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丰富环境只是相对于动物和人生存的单调环境而言。神经系统的发育是遗传因素和环境因素共同作用的结果，脑由环境和经验塑形已成为事实。1947年美国人赫布（Hebb）提出丰富环境的概念，这一模式被广泛用来研究环境对脑功能的影响，也为特殊儿童的感知觉训练奠定了理论基础。
自Hebb提出丰富环境概念以来，国内外学者对此进行了众多实验研究。研究结果证实，丰富环境能促进中枢神经系统的发育以及功能恢复。
丰富环境对大脑发育及可塑性有极为重要的影响，这已在细胞、分子、生理和行为等各个水平上有广泛研究。行为学的实验证实，丰富环境暴露可以提高动物的行为学表象，增强其空间学习能力；对视觉的研究表明，在丰富环境中饲养的猫，其神经元的方位调谐曲线较对照组动物更窄，显示这些动物具有更强的视觉空间分辨能力；对听觉系统的研究也显示，丰富环境饲养能够显著提高听觉神经元听反应的强度和对纯音的选择性，同时，降低听反应的阈值和反应潜伏期
。
对丰富环境的研究众多，但是，何为“丰富环境”?1978年丰富环境首次被定义为：复杂的无生命物与社会刺激的复合体，即动物的饲养环境空间增大，内置物体丰富而新奇，成员较多，不仅提供了多感官刺激和运动的机会，而且赋予了相互间社交性行为的可能。这是相对于标准环境和孤独环境而言，标准环境是指每只笼里有实验用老鼠3~6只，但不提供物体；孤独环境是指每只老鼠单独饲养于一个很小的笼子里，不提供物体；丰富环境是指大鼠在大笼中饲养，每8~12只老鼠一组，笼内放置不同颜色及形状的物体，包括转盘、管道、斜坡和玩具等，并按一定的频率更换以造成新异的刺激，这种环境不仅提供了多感官刺激和运动的机会，而且赋予了社会性情感体验的可能。在丰富环境中饲养的动物被称作“丰富动物”。如今的研究，对丰富环境的具体设置各有差异，但总的原则是要增加自愿物理运动、社会性刺激及相互交往的机会
。因此，概括地说，丰富环境是指具有可操纵的多个物品、社会整合因素刺激与体力活动（或运动）的联合体的特征性环境。
丰富环境通过对多感官的刺激，使皮质躯体感觉运动回路重组，感觉运动和学习记忆功能得到增强。
实验研究中，将小鼠出生后暴露于丰富环境中，成年后与标准环境中的小鼠相比，发现其在视觉水迷宫测试中，视觉敏锐度增加了18%，说明视觉环境的复杂性显著影响着视觉系统的发育
。Woodcock
让断奶前的大鼠每天接受25分钟的丰富环境刺激，里面设置极其丰富，提供了具有触觉、前庭觉、视觉、听觉、温度觉、嗅觉、运动觉刺激的物体，同时结合触摸刺激和鼠妈妈的舔抚刺激，结果发现动物成年后在Hebb-Williams迷宫中解决问题的能力比断奶后接受同样刺激的大鼠强。尽管二者都有神经解剖和神经生化的改变，但对学习记忆的作用只在断奶后才能测出，证明断奶前环境刺激对学习记忆的效果优于断奶后，并伴有海马结构的改变。同时生后18天大鼠的短期记忆与生后23天大鼠的无差别，但长期记忆能力要差，可能与海马发育延迟有关。因为，丰富环境刺激可以加速断奶前大鼠海马的发育，即断奶前接受丰富环境刺激的大鼠，到青年时期表现出较未接受丰富环境刺激的大鼠更好的长期记忆。
已有研究证实，丰富环境对脑发育和脑损伤修复具有显著的促进作用，而脑发育与脑损伤修复的基础是神经可塑性。丰富环境可以促进中枢神经损伤者神经的再支配，这与教育学上提出的丰富环境对儿童智力发育有益的基本理论不谋而合。
众多的形态学研究证实，丰富环境可引起神经系统形态学结构的变化，如脑质量增加、体积增大、皮质增厚。对“丰富猫”的研究发现
，与在标准环境中饲养的猫相比，其体质量增加10%，脑质量增加7%，视皮质增厚，脑的总长度不受影响，脑半球的宽度和长度增加5%，脑血管生成也有所增加。丰富环境刺激后还可以使神经元胞体增大，细胞的凋亡减少。最重要的形态学改变是树突、轴突及突触的变化。具体包括：神经元树突变长，树突分枝增加，密度增大，树突数目增多，轴突增多，突触及突触小结变大，新突触连接增加，突触囊泡聚集密度增强等。
突触可塑性常联系着行为学功能的改变，丰富环境的刺激主要影响着感觉运动和学习记忆功能，二者分别主要定位于皮质和海马。几十年来的研究证实了丰富环境对行为学功能尤其是学习记忆功能的促进作用。复杂的环境能改善实验动物的脑功能，加强其在复杂的行为学测试中解决问题的能力。丰富环境刺激可补偿脑损害导致的障碍和神经退化。
对27个月的老年鼠进行丰富环境刺激，发现其随年龄减弱的空间记忆能力得到明显改善，氧化亚氮合酶的活性也显著增加，减轻了氧化亚氮产物引起的神经损害。有学者认为，即使物理损伤恢复了，但认知的缺陷会持久存在并影响着那些慢性患者的生活质量，损伤后的空间导航和记忆缺失可持续数月。非侵入性的环境刺激对减轻认知障碍和维持组织完整是有益的。在行为学测试中，应用最经典的是水迷宫试验，它与空间学习记忆密切相连。如癫痫后眩晕状态产生后28天大鼠，在丰富环境刺激28天后，虽脑电图和脑形态学改变无差异，但在水迷宫试验中，其认知能力得到改善
。
丰富环境可促进脑损伤后功能或结构的恢复，目前的动物实验主要从形态学和行为学两方面阐述了环境干预对脑可塑性的影响，对于其如何促进中枢神经系统生长发育，使受损神经修复的机制有待进一步研究。但近年来的研究表明，丰富环境不仅引起脑的神经化学和神经生理变化，也影响神经元的发生。
研究还发现，丰富环境刺激可诱导脑内神经营养因子的表达，尤其是增加神经生长因子的数量和神经生长因子受体的密度，而神经营养因子在脑损伤后修复过程中均有重要作用。另外，丰富环境还可以促进大脑神经纤维髓鞘的发育，从而影响中枢神经系统的发育和修复过程。
总之，丰富环境、被动活动、主动学习和训练对于脑损伤与发育迟缓者功能的康复具有重要作用。丰富环境刺激还具有神经保护作用，提高中枢神经系统的环境适应能力，降低再次受损的危险性。因此，如果将丰富环境结合被动活动和主动学习与训练运用于教育、康复中，将会显著促进脑损伤与发育迟缓者认知能力和感觉运动功能的恢复与发展。
延伸阅读
最新发现：人类大脑的“人性基因”正加速进化
http://www.360doc.com/content/1610211/00/12484715_533768411shtml
生物谷报道：生活在大城市里的人与世世代代生活在封闭区域的人相比，其聪明程度的差距可能正在拉大。美国华人科学家、芝加哥大学助教Bruce T.Lahn（蓝田）吃惊地发现：人类大脑中的一组“人性基因Humanness”仍在以超乎寻常的速度进化！这一组基因决定前人类的脑容量以及智力的进化和发育。由于这组基因的进化与人所处社会的文明活动有关，大脑的加速进化还可能带来一些社会后果——可能会导致不同社会中人种间的智力发展不平衡。这一组基因是通过对大量高等生物的基因组比较筛选出的候选基因。
这一研究结果刊登在2005年Science 9 September杂志上，由华裔科学家蓝田领导的研究小组的新发现有可能引发人类学家激烈的争论。蓝田同一课题的两篇论文
同时发表在同一期Science杂志上，实属罕见。这两篇论文分别介绍了人脑中两个正在高速进化的“人性基因Humanness”，以证明人类大脑仍在高速进化。其中一个名为ASPM的基因在距今5 800年前才出现，另一个名为Mi-crocephalin的基因是距今37 000年前出现的。此前，人类学家认为20万年前现代人出现之后，人类进化就“定型”了。蓝田等人的研究可能引起人类学家对现代人进化速度的重新关注。科学家认为，这两个“新基因”可能决定人脑的容量，进而可能影响到人类的智力水平。
科学家推测，这两个“新基因”的出现可能与农耕、语言、文字等人类文明活动的出现有关，这似乎表明了人类基因进化随着社会文明的不断发展而推进，两者之间存在一种因果关系。另一方面，由于人类文明发展速度不平衡，一些落后地区的人大脑中“人性基因”的进化速度可能较为缓慢。
美国科学家说，基因分析表明，直到现在为止，人类的大脑一直在快速进化过程中，而且这种进化与人类文明的兴起有密切联系。
早先的化石和基因证据表明，人类和黑猩猩在约600万年前由共同的祖先“分家”，此后人类祖先的大脑快速进化，并产生了较高级的认知功能，直至距今约20万年前现代智人出现为止。在人们的习惯观念中，现代人类大脑在生理上已经“定型”了。
由芝加哥大学科学家蓝田博士领导的一个研究小组，对人类体内管理脑容量大小的两个基因的演变进行分析。他们共搜集了世界各地59个民族、1 000多人的基因样本，并发现这两个基因都正在进化中，现代人的大脑没有“定型”。
蓝田解释说，这种进化并不是同时发生在整个种群中，而是一个漫长的选择过程。极少数个体率先发生基因变异，出现新的单模态；而基因的新单模态使这些个体获得生存和繁衍的优势，然后在整个种群中传播。
研究人员发现，这两种对大脑发育至关重要的基因在自然选择的压力下以超乎寻常的速度进化。70%的现代人小脑症基因的单模态，是距今3.7万年前首次出现的；而30%现代人异常纺锤形小脑畸形症相关基因的单模态，是在5 800年前首次出现。两种形态的出现都大大晚于20万年前出现的现代人类。
研究人员说，这些新近出现的基因变异，在时间上与人类文明的兴起有密切联系。人类历史上首次出现复杂工具制造、艺术、音乐等是在5万年前，而人类最古老的文明——美索不达米亚文明在公元前7000年兴起。他们猜测，文明的出现使人类面临的环境更加复杂，也加快了选择的过程，因此优势的基因单模态能很快传播。
蓝田说，人类大脑的容量和复杂度仍然在快速进化中，现代人类面临的环境变化更快，也需要更复杂的技能；而人脑将继续通过适应性选择来进化，跟上变化的环境。生物谷专家认为蓝田博士的研究使人类从分子水平对人类的进化作了新的阐述，是分子进化学的研究上的里程碑式的研究，从分子角度揭示了高等生物，尤其是人类进化之谜。