## 《我们如何学习》4：学习是生理现象

咱们继续讲斯坦尼斯拉斯·迪昂的《我们如何学习》这本书。关于大脑的“可塑性”你可能已经听过很多说法了，我感觉每次听到新的说法都会在悲观和乐观之间摇摆。

没听说过“可塑性”这个词的人可能会对大脑成长持悲观态度。我们在日常生活中观察，人到了一定年纪有些新东西就很难学了。特别是语言，小孩几乎是不用教就会，大人怎么学都学不会。

而你第一次听说“可塑性”，可能会非常乐观。一个中风患者，大脑里一大片区域都损坏了，半身瘫痪，只要经过一段时间的强化训练，竟然能在旁边再长出一套神经连接来控制身体。如果这都可以，我们想学点新东西又有何难？你会听到有的激进观点甚至不承认人的学习有所谓“敏感期”。

但是你要深入了解，大脑成长的敏感期的确存在。但至少对学语言来说，你会比较悲观。这一讲不算是坏消息也不是好消息，只能说是重要的消息。

学什么东西都跟练武术一样，本质上是个生理现象。我们的大脑是肉长的，它的好与坏都是因为这个。

一切知识和技能都是以神经元连接的形式存在于大脑之中。人体细胞一般都是球形之类，唯有脑细胞 —— 也就是神经元的形状最奇特，是树状的，也可以说像芹菜。作为最简单的认识，你只需要知道神经元上的三个部位：突触、轴突和髓鞘 ——

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神经元身上细长而又比较粗、作为传递电信号的主干道的结构叫“轴突”，轴突外面包着“髓鞘”，轴突的外端点、用于跟其他神经元连接的地方叫“突触”。大脑中有几百亿个神经元，它们之间彼此连接，构成了一个无比复杂的网络。每个记忆、功能、知识和技能都是由其中一个子网络实现。我们为什么总爱说创造性思维是“想法的连接”、现代化要“加入圈子”呢？因为思维就是连接，知识的本来结构就是连接。

不过学习过程更多的是强化现有的一些连接，而不是建立新连接。事实上你就算什么都不做，大脑也在忙着建立连接。下面这张图是儿童从一出生到六岁大脑神经元的连接情况 ——

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小孩刚出生就比成年人有更多的神经元。此后连接越来越多，到两岁，神经元总数达到成人的两倍，有密密麻麻的连接。随着后天的学习，某些连接会得到加强，不用的则会被修剪掉。

最粗略地说，神经元连接存在，那个先验知识就存在。连接的加强和修剪就是用贝叶斯方法修改概率。连接加强的规律是 “fire together, wire together”：两个神经元越是经常一起被激活，它们之间的连接就越强。“强”表现在传递信号速度更快精确度更高。如果一个连接特别强，其中神经元的轴突会变粗，轴突外面会包上一层髓鞘，髓鞘能起到一个绝缘保护的作用，就好像用胶布包上导线，能增强里面的电信号。

神经元是如何“录制”信息的呢？比如你去白宫会见了特朗普。你到了总统办公室，跟特朗普握了手，你们聊了一阵。这种经历不常有，所以只发生一次就能给你鲜明的记忆。而这个记忆会存储在大脑的不同区域之中。

你对特朗普办公室的印象记录在大脑负责空间想象的区域的一些神经元连接之中。你的视觉区域也记录了很多。特朗普的脸会特别记录在大脑中专门负责人脸的区域中，特朗普的声音会记在大脑的声音区里。回忆当时握手的力度，会激活负责你的手的神经元的记忆。所有这些子网又都连在一起，形成对整个事件的记忆。只要将来偶然又看到特朗普的照片，你就有可能唤醒整个事件的记忆之网。

那你可能会说，知识跟这样的经历记忆好像不太一样啊？是的，我们总共有四种记忆。

大脑的四种记忆是由不同的区域主控的。

第一种是“工作记忆（working memory）”。也叫短期记忆。比如你查到一个电话号码要临时用一下，它纯粹就是一组没什么意义的数字，不会唤醒你的情绪波动，这就是工作记忆。这个信息会在你的前额叶皮质暂存一下，几秒钟之后就忘了。工作记忆有点像计算机的内存。

第二种是“情景记忆（episodic memory）”。去白宫见特朗普，包括你每天在生活中经历的事情、到过哪里、和谁说过话，这些都是情境记忆。情景记忆总要经过海马体，特点是那个情景越特别、越是调动了你的更多感官、最好还能产生情绪波动，记忆就越鲜明。比如你感到兴奋，大脑会分泌多巴胺，多巴胺能够加深神经元连接。情景记忆只录制一次，如果印象不深事后不回忆，神经的连接就很弱，以后就忘记了。

第三种是“语义记忆（Semantic memory）”，可以叫知识记忆，是长期的记忆。晚上睡觉的时候，海马体会把白天的一些情景记忆输送到大脑皮质中，在那里重新编码，变成一个不容易忘记的知识。所以睡眠对学习非常重要。

第四种叫“进程记忆（procedural memory）”，也可以叫内隐记忆，它记住的不是什么知识点，而是一段动作，可以说是肌肉记忆。比如练成了一段钢琴弹奏、熟练掌握了一组花样滑冰动作，或者能流利背诵一首唐诗，这些都是进程记忆。进程记忆的形成可以不经过海马体，它的重点存储区域是基底神经节。

曾经有一个特殊的病人，大脑海马体损坏了，什么事情都记不住。研究者天天跟他见面，每次都要重新做自我介绍。但是研究者每天都训练这个病人对着镜子倒着写字 —— 他记不住这个情景，但是他倒着写字的水平每天都在提高……以至于后来他每次都很惊讶，为什么自己从来没练过，上来就能写得那么好。

这就好比说一个人天天半夜梦游起来练武术，他在自己完全不知道的情况下成了武术高手。

既然都是生理组织，记忆就可以被干扰，可以被删除，甚至可以被嫁接。现在科学家已经能够比较精确地观察一段记忆到底会调动哪些神经元。用老鼠做实验，先在一个地方让老鼠形成记忆。然后科学家等着，老鼠做梦正好梦到那个地方的时候 —— 也就是观察相关的神经元正好激活的时候 —— 给它注射一点多巴胺。结果是老鼠一醒过来第一件事就是去那个地方。

所以《盗梦空间》已经不是梦了……我们还是专门讲学习。学习，就是你想要语义记忆和进程记忆，你想加强神经元的连接，你想让知识长在大脑里。

但是不好长。

让神经元连接恰好形成有用的知识和技能，那是非常精密的过程，直接注射什么东西肯定是不行的。事实上因为神经元是肉长的，而大脑发育过程中各个区域的生长不一样，学习必须精密配合才行。我们讲戴维·威尔逊的《生命视角》这本书讲过一个概念叫“严格的灵活性” [1]：大脑发育需要什么的时候，你必须给它什么。

首先营养得跟上。大脑非常消耗能量，小孩全身 50% 的能量都用在了大脑上。以色列发生过一件事情。一家生产婴儿奶粉的公司，违规没有在奶粉中添加维生素B1，导致几百个婴儿在出生之后的第一个月里，有 2-3 周的时间没有得到维生素 B1。而就因为这一点，这些孩子的语言学习就错过了敏感期，这使得他们一直到他们长大之后，语法能力都不正常！

这可不是一句“大脑可塑性”就能弥补的。是，可塑性可以弥补一部分，但毕竟是不如原装的好。科学家用动物做实验，阻断了声音信号传递到大脑处理听觉区域的路线，使得动物变聋，整个听觉区没用了。但是接下来，听觉区的神经元开始参与处理视觉信号！那你说这是不是对视觉更好呢？是不是上帝关上一扇门就打开一扇窗呢？并没有：听觉区神经元处理视觉信号的能力不如视觉区神经元，等于是干扰了视觉。

最理想的还是该干什么的区域就让它干什么。

人类大脑的视觉区域会在两岁之前彻底长好，而第一个月，就是视觉最关键的敏感期。婴儿刚出生的时候，光线从进入眼睛到后期处理需要 1/4 秒，几周之后就只需要 1/10 秒。两个眼睛同时看东西，形成一个立体感，能判断物体距离远近，这个能力是在出生后几年内建立起来的。那你说如果在此期间没有让人充分接触光线，没有好好看东西，会发生什么？他就不会有正常的视觉。

整个听觉的成长期到三、四岁的时候结束，但是语言识别的敏感期就在出生后的几个月。日语里 R 和 L 这两个音不分，日本婴儿出生几个月内没学会区分这两个音，就一辈子也分不清了。所以日本人学英语都分不清 right 和 light，red 和 led，elect 和 erect。

再比如中文里有四个声调，你要出生在中国，一岁之前的敏感期能听出来，就一辈子都能区分。你是个外国人，长大再学中文，中文的四声激活的就不是你的语言处理区域，你最多把它们当唱歌那种音调变化，你怎么学中文也说不好四声。有的中国孩子出生一年后被领养到美国，长大了一句中文都不会，可是测试表明，当他听中文的时候，四声变化仍然能激活他的语言处理区。

所以我们不尊重这个敏感期是不行的。语言区域的可塑性永远都不会降到 0，你要是特别努力学外语也能学得跟母语一样好，但是那太难了。十岁以后再学外语的，通常怎么学都会留下一点口音和怪异的语法痕迹。

如果孩子刚出生就发现是耳聋，要么你就立即给他的大脑中植入一个助听装置，要么就抓紧时间教他手语 —— 手语也可以算是一种自然语言。错过了第一年的语言敏感期，他此生的语法能力都受影响。

社交能力也是这样。如果婴儿在 20 个月之前没有得到父母很好的照顾，没有和人很好的互动，那么他终生的社交能力都会受限。

现在科学家在想办法重新打开大脑各个区域的可塑性，让我们比如说成年以后也那么容易学习语言。药物的方法，甚至电击的方法都用上了，不能说完全没希望，但是至少目前来说，我们不得不尊重大脑的发育顺序。

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那你说大脑为什么非得有一个敏感期，为什么不一直都保持高度的可塑性呢？根本的原因是你希望基本功能能稳定下来、成熟下来。你不希望永远花时间分辨别人说话的四声，你希望让那个技能进入快速通道，完了你好关注更高级的东西。

而另一方面，大脑的固化也定义了你是谁。将来不论你有什么境遇，只要一岁以前听的都是中文，你就永久性地被打上了中国的烙印。

好在我们的前额叶皮质固化的速度很慢，一直到青春期还在快速生长，永远都不会彻底固化。这使得你永远都可以学习新知识。跟别的动物相比，这是一个奇迹。

### 💡 精华要点
- 思维就是连接，知识的本来结构就是连接。而学习过程更多的是强化现有的一些连接，而不是建立新连接。
- 大脑有四种记忆：工作记忆、情景记忆、语义记忆、进程记忆。
- 学习，就是你想要语义记忆和进程记忆，你想加强神经元的连接，你想让知识长在大脑里。
- 大脑发育过程中各个区域的生长不一样，学习必须精密配合才行。大脑发育需要什么的时候，你必须给它什么。

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