【光明日报教育家杂志社】脑科学告诉你，到底是什么决定了孩子的智力｜脑科学与教育
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1955年4月18日 ， 提出相对论的德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在美国普林斯顿病逝 ， 普林斯顿一位名叫托马斯·哈维的医生借解剖爱因斯坦遗体的机会 ， 取走了爱因斯坦的大脑 ， 试图从脑结构中发现这位天才不同于普通人的秘密 。 而事实上 ， 他除了将大脑保存在福尔马林中 ， 什么也没有发现 。
时隔多年 ， 神经学家玛丽安·C·戴蒙德在1985年发表论文 ， 报告爱因斯坦大脑中的神经胶质细胞比普通人多73% ， 此外 ， 爱因斯坦大脑的前额叶皮质中拥有更复杂的卷曲模式 。 那么 ， 神经胶质细胞和前额叶与智力究竟有什么关系呢？
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神经胶质细胞和前额叶与智力的关系
人脑可能是世界上存在的最复杂的系统 ， 约有1000亿的神经元组成了我们的大脑 。 1000亿是什么概念呢？大约是银河中存在的恒星数量 。 此外 ， 神经元之间的连接又形成了约100万亿的连接 ， 通过这些连接 ， 我们得以感知外界的信息 ， 并进行传导、加工 ， 最终做出反应 。 我们几乎任何一个行为或者反应 ， 都需要大脑的参与 。 这也是为什么人脑的重量只不过约为体重的2% ， 却要消耗大约1/6的能量 。
大脑在早期发育是非常迅速的 。 大脑在早期胚胎发育过程中 ， 最快每分钟可产生25万个神经元 ， 新产生的神经元会迁移至既定位置并功能固化 。 大脑中所包含的细胞类型比我们身体中任何其他组织和器官都要多 ， 目前科学家仍在不断发现和描绘大脑中的细胞类型图谱 。
神经元在迁移到目标位置后会和周围的神经元相连 ， 形成突触 。 人在出生之后 ， 这个过程仍在进行 。 在发育过程中 ， 大脑会形成远远超过成人平均数的神经元和神经突触 ， 大概在3岁左右 ， 会有大量的神经元和神经突触开始凋亡 ， 那些没有成功建立起有效连接的突触和神经元就会在这个过程中消失 。
神经元的轴突 ， 也就是大脑中的神经线 ， 在刚长出时是裸露的 ， 传递电信号的速度很慢；在发育过程中 ， 外面会被胶质细胞包裹上 ， 就像电线上套了一个绝缘胶套 ， 从而大大增加了电信号的传导速度 。 这个过程被称为髓鞘化 。 包裹在外层的神经胶质细胞 ， 就属于前文提到爱因斯坦比其他人多出的细胞类型 。 在大脑中 ， 神经元的数量只有10%左右 ， 其余90%起到支持、营养、免疫作用的神经胶质细胞 。 事实上 ， 神经胶质细胞的作用 ， 可能比我们想象中还要多 。
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不同智力人群的大脑皮层发育(Shaw et al ， 2006 ， nature)
【【光明日报教育家杂志社】脑科学告诉你，到底是什么决定了孩子的智力｜脑科学与教育】
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大脑和智力的关系
关于智力的定义和分类一直以来众说纷纭 ， 现在教科书上介绍的至少有五种 ， 一般来说可以通过认知或智力测试来定量测量 。
智力与脑的关系更为复杂 。 有研究表明 ， 智力分数与额叶、颞叶区的灰质厚度和功能连接具有多重相关 。 2015年美国有项关于儿童追踪研究证明 ， 考试成绩上的差距部分可以用额叶和颞叶成熟落后来解释 ， 但是额叶和颞叶的落后原因有可能是社会经济地位造成的 ， 我们可以简单理解为家庭条件 。
此前也有研究表明 ， 家庭条件差的孩子 ， 语言发展比家庭富裕的孩子慢 ， 原因可能是由于家庭贫困的孩子在4岁前每天听到的词汇量约只有家庭富裕孩子的1/3左右 。 使用磁共振成像的研究证明 ， 和智力相关的脑区在左前额叶皮层(前额后) ， 左颞皮层(耳后)和左顶叶皮层(在头顶后部)以及连接它们的白质关联区内 。
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