学习的大脑机制

学习是获得新经验和行为习惯的过程，在这一过程中有着神经活动的变化，而这些神经结构的变化（主要是大脑结构的变化），就是学习的神经机制。探究学习的生理机制，对于大家提高学习的效率和疾病的治疗都有不可估量的意义。现在对于学习的研究还主要停留在表象层面，而其生理机制虽然有一定的突破，但还没有触及核心，所以对其机制的猜想和探究必然会成为脑科学工作者们痴迷的工作项目。

在这里，我们主要探讨关于大脑层面的普通学习，也就是关于大脑层面的基础学习。

先来看一下我们国人普遍的学习成长经历，从出生开始接受光线到感知第一幅与语言有关的图形和文字，从接受声音到咿呀学语，从大运动的发育及至手部的精细活动。从这一刻开始，我们才真正的进入语言或者说是有意义的学习。终其一生我们的所有活动包括学习都离不开语言活动。所以，语言的学习与获得是其他高级学习与思维的基础。语言的学习也就成为人一生中最为重要的基础学习。

我们来回想一下小时候，第一次正式学习的场景，老师在黑板上写上“1”的图案，然后教你读“yī”，其中“1”的图像信息先被大脑的初级视觉区接受，然后在视感知区形成“1”的轮廓感知信息，这个在视感知区形成的“1”的轮廓信息被传递到视觉性语言区，然后在视觉性语言区形成视觉性语言信息，并由一个或多个功能柱来加以存储。以后如果有与“1”形状相同或相似的形状信息，通过视感知区的感知，通过信息传递到视觉性语言区激活表达为“1”的功能柱，引起“1”的视觉性语言表达。而老师教你“yī”的声音信息传导到大脑的听觉初级皮质区，然后听觉感知区产生“yī”声音感知信息，接着，将“yī”的声音感知信息传导听觉性语言区，在这里存储到一个或多个表达为“yī读音信息”的功能柱。由于“1”的图案刺激与“yī”的声音刺激几乎同时或间隔很短的时间传导大脑的视觉感知区和听觉感知区，而两个感知区又几乎同时将其感知信息传导到各自语言区的定位功能柱，所以分别位于视觉性语言区的表达为“1”的定位功能柱和位于听觉性语言区的表达为“yī”定位功能柱同样几乎同时激活（兴奋），而这两个同时激活的位于不同语言区的功能柱就试图建立联系，经过反复多次的连接，两个功能柱就可以相互激活，建立起稳固连结。及至后来，发生一看到“1”的图案立即想到“yī”的读音，而一听到“yī”的声音就会想到“1”的形态（见图4-1）。这一机制，在巴甫洛夫的经典实验中已经得到验证。

随着接收的刺激愈来愈多，在感觉性语言区被赋予特定信息的功能柱越来越多，在接受组合刺激信息后建立的连结也就越来越多。于是及至后来，当感觉性语言区的某一些被赋予特定信息的功能柱兴奋的时候，通过它的辐射出去的连接通路兴奋其他的特定信息功能柱，产生与其相关的语言知觉，这也可能是大脑进行推导、思维和想象的基础。

我们再来看看，在二十世纪解放前夕的中国，在很多的地方，有很多人，我们把他们称之为文盲，而所谓的文盲，就是不认识文字符号的人群，从来没有人教授过他们这些文字符号与声音之间的连结，它们无法使用文字符号（书信）来表达对远方的朋友和亲人的问候，但是他们仍然拥有强大的语言交流的能力。在实际的生活中通过接受各种对具体物体定义的声音语言信息，来建立物体的视觉语言信息，最后衍生建立起物体的各种语言信息。例如，父母指着一头猪，然后对其说这叫“zhū”，对其反复建立联系后，你就知道这种动物叫“zhū”，然后会给你讲述：“‘zhū’要吃食，吃饱了才会长肥，肥后就可以杀了，宝宝你就有肉吃了”，于是，以后它们就会建立起对猪的许多信息，如，猪要吃食，猪要长肥，杀了猪就有猪肉，猪肉可以吃等信息。故此，它们在实际的生活中建立了强大的语言信息，完全可以进行语言信息的交流，只是无法使用抽象的文字符号来进行语言交流。所以，我在这里可以做出如下推断：

一、在人类语言的产生过程中，应该是首先结合肢体语言视感知听感知来对物体进行声音语言定义，由此产生了物体的声音语言信息。在开始的时候，其他人们无法明白声音语言的含义时，他可能使用肢体语言、视觉性感知信息（具体的物体）与听觉性语言的联系，从而诱导其他人们的视觉性感知信息汇聚形成视觉性语言，由此，由视觉和听觉组成的语言就产生了（见图4-3）。

图4-3人类语言产生示意图

二、没有相应的刺激就不会产生相应的语言，文盲们从来没有文字符号与发音的联合刺激，故此，也就不会产生文字符号的语言信息。这一点，在考古界可能随时发生，碰到一段古人的文字，却无法知道它的读音和意义，也就无法产生它原有定义的听觉性语言和视觉性语言。前面所述的“狼孩”也是如此，她们从来没有接受过人类听觉性语言的声音刺激，同样就无法产生相应的人类听觉性语言和视觉性语言。

三、从对某一刺激物进行视觉性和听觉性语言定义开始，与该物体相关视觉性和听觉性信息，甚至触觉性、嗅觉性和味觉性语言与之建立联系，随着建构的联系越来越多，与之相关的神经网络越来越庞大。而当其中的某点兴奋的时候，通过记忆系统的提取，可引发网络中其他的点兴奋，由此产生由语言信息介导的推导、计算、逻辑、思维、想象等大脑的高级活动。

从上文我们可以看到，人类的学习，无论是非联合性学习，还是联合性学习，都有神经网络的建立，而在长期的刺激作用下，可以建立比较稳固的神经网络，稳固的神经网络的建立有赖于记忆的存储。一旦建立起记忆的存储，该神经网络存储的经验和行为习惯就可能影响我们一生，但是建立的神经网络并不是一成不变，它随时可能被修改、完善、扩展等，比如前文所提及的在最初的时候，我们仅仅建立起了，“猪”与“zhū”的神经网络连结，是比较简单的，以后我们会学习到关于“猪”和“zhū”的许多信息，比如，“猪”是动物并且是一种哺乳动物，它有四肢，主要靠嘴来搏斗和获取食物，食物以植物性为主，家猪现在一般圈养，从出生一般5-6个月宰杀，肉质供人类食用，而这些信息不断的使原有的神经网络越来越庞大复杂，这就是神经网络的扩展。同样在原有建立的神经网络，其中有些错误的信息，人类在获得正确的信息后，会对原有的神经网络进行修改。比如，“踝”在四川经常与“guō”建立连结，一旦知道它的正确读音：“huái”的时候，然后改为与“huái”之间的连结。而这些都与神经元和突触的结构、特性以及递质与受体是密切相关的。

由上可得：学习的大脑机制就是神经网络的稳固建立，并且该神经网络一旦形成稳固连结，就会形成长时记忆，以后，大脑就将利用原有的资源，进行思维、计算、逻辑推理、判断、想象等高级活动进行更为复杂的学习，由此也将建立更为复杂的神经网络体系。