在飞速变化的世界，谁不希望自己的孩子拥有光明美好的未来。可是未来无法预见，我们只能帮助孩子做好准备应对瞬息万变的世界。而在脑科学家看来，人类的大脑回路上，就镌刻着人类的历史和未来。烧脑神剧《西部世界》描写的就是人工智能（AI）与人类共生的未来。作为其科学顾问，美国斯坦福大学客座教授、知名脑科学家大卫·伊格曼，日前在上海交通大学分享了他对人类大脑最新的实用化研究成果。除了脑科学理论，他的脑科学试验更是创造性地为构建创新型教育提供了新思路。他说，教育关注过去的知识和既定的结果，但更应当向前看，看向孩子将要设计、建设和生活的世界。

脑科学事关重大。我们的美梦、清醒时的人生，都源自大脑中飞速运动的数十亿细胞。更清晰地认识大脑，能阐明我们为何对某些事信以为真，我们为何相爱，该如何接受教育，如何构建更好的创新学校，甚至如何设计自己的身体？

青少年时期，我们看待世界方式的改变是由大脑的定期变化造成，这也是人类自出生以来，大脑的第二个过度生长时期。

这些变化促使我们变得更具自我意识、更爱冒险、更容易因受同伴的影响而采取行动。对全世界在教育孩子时受挫的家长来说，这包含一条重要信息：青春期的孩子是什么样的人，不单是他的某种选择或态度带来的结果，更是剧烈的、不可避免的神经变化的产物。

现代脑科学研究使人们知道，人类大脑的构建时间长达25年。青少年时期更是重要的神经重组和改变的时期。这个时期的大脑进入第二个过度生长的时期：前额叶皮质长出新的细胞和新的连接，即突触，为大脑塑型创造新通路。这一轮过度生长之后，则是持续大约10年的修剪：较弱的连接被修剪掉，较强的连接得到强化，这一过程贯穿整个青少年时期。修剪带来的结果是，在青春期，前额叶皮质的体积每年大约缩小1%。青春期的大脑回路塑造，为走上成年之路奠定了学习基础。

青春期大脑发育也导致青少年比成年人有更强的社交焦虑。为了了解青少年大脑的运作情况，伊格曼曾经做过一项简单的实验。请成年人和青少年志愿者坐在商店橱窗里。然后，拉开橱窗帷幕，让志愿者直接面对窗外的世界，暴露在路人的目光之下。

在把志愿者送入这个尴尬的社交情境之前，课题组为每个人配置了测量情绪反应的设备。成年组中，被陌生人盯着看让他们产生了一定的应激反应，这一结果完全符合预期。但在青少年组中，同样的体验产生的情绪反应非常强烈：青少年被人看时要焦虑得多，有人甚至颤抖起来。

为什么成年人和青少年之间存在这样的区别？

答案与大脑里名为内侧前额叶皮质的区域有关。美国哈佛大学的一项研究发现，人类从童年进入青春期时，大脑内侧前额叶皮质在社交场合变得更加活跃，并在15岁左右达到峰值，此时，社交场合承载了大量的情绪负荷，导致高强度的自我意识应激反应。简言之，青春期的孩子对自我的考量，即“自我评价”，有着极高的优先级。与之相对应，成年人的大脑已经对这种自我感习以为常，因此他们对坐在商店的橱窗里没那么在意。

除了不善社交和情绪高度敏感外，青少年的大脑还更爱冒险。青少年的大脑与成年人的相比更易受到冒险行为的诱惑——无论是开快车还是用手机发不雅照片——这主要与大脑应对奖励和激励的方式有关。

从童年进入青春期，人类大脑中与寻求愉悦相关的脑区，如其中一个名叫伏隔核的区域，对奖励表现出越来越强烈的反应。青少年这些区域的活跃度和成年人一样高。但是，青少年眶额皮质的活动跟童年时差不多，这一区域与决策、注意和模拟未来结果有关。成熟的、追求愉悦的系统，配上不成熟的眶额皮质，导致青少年在情绪上高度敏感，控制情绪的能力比成年人要弱。

神经学认为，你是什么人，取决于你来自什么地方。人生中的所有经历都塑造着大脑的微观细节。

从单独的谈话，到一个人所属的更广义的文化，大脑永不停歇地改变形状，持续重塑自身回路。而因为每个人的经历独一无二，所以每个大脑神经网络里广阔而复杂的连接模式也独一无二。这些模式还在不断地改变你的整个生活，“你是谁”也因此在不断变化，永不停止。

“有意识的我”只不过是大脑活动中极小的一部分。人的行为、信念、偏见都受意识无法访问的大脑网络驱动。思考有时反而会“坏事”，无意识的状态下你往往表现得更好。

讲座现场，伊格曼先和听众们进行了几个有趣的小试验。第一个小试验，他让大家左右手拿起两支笔，同时在空中镜像地书写自己的名字。奇怪的是，一旦你思考下一步的笔顺、笔画，就不会写字了；而不进行具体思考的放松状态下，却能轻易完成。

另一个试验，假想你在街对面正想买一副29美元的耳机，朋友打电话告诉你，两个街区之外同样的耳机，仅售19美元。此时，大多数人愿意走两个街区买便宜耳机。然而，当购买的产品换成一个售价567美元的手机，同样两个街区之外，同样的手机仅需557美元。此时，愿意走两个街区买更便宜手机的人明显变少。虽然差价都是10美元，但决策不同了。

伊格曼解释说，很多时候，人的决策看似经过思考，但其实是无意识的结果。人类的大脑从未停滞不前，从摇篮到坟墓无时无刻不在发展。

目前所知，我们是唯一进化到如此复杂的物种。很多看似没有难度的日常行为，都是大脑数亿神经元共同工作的结果。在这个三磅重的器官里，对于大脑无意识的部分，直到今天，我们仍不了解它们是怎么运作的。

年轻人大脑中运作的认知程序和毕加索、NASA工程师的并无不同，但是年轻一代的大脑还需要更多的训练。

短短几十年中，人类已经由制造经济过渡到信息经济。合成生物学家、自动驾驶汽车设计师、多媒体工程师等新兴职业，成为了未来的开路先锋。而十年之后，我们的工作与现在又会大有不同。

在不可预见的未来世界，学习的意义在于创新，只有那些能够创新的人才能成功。伊格曼提出，构建创新型的教育应遵循以下这些原则：

第一，让孩子在玩耍与模仿中找到平衡。创造力的教育要在自由玩耍和模仿学习模式中找到一个平衡点，最佳模式是既能提供给孩子参考的先例，又不限制他们的选择。

比如教小学生画苹果，老师先在黑板上画了一个，那么大部分人也都和老师画得差不多。随后，老师教给学生很多种不同画苹果的方法、不同的风格，如超现实主义、印象主义和波普艺术，并用各种材料和方式来创作，如水彩、点彩绘画、马赛克、素描、蜡笔、闪粉、粘贴画、印章、线条等，并且要求学生随意混合使用各种技巧，产出“苹果的各种可能”。这一次，几乎没有学生再照着老师画了，他们掌握了所学的东西并用自己的方式运用它们。

又如通过挖掘过去产生新可能，让孩子从不同的角度去理解现有的故事。《三只小猪的真实故事》，这是从大灰狼角度重新讲述的《三只小猪》，大灰狼解释称，它并不想呼呼吹走小猪的房子，这都是过敏惹的祸。与之类似，还可以让学生通过想象历史的其他可能性，来激发大脑的智力，并创造性地开采已学到的知识。

第二，培养孩子多向解决问题的能力。教学中的最佳实践显示，就一个创造性的问题，要求孩子想出多个解决方法。想出多个解决方案是需要训练的，这种训练需要尽早开始。很多时候，孩子们可以从故事中获得启发，随后就能创造自己的模式了。

第三，鼓励孩子进行有风险的创新。任何开放式问题都会增加冒险的风险，孩子只能依靠自己寻找答案。

拿经典的“扔鸡蛋实验”来说，答题的方向其实较为单一：为一颗鸡蛋设计一个降落伞。然而，想要成功完成这一任务，孩子需要掌握重力、空气阻力的原理，还要调查、研究工程的基本原则。如果鸡蛋摔碎了就要分析一下原因，改进装置然后再次尝试。能从失望中反思并坚持进行项目直到成功，要比尝试的次数重要。

另一个鼓励冒险的方式是解决现实生活中的难题，即那些目前还没有找到答案的难题。在美国宇航局（NASA）“畅想火星”项目中，孩子们需要为人类在其他星球上生活创作生存指南。这要求他们分析一个社区在地球上存活的所有影响因素，如生活区、食物、水、氧气、交通、废物处理和必要的工作。他们还必须考虑，怎么做才能将这些所需移植到这个令人生畏的星球上？该如何呼吸？在哪里运动健身？从杯子到棉花球，乐高积木到管道清洁器，孩子们用各种各样的材料打造他们的社区。这样的练习能够使孩子思考最前沿的科学，并体验那些尚未解决的问题中所存在的风险。为了建构一个充满创造力的成年社会，鼓励那些不怕错误答案的学生冒险至关重要。

25岁后，大脑真的定型了吗？

到了25岁，大脑童年期和青春期的转化终于结束。但是，大脑即便在成年期时也在不断重塑。

英国科学家曾做过一项测试，要求有志从事出租车司机工作的人记住伦敦庞杂的道路，外加所有可行的排列组合。这是一项非常艰巨的任务：知识库覆盖了全伦敦320条不同路线，2.5万条大街，2万个地标和兴趣点，以及任何一个乘客想去的地方。

科学家扫描了若干出租车司机大脑，尤其关注海马区，这是记忆力尤其是空间记忆力的关键区域。结果发现，出租车司机的大脑有明显的改变：他们的海马后部明显变得比未参加考试的对照组的大了许多。

这意味着，成年人的大脑并非固定不变，而是可以进行重新配置的，且变化程度之大是训练有素的研究人员能看得出来的。

虽然大多数变化无法用肉眼观测，但你所经历的一切，都改变了大脑的生理结构，这些不可磨灭的、微小的印象积累起来，造就了你是什么人，也限定了你能够成为什么人。

作者：储舒婷
编辑：顾军
责任编辑：姜澎

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