图源：Dean Stuart伊人在线

海马体的存在不但让咱们设置起理解舆图，还标明咱们对于夙昔的操心恰是设置在理解舆图上。

撰文 | M. R. O’Connor

译者 | M.W.

校对 | 里昂

乔恩（Jon）是个26周的早产儿，降生时体重仅0.91千克，无法我方呼吸。发轫的两个月里，他王人被放在保温箱中，但他最终如故班师地渡过了婴儿期和幼儿期。四岁时，他有过两次癫痫发作。好像一年后，他的父母启动留心到，乔恩无法记取日常生活中发生的事情。他记不起我方看过电视、在学校发生了什么、读过什么书。乔恩的智商是宽泛的，他能读写，在学校发扬也还可以。他能记取事实，却记不住过往的情景。

比及乔恩19岁时，他找不到去任何地方的路，他也不紧记熟悉的环境、我方的东西放在那里、以及两地之间的门道。

直到神经科学家用磁共振成像期间侦视他的大脑时，那些奇怪发扬的原因才终于被揭开。他们发现乔恩的海马体（颞叶深处的双侧脑区）极度地小，大致只须健康海马体的一半大小。而这似乎是由于婴儿时期的大脑缺氧（hypoxia）以及追随其而来的惊厥*（convulsion）对海马体细胞形成了严重毁伤，严重松弛了海马体的宽泛发育。

译者注

惊厥（convulsion）是一种躯壳肌肉快速反复收缩和消弱的医学现象，导致躯壳不受适度地摇晃。由于惊厥不绝是癫痫发作的症状，因此术语“惊厥”常与癫痫发作（seizure）混用。

海马体——对空间理解和操心至关垂死，受儿童对环境的探索、在空间中的导航的教授影响。丨Wikipedia

自1990年代以来，乔恩便已是诸多筹划论文的筹划对象了，但为了保护秘密，他的真实姓名并未公开。他的案例讲解海马体在东说念主体中起着至关垂死的作用。海马体的存在不但让咱们设置起对于空间的理解舆图*、匡助咱们记取位置并找到正确门道，还标明咱们对于夙昔的操心，即情景操心恰是设置在理解舆图上的。

译者注

理解舆图 （cognitive map）也称为心智舆图或心智模子，是一种心智表征，它做事于个东说念主获取、编码、存储、回忆息争码磋议其日常或隐喻空间环境中鼎沸的相对位置和属性的信息。

天普大学的心境学讲授诺拉·S·纽科姆（Nora S. Newcombe）讲解注解说念，“海马体演化出了空间导航的功能。咱们的一个规画是，在咱们演化的历史长河中，由于海马体的神经结构十分符合情景操心，于是被演化所‘劫抓’了”。

而空间理解和操心对东说念主类的酷好远超日常糊口：它们形成了咱们的自我感知。夙昔的操心就像是咱们个体身份的因循；咱们用它锻造了咱们生活中的独到叙事。是这些故事塑造了咱们的行动和方案，也为咱们姿色出对畴昔的设计的框架。

David Bonazzi

最近的筹划揭示了海马体在年少和童年时期是如何发育的伊人在线，而此时的神经回路正在渐渐熟练，新的细胞也通过放电将空间编码成了理解舆图。而孩子对环境的探索、在空间中导航、自身教养（self-locomotion）的教授王人会影响海马体的发育。

纽约大学神经科学中心的筹划员阿莱西奥·特拉瓦利亚（Alessio Travaglia）说：“这口舌常令东说念主振奋的发现，因为咱们一般认为大脑的熟练只取决于期间和基因要津。但咱们想讲解的是，大脑的发育不是一个要津，它关乎教授。在纽约成长的婴儿和在沙漠或丛林中长大的婴儿细则会有不同的阅历。”这个关乎神经可塑性的发现引东说念主入胜，但也敲响了警钟。儿科医师早已发出劝诫，儿童们玩耍的期间止境解放期间变少了，他们久坐不动的期间正变得前所未有地长。

Enrico Pierpaoli

一个多世纪以来，像乔恩同样操心缺失的东说念主们为科学家提供了一种筹划操心的新途径。科学文件中最驰名的渐忘症案例随机便是H.M.了。他最先是一位癫痫患者，自后在1950年代，也便是他27岁时，他的部分颞叶被通过手术移除，他也因此失去了获取及提真金不怕火情景操心的才智。恰是H.M.的案例使得科学家们发现，海马体是情景操心的源泉。

疏淡念念的是，咱们其实王人像H.M.和乔恩同样。谈及性掷中最初那些年的操心，咱们无一不是渐忘症患者。咱们没法回忆起2岁以前的事情，而直到6岁以前的操心也王人十分粗鄙和不可靠。这个奇怪的鼎沸叫作婴儿期渐忘（infantile amnesia），这之后是童年期渐忘（childhood amnesia）。几十年来，它们在东说念主类止境他物种（从大鼠到灵长类）中的普遍存在一直王人是个谜。天普大学空间才略与学习中心的首席筹划员纽科姆说，“寰球王人以为东说念主生最启动那两年太垂死了。然而，如若咱们王人没法记取这两年，它们又是如何个垂死法呢？对于这个问题，咱们确乎有一些谜底。但如若咱们莫得一个明晰干脆的谜底，那意味着，咱们对大脑的了解如故太少。”

西格蒙德·弗洛伊德定名了婴儿期渐忘，并将其讲解注解为一种压抑（repression）：大脑会幸免婴儿时期的理想和情谊参加成东说念主的心灵，而心境协调则可以再次通向那些理想和情谊。自后一些针对婴儿期渐忘的讲解注解王人试图反驳弗洛伊德的观念，并建议另一种假定：谈话习得让儿童有了永久操心的才智。但也有其他发扬出婴儿期渐忘的物种根底就莫得发展出谈话，因此这一不雅点的正确性仍存疑。

1978年，神经科学家林恩·纳德尔（Lynn Nadel）和约翰·奥基夫（John O’Keefe）出书了一册里程碑式的文章，《海马体动作理解舆图》（The Hippocampus as a Cognitive Map）。它建议一个表面：这个体式像海马同样的大脑结构是大鼠、东说念主类以止境他动物对环境进行表征的地方。这些理解舆图为空间操心、定向和导航提供了基础。值得留心的是，空间操心系统恰是从咱们自传式的回忆中提真金不怕火出了用于存储情景及叙事口头的素材。简直，咱们对教授的操心老是注入了期间-空间的配景。当咱们回忆很久以前发生的事，咱们就会参加一次精神上的期间旅行，将夙昔的事件发生的期间和地点在脑海中具象化。

奥基夫早期的一个发现支抓了这个表面：大鼠的海马体中有一类他称之为位置细胞（place cell）的神经元，当动物处于目生或熟悉的环境中，这类神经元王人会放电。不同的位置细胞在一个环境中不同的地方活跃，并共同形成了理解舆图。这项发现让奥基夫得到了2014年的诺贝尔奖*。在他之后，其他科学家们又发现了海马体中其他用于空间操心和导航的垂死细胞。这些细胞包括：根据在水平面上咱们的头部朝向何方而放电的头向细胞（head-direction cell），以及当咱们在一个环境中散步时放电并设置起坐标系的网格细胞（grid cell）**。

出动、探索、目生或熟悉环境中的教授王人会让这些细胞放电。有凭据标明，环境的丰富和复杂进程王人会影响神经元的数目，进而影响海马体的体积。比如在1997年，就有筹划者发现，在丰富环境***（纸管、筑巢用的纸条、滚轮以及可以再行摆列的塑料管）中探索过的小鼠比对照组多长了4万多个神经元。这些新增多的神经元让它们的海马体的体积增大了15%，况兼让它们在空间学习测试中的发扬存了权臣提高。筹划者们转头说念，是神经元、突触和树突数目增多的共同作用让这些动物们在测试中的发扬大大熏陶。

译者注

*科学家John O'Keefe 、May-Britt Moser、Edvard I. Mosel于2014年因发现构成大脑定位系统（GPS）的特殊细胞的筹划效果得到诺贝尔生理学或医学奖。

**头向细胞（head-direction cell）是在很多大脑区域中发现的神经元，只须当动物的头部指向特定场所时，它们的放电率才会增多到高于基线水平。网格细胞（grid cell）是在动物大脑的内嗅皮层（entorhinal cortex）中发现的神经元。它和位置细胞的相似之处在于，当动物经过给定环境中的一个小范围区域时，二者王人会发生激烈的放电；但与位置细胞不同，每个网格细胞王人会在给定环境中的多个位置放电，放电的位置节点无边整个环境，并形成六边形网格。

***丰富环境刺激（enriched environment stimulus）是指由于周围的复杂环境给大脑提供的物理和社会环境的刺激。大脑在更丰富、更刺激的环境中具有更高的突触发生率和更复杂的树突，导致大脑行动增多。

纳德尔说，在写书的经由中，他启动对海马体的发育经由感意思。其它的脑区在降生时就已经相对熟练，而海马体并非这样——不同动物的海马体熟练期间是不同样的。他说，“咱们当今已经有了对于海马体功能的表面。但是如若海马体失灵了，会发生什么呢？疏忽来讲，便是失忆症（amnesia）”。纳德尔的念念路指引他空料到对于婴儿期渐忘的神经生物学讲解注解。骨子上来说，像乔恩这样的孩子是因为海马体莫得发育全王人，是以才无法储存操心。纳德尔在1984年发表的一篇论文中表述了这一假定。他与共同作家斯图尔特·佐拉-摩根（Stuart Zola-Morgan）共同建议，只须当一个生物体的大脑能够对地点进行学习后才可能多情景操心，而婴儿期渐忘正发生于针对空间的海马操心系统尚未出现的时候。而如今，纳德尔却认为在这个假定中，非论是对婴儿期渐忘的界说，如故对海马体熟练经由的姿色王人太过疏忽化。但发育自己以及它与操心之间的关系已经成为神经科学夙昔30年的议题中十分重要的一环。大脑是天生就能发育出空间和情景操心系统的吗？如故说这依然由需要阅历的参与？

François Schuiten

步履神经科学家凯特·杰弗里（Kate Jeffery）在博士后期间与奥基夫同事，主要筹划的是海马神经元，她说，“我认为该界限还在束缚费力科罚这些问题，但咱们还莫得得出委果的谜底”。不外，她也讲解注解说念，截止咫尺为止的筹划揭示了一个神奇的经由：头向细胞是最先活跃起来的，然后是位置细胞，临了才是网格细胞。因此，理解舆图的这些构成零件对于哺乳动物的大脑来说天然是与生俱来的，但哺乳动物的大脑如故有一个获取空间常识的时期，而这一时期可能会影响海马体之后的功能。2010年，两个不同的筹划团队王人揭示了这个发展经由是如何发生的。他们在尚未断奶的大鼠脑中遗弃电极，在它们解放出动时记载海马体中单个神经元的放电。这两个团队一个来自挪威科技大学，另一个来自伦敦大学学院，二者王人从大鼠降生的第16天启动记载了数百个头向细胞、位置细胞和网格细胞。筹划者发现，在年少大鼠睁眼的几天后、启动离开窠巢探索环境之前，这三种细胞就王人已经出现了。但是在这三种细胞之中，只须头向细胞是全王人熟练的。幼鼠需要对环境进行几周的探索，然后位置细胞和网格细胞才会熟练。从这些数据中，两个团队得出论断：即使在形成理解舆图的“零件”就位之后，空间学习的才智仍会抓续提高。

神经科学家们集中了这些筹划完毕和灵长类动物及儿童的步履，来探寻这个经由在儿童大脑中是如何发生的。瑞士神经科学家皮埃尔·拉文克斯（Pierre Lavenex）和帕梅拉·班塔·拉文克斯（Pamela Banta Lavenex）建议，两岁傍边时，庄重在永久操心中分别物体的海马体CA1区启动熟练并与婴儿期渐忘作战斗。而从之后几年的幼儿期启动一直到成年，可塑性极强的齿状回（dentate gyrus）仍会进行神经发生（neurogenesis，新神经元形成的经由），渐渐熟练并启动支抓新操心的形成。

7岁之前，儿童的海马体体积和他们的情景操心才智有很强的关系—海马体越大，他们回忆事件细节的才智也就越强，而这也恰是童年渐忘全王人退散的年齿。纳德尔说，“海马体不是某天霎时出现的。但是它的功能确乎是徐徐完毕的；恰是这个积蓄以及海马体各个部分里面的贯穿让你有了永久情景操心。”2016年夏天，纽约大学神经科学中心的一个筹划团队在发表的文章中提到，他们发现海马体的发育极易受到学习的影响。该团队聘请了两个阶段的年少大鼠进行筹划，一个是降生后的第17天，大致对应东说念主类的2岁，另一个是降生后24天，大致对应了东说念主6到10岁的这一阶段。

通过测量海马体分子标记物的水平，他们发现了环境阅历是如何正向影响海马体熟练的。此外，他们还通过增多或减少这些分子的水平操控大鼠的海马体快进到操心保抓（memory retention）的阶段或延长婴儿期渐忘。

筹划者还认为，婴儿期渐忘与重要期磋议，而重要期是环境刺激对大脑可塑性的影响尤其活跃的阶段。上述筹划的作家之一特拉瓦利亚说，“重要期是神经系统最为敏锐的阶段，如若这时候它莫得给与到正确的刺激，大脑的宽泛发育将会被松弛。当今咱们的假定是，东说念主类的大脑在重要期也需要正确的刺激。这是对于获取操心尤其重要的发缓期。缺少合适的刺激会导致理解和操心上的不及。”

Tang Yau Hoong

除了环境自己，另外一个对于海马体来说十分垂死的刺激可能便是自身教养了。2016岁首，亚利桑那州立大学心境学讲授阿瑟·格伦伯格（Arthur Glenberg）建议一个假定：当儿童启动爬行、走路时，婴儿期渐忘就启动消退了。格伦伯格与共同作家贾斯汀·海耶斯（Justin Hayes）建议，一朝婴儿脱离了成东说念主的怀抱，启动在空间中我方探索，他们大脑中的位置细胞和网格细胞就会启动放电、对环境作出反应，并将婴儿探索的环境进行编码，最终形成情景操心的框架。格伦伯格夙昔20年的筹划王人聚焦在具身理解表面上，该表面认为，无论是疏淡志如故不测志的理解经由王人离不开咱们的躯壳，就像笛卡尔说的那样。咱们辞全国中的教授及念念考王人与咱们的腿、胳背、眼睛、耳朵、教养系统以及情谊系统的存在密不可分。格伦伯格说，“如若躯壳莫得影响理解等才智的演化，那才不对理。咱们不是算计机，咱们是生物系统。咱们不是被设定好的要津，而是演化的居品。咱们应该把东说念主类的理解看作是其他动物的理解才智之延长。”

Sam Falconer

在一次对于儿童发展的学术会议中，格伦伯格灵机一动，具身化（embodiment）或能匡助他解开婴儿期渐忘的谜题，而且一些相配风趣的凭据刚巧支抓了他的这一假定。2007年，英国的一个筹划小组发现，9个月大的婴儿爬行的启动与其理解水平上无边的飞跃密切关系：他们的操心检索才智愈加天真且熟练了。筹划者们还发现，熟练和自身教养能够提高小鼠的空间学习和神经发生水平。不外自身教养启动的日夕似乎远莫得儿童探索环境的进程垂死；2014年，荷兰的筹划者发现，在4岁之前，童年期探索环境进程更高的儿童领有更强的空间操心才智以及流体才略（fluid intelligence），也便是科罚问题、转头法例以及逻辑的才智。而格伦伯格的目的并不可讲解注解为什么儿童从生命最初启动自身教养到6岁时领有领略的操心才智要花上这样永久间。他建议，这可能是因为儿童需要满盈丰富的空间探索及复杂理解舆图设置的教授，来发育出像成东说念主同样全面运作的海马操心系统。

格伦伯格说，“10个月大的婴儿可能知说念他家隔壁的路，但如若让他从家走到公园就不太可能了。他们需要普遍行走的教授来发育出复杂且相互关联满盈多的一系列神经元来支抓操心。”

纽科姆在一次学术会议上的演讲曾启发了格伦伯格的假定，而前者认为，天然格伦伯格的目的还仅仅规画，却正促使科学界往正确的场所发展。对她来说，海马体可塑性最为眩惑东说念主的少量是，咱们对它的进一步意会很可能会教导对教养受限残疾儿童的协调进展。如若咱们在重要期为儿童提供能缓助自身教养的器械，会不会匡助他们得到理解技巧呢？2012年的一项筹划露馅，有严重教养劣势的婴儿在使用定制的推车进行出动磨砺后，与对照组比拟，他们在理解息兵话测试中得分王人更高。该筹划中，一个7个月大、患有脊柱裂的婴儿在理解息兵话技巧上的最先速率致使越过了在他的年齿应有的水平。

跟上一代东说念主比拟，当今的孩子们进行解放行动及户外教养的期间大大减少了。一项筹划发现，在1981到1997年间，孩子们解放玩耍的期间减少了25%；另一项聚焦于西雅图的学龄前儿童的筹划发现，孩子们一天70%的期间王人在坐着。因此，尽管好意思国儿科协会建议每天至少作念2小时体育行动，大部分孩子却莫得这样多玩耍的期间。根据咱们对海马体发育、婴儿期渐忘以及空间理解三者之间关系的最新意会，除了要抵挡肥美以及多动症等问题，咱们还要让孩子们有探索和设置理解舆图的契机，因为他们的理解健康，也便是大脑中将通过多样口头束缚影响自我感知的那部分恰是有赖于这些契机才得以宽泛发育。普遍数据标明，成瘾、创伤后应激艰苦、精神分裂症以及阿兹海默症的发生王人与海马体体积的下跌磋议。

还有一些疏淡念念的凭据标明，大脑的空间理解才智中贮蓄着才略的好意思妙。在2016年9月的《天然》中，一项针对5000名“数学才智超常的后生”抓续45年的筹划发现，这些东说念主的专利数及经同业评审的期刊文章数目和他们在空间才智测试中的得分具有关系关系。该筹划的庄重东说念主之一大卫·鲁宾斯基（David Lubinski）告诉《天然》期刊，“我认为（空间才智）可能是最为未知且未经开辟的东说念主类潜能。”

当今看来，婴儿期以及童年期渐忘其实是咱们的大脑正在为教授学习打基础。天然咱们记不得那些早先的教授，但是他们最终塑造了咱们成为委果的“东说念主”。纽康姆说，“这是咱们意会东说念主类心智和大脑止境发展的无边奇迹中的垂死一环，它酷好紧要。”

本文经授权转载自微信公众号“神经本质”，裁剪：Orange Soda，原文：https://nautil.us/issue/40/learning/for-kids-learning-is-moving。

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