研究他們的大腦了。」

核磁共振成像儀

Bassett拍攝了人類大腦在學習時的核磁共振影像，並藉助她研發的新技術發現了大腦的學習的一個奇特特徵，而這是前人所沒有發現的。

當我們正在學習一個新的動作，比如練習遊戲吉他英雄（guitar hero）裡面的一系列音符的彈法的時候，有2個腦區非常活躍。

吉他英雄遊戲，類似於太鼓達人。

首先就是運動皮層（motor cortex），手指的運動離不開這個腦區。其次是視覺皮層（visual cortex），它是負責處理在遊戲中看到的符號和圖像的。

運動皮層（左圖黃色）和視覺皮層（右圖紅色）

一開始，大腦的這兩個不同系統之間有著非常緊密的互動，因為它們要信息共享。這說明我們的大腦正在努力積極地學習新動作。

但是練習幾周後，隨著我們對新動作的掌握程度不斷加深，肌肉記憶形成，腦區之間的交流也就逐漸停止了。

你可以猜到，那些學得最快的人的大腦安靜下來所需的時間也最短，他們也是對新知識掌握得最好的人。反過來，那些非常努力地學習，腦區活躍了很久的人，反而是學得慢的人。

這點其實還挺好理解的，那些學得快的人，很快就可以在「不動腦子」的情況下如魚得水地運用新知識、新技能了。但是那些學得慢的人，反而還要思考很久，「更費腦子」。

Bassett 說，看到這個研究成果的時候她總禁不住想起在學習壘球時，父親和她說的一句話，「你太用力了，做過頭了。」

但是 Bassett 還有另外一些反常識的發現。原來，學得慢，並不意味著一個人更笨，也可能是因為TA的大腦更為成熟。

Bassett 說，對於大腦的學習來說，最大的阻礙就是大腦的執行系統（executive system）。大腦的執行系統主要負責工作記憶、推理、計劃、注意力、抑制和控制等高級認知功能。

顯然，大腦這個功能板塊對於我們做決策來說非常重要，沒有它，我們就無法進行複雜的思考，無法做決定，更無法成為獨立而成熟的個體。

既然執行系統會阻礙學習，那麼在學習能力處於人生巔峰的兒童身上，執行系統應該很弱吧？

Bassett 和賓大的大腦行為實驗室（Brain Behavior Laboratory UPenn）的腦科學家合作，對882個8-22歲的兒童或青年的大腦進行了分析。相關研究發表在了2017年的《當代生物學》（Current Biology）上。

結果他們發現，沒錯，執行系統是大腦中最晚發育的部分。為了讓人類的兒童學到更多的知識，他們大腦的判斷力、推理和計劃的發展速度都被演化調慢了。

這就是小孩子不會想很多，考慮很多，但是他們學得反而快的原因。變得更成熟、思慮更周全的成年人，學習能力反而下降了。

Bassett 說，隨著年齡的增長，長大後的我們的執行系統終於跟上了大腦其他軟硬體發展的步伐。我們會想得越來越多，但同時，我們的學習能力也隨之下降了。

相對於成年人的大腦（右上），兒童的大腦（左下）的執行功能更弱。成年人大腦的執行功能更強，同時各個腦功能模塊更為獨立和完善。

doi：10.1016/j.cub.2017.04.051

依靠這些研究成果，Bassett 希望在未來為處於不同發育狀態的大腦創造更好的學習環境，「我們可以設計一些技術來啟動人們的大腦，用一些治療手段來幫助人們學習。」

實際上，已經有人開始研究這個問題了。Bassett 實驗室的神經科學家 John Medaglia 就在使用經顱磁刺激（TMS）技術嘗試改變我們的大腦。

經顱磁刺激（TMS）技術會在特定腦區產生微弱的電流環路。

經顱磁刺激技術是一種可以讓大腦的某些區域產生微弱電流環路的磁線圈，它常被用於治療頭痛和抑鬱症。

如果我們對一些神經疾病，如癲癇和帕金森氏病的相關神經網路有更多的了解，那麼有一天我們說不定就可以利用經顱磁刺激技術治癒這些疾病，甚至還可以開啟人類在童年終結時失去的那部分學習能力。

這麼說起來，如果你被人說「不成熟」、「孩子氣」，你可以沾沾自喜啊，不成熟的大腦才能學得快嘛。

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