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为什么有的人很聪明,大脑结构有什么不一样吗?

Pixabay / CC0

莫神筋,有脑洞的生物狗

简单来讲,不是结构不一样,而是大脑发育关键期的营养和教育经历不同

是否在正确的时间,正好让大脑吸收了足够的营养、保持健康,并接受了充分的学习锻炼,应该才是一个人成年后智力高低的关键。

具体来说是这样。

脑发育有几个关键期。

但其实所谓的关键期,时间都很长。这些关键期加起来,几乎涵盖了一个人 1/5 的生命。这些关键期,出现在婴儿期(出生到 6 个月左右)、幼儿期(半岁到 6 岁左右)、儿童期(7-12 岁左右)、青少年时期(12-18 岁左右),甚至是成年的初期(18-22 岁左右)。

有医学核心期刊资料显示,通过澳洲学者对大约 300 名早产儿观察长达二十几年的结果来看,出生 28 天内用母乳进行喂养的早产儿,足月时有更大的深核灰质体积。在 7 岁后(入学年龄),上述这些母乳喂养的早产儿具有比其他对照组早产儿更高的智商、学业成就、记忆能力和运动能力。这种影响造成的差异,甚至持续到这些早产儿进入青少年期,乃至是成年初期。相关研究的观点认为,造成这种差异的关键原因,在于母乳中含有较牛乳更高的低聚糖、长链不饱和脂肪酸及乳铁蛋白等营养物质。所以,上述重要营养应该是出生婴儿保证脑发育的重要营养条件之一。

要了解再往后的几个脑发育时期大脑如何发展,首先需要大家了解两个重要神经组织:灰质和白质。

灰质中含有大量神经突触,是神经信号深度处理的重要部位,与学习、记忆、感知判断、语言、情绪、决策、自我控制能力等一系列人类高级行为有关,相当于电脑的芯片组。

白质是大量神经纤维聚集而成,负责神经信号的快速传导,相当于电脑里面各路数据线。

灰质越多,脑组织可塑性越强;而白质越多,脑组织反应速度越快。

幼儿期之后,脑发育主要体现在头围的持续增加,此时灰质和白质同步增加。

所以小婴儿总喜欢把任何东西放进嘴里,并慢慢开始学会走路、用餐具吃饭、语言表达、。不过,由于这个时候大脑还在快速扩增期,所以灰质和白质属于动态增加中,因此幼儿往往会出现语言含混不清、逻辑时常不对、身体不协调等等现象。比如跟幼儿园小朋友聊天,经常都从他们口里听到一些惊为天人的神逻辑……

而进入儿童时期(7 岁左右到 12 岁左右)后,乃至之后进入青少年时期(12-18 岁左右),脑就不再增大了。文献上高大上的讲法一般是:TIV(全部头颅内体积)无显著变化。

这个时期,其实就是学龄期。除非有脑部疾病,在进入这个时期后人的脑容量都能达到正常水平。即使人与人之间在脑容量和褶皱结构有细微差异,这种差异也不影响智力水平。

不过,这段时期脑内部各个功能区的灰质白质比例,却的确开始发生很大变化。

总体来讲,这段时期人的脑灰质占比是不断缓慢下降的,而白质占比则不断增高。

灰质减少?难道我们开始变笨了?不是。

这是人从广泛学习阶段向专精于某些领域的必然发展结果。灰质减少脑回路就减少了,胡思乱想就会少些;腾出来的颅内空间,就用来容纳了更多的白质。

灰质减少,会让大脑的神经回路变得更短更简洁;白质增多,各脑区之间协同运算的速度就越来越快。所以,人就会在自己熟悉的领域里越来越得心应手。

例如,等到了初高中的时候,我们已经很清楚数学作业找什么样的人抄,准确率比较高还不会被告发;期末考试的时候,到底是选 A 还是选 C 比较不容易出错……咳咳,严肃严肃。正常应该这样讲:这也就是为什么,读幼儿园时算个加减法还要掰手指头的娃,等到了初高中都能轻松默算四位数的四则混合运算、代数、平面几何、解析几何。

因此,在进入学龄期之后,能在什么样的环境下学习,从中接受到怎样的大脑思维锻炼,奠定了一个人的智力水平。

在上述总体趋势之下,脑各部分功能区的灰质和白质比例变化,是因人而异的。

* 海马回、杏仁核、左颞下回在学龄期是灰质增多白质减少。这说明人在儿童到青少年期的记忆力较强,对于语言表达、情绪控制、平面和立体图形认知都处于活跃学习期。这个时候,学遣词造句、沟通和图形相关的知识,正当时。

* 顶叶的灰质比例不断缓慢下降。说明通过这一时期的学习,人的数学计算和逻辑思维能力逐渐趋于定型。如果老师和家长在这个时期加强一个人的数学和逻辑分析能力训练、思路搭建,往往效果会受益终生。

* 额叶灰质水平在整个儿童期、青少年期也都是缓慢下降的。说明情商在整个学龄期都处于可塑性很强的阶段,并逐步趋于定型。所以,一个人青少年时期和哪一类人群接触较多,对今后如何表达情绪、怎样进行交流和沟通,具有很大的影响。

* 上、下纵束、内囊、扣带束白质增多。说明青少年对于身体控制越来越在行,运动能力增强。嗯,想起了当年我正处在上房揭瓦下河捞鱼的年纪,却天天在家啃试卷和作业……

* 弓形束白质增多。说明学龄期内,人的表达能力开始大幅提升。所以,我们的作文从最开始千篇一律的“扶老奶奶过马路”,慢慢演变成了各种叙事文、散文、诗歌和议论文。一些优秀的同学,到后期开始发散这一能力:给心仪的异性写情书、各种借机表白,并开始在各大媒体的评论区各种混存在感……

* 除此之外,儿童期(7-12 岁)脑发育和青少年期(12-18 岁)还是略有不同的。

* 儿童期灰质体积增加的主要是额叶,也就是说 7-12 岁的娃,情商能力将较幼儿园时期显著提升,同时也是锻炼一个人目标坚定性和自控力的关键时期。这个时期错过了对自控能力的训练,以后搞不好就会是个拖延症,最终发展成为懒癌青年……(手动滑稽)

青少年期海马回、杏仁核、梭状回灰质增加,表明 12-18 岁是记忆能力、情绪控制能力和立体解析能力的锻炼关键期。

与此同时,青少年的中央沟开始出现灰质减少趋势,并且这种趋势由中央沟向顶叶、额叶扩展开来。说明初高中时期的人,对于情绪控制、目标坚定性、逻辑思维能力逐步趋于定型。所以,这个时期对性格的塑造非常关键。是热情洋溢,还是内心坚韧?是多愁善感,还是沉稳大气?基本上到了高中,就已经初现端倪了。

另外,男孩儿和女孩儿在这一时期的学习和思维锻炼方式,应该是略有所不同的。

女孩儿在 6-18 岁期间海马回增长比男孩儿更快,所以这个时期女性的记忆能力相对较强。

双侧颞上回、双侧额下回区域的局部灰质体积,学龄期女孩儿显著大于男孩儿;左侧颞叶、右侧顶下小叶、双侧额中回区域白质体积,学龄期女孩儿也显著大于男孩儿。这说明学龄期女孩儿在语言文字表达能力上,开始出现与性别差异相关的优势。(所以,你要想得到一个不整天叨叨你的老婆,要从小学开始培养她沉默寡言……哎呀!老婆我错了,别打脸别打脸!)

男孩儿在学龄时期杏仁核增长较快,说明在应激反应控制、对危险信息的学习和记忆、对面部的识别能力都快速增强。所以,小愣头青们开始拉帮结伙到处闯祸,并从中学习了诸如马蜂窝的正确捅法、如何拿到三杀四杀五杀、女生抬手是要摸脸还是扇巴掌等等知识。(诶?我中学都学了些啥?好像哪里不对?)

另外,这一时期男孩儿的左侧顶上小叶、双侧顶下小叶、左侧楔前叶、双侧缘上回等脑区,灰质下降速度明显,说明这一时期男孩儿的空间想象能力、数学思维能力可以得到大幅加强。所以,这时候玩玩 FPS 游戏、学学 3D 建模、立体几何、解析几何什么的,应该比较容易上手,说不定还能为以后考驾照、学设计做点铺垫。

所以你看,一个人聪明不聪明,可能关键要在对的时期选择对的学习方式,正好顺应脑发育的趋势。等灰质以较好的方式精简到成人水平时,如果白质也更发达,人应该就会更聪明。

例如,有很多学者研究过爱因斯坦的大脑,其中学术界比较认可的一点,就是有文献说到爱因斯坦脑部左侧顶叶的神经胶质细胞比较丰富(白质发达)。而这一部分脑,正好负责空间想象和数学计算。

主要参考资料:

1. 母乳营养成分及早产儿脑发育研究进展

[中国当代儿科杂志, 2019, 21 (6) :607-612]

2. 大数据时代的大脑科学 -- 绘制智力的蓝图

[郭爱克

Progress in Biochemistry and Biophysics

DOI:10.3724/SP.J.1206.2014.00208]