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本章介绍了目前已知的关于儿童大脑发育的知识，并解释了为何本书中提出的活动和理念对儿童的成长及以后的学习和成功具有重要意义，从而为后续章节的展开做好铺垫。
很难相信，过去人们在带孩子时，会觉得这一观点十分荒谬。我的母亲玛格丽特·萨瑟是亲亲袋鼠早教中心的创始人。我还记得她曾经跟我讲过，在20世纪80年代末一个有关儿童早期动作经验与在校学习表现之间的联系的会议上，一位老师站起来打断了她的发言并斥责：“你简直是在胡说八道，早期大脑发育与学习成绩根本毫不相干！”
现在，我们的认知已经有了极大的提高，知道儿童在0～5岁的生活不仅对大脑基本结构发育和功能健全至关重要，还为其今后的成长和学习奠定了基础。事实上，从宝宝出生前，大脑的发育就为其日后的智力水平、后天的性格塑造、身心健康状况夯实根基。相关研究成果可概括为以下几点：
· 大脑结构事关个人技能的发展和我们一生的生产力。
· 新生儿阶段的大脑结构仍处于逐步完善阶段，尚未完全定型。
· 大脑的绝大部分发育将在0～3岁阶段完成。儿童时期的经历对脑部连接的形成与加强至关重要。
· 人脑具有社会性。健康的社会环境将使思维能力的习得与培养变得更为高效。
· 宜早不宜迟。儿童时期大脑更灵活，学习更容易。虽然大脑能够不断学习新技能和建立新连接，但儿童时期的效果最佳。
· 良好的早期经验是促进大脑结构健康发育、脑内化学物质释放和儿童早期发展的最有效手段。
在过去20年里，基因研究也蓬勃发展起来，这使我们更清楚地认识到了基因和经验对大脑发育影响的重要作用。直到最近，人们还错误地认为基因是不会改变的，认为不管生活经历如何，是基因决定了儿童的发展。他们通常认为先天（基因）胜过后天（环境），所以孩子经历了什么并不重要，基因早已决定一切。这种想法已经被完全推翻了，后成论（epigenesis）告诉我们，即使孩子们对某些特征有遗传倾向，他们生命早期的经历也会改变这些基因的生效方式，改变“基因表达”。这是一个重要的发现，人们再也不能把“他爸妈就是那样的”（也就是说，这是一种遗传的特质，我们无力改变）作为孩子在某一方面“与众不同”的借口了。
不过风险也由此产生。具有健康遗传潜能的儿童可能会因暴露在不太理想的环境中而受到负面影响，譬如机械性地重复、高压力状况、营养匮乏、接触塑料中存在的化学物质和环境毒素（例如母亲在怀孕期间可能摄入某些药物、加工食品中的化学物质、严重环境污染中的有害物质或重金属），这些都可能引起基因的选择性表达，甚至不表达。这种变化可能是暂时的，也可能是永久性的，取决于暴露的时间和程度。虽然其中一些变化可能是不可逆的（例如母亲在生育期间服用了违禁药物），甚至可能传给下一代，但好消息是，通过改变环境，可以将负面影响降至最小。
通过提供有助于构建支持学习和行为的大脑结构的经验，儿童发挥遗传潜力的可能性更大。其中，孩子成长的环境起着关键作用。在积极的、充满关爱的家庭中，儿童可以培育积极的关系，学会关心他人，保证营养均衡，拥有促进学习和记忆发育的机会，并通过早期环境刺激得以成长，最有可能实现潜力的最大化。
大脑发育始于受孕阶段。大脑是在子宫里最早被“构建”的身体部分，因此在母体怀孕8周时，胎儿大脑的不同区域已经开始发育并形成连接。当孩子出生时，大脑的基本结构已经发育完善。
横跨不同大脑区域的数十亿个脑细胞（神经元）相互连接，构成了大脑的网状结构。大脑在宝宝出生时就有超过1000亿个神经元，其中那些对存活至关重要的神经元是连接在一起且运作良好的。这其中就包括可以使宝宝能够呼吸、心跳、吮吸、眨眼、哭泣、打嗝、吞咽、呕吐和移动的自动反射系统。除此之外，大脑还有部分区域是相互联系的，但还需经验来帮助它们增强彼此之间的联系、进行细微的调整，提高运作的效率，而其他区域则需要接触新的经验，以使它们“启动和连接”。
当你的孙子、孙女接触到大量的生活经验时，连接的神经元数量将迅速增加，大脑结构也将变得更加复杂。在孩子1岁时，脑容量会翻一番，新的连接以每秒超过100万的速度形成。在个体成年早期，大脑将拥有超过100万亿个连接，其中有90%是在5岁前发育完成的。在25岁以前，大脑依然存在着活跃的变化。尽管成年之后形成新连接的速度放缓，但人的大脑在一生中都具有生成神经元、形成新连接的能力。
神经元就像非常细的电缆，在神经元间、大脑和身体间传递电脉冲（信息），反之亦然。每个神经元都被覆盖在叫作髓鞘的脂肪层中，这一保护层可以防止电脉冲失效而无法到达预定的目的地，它就像真正的电缆外皮一样。神经元通过化学方式实现连接（而不是插上电源），再加上电脉冲的辅助，就可以实现人体内闪电般的通信。
0～5岁是人一生中建立神经联系和发展信息传播速度最活跃的时期。在出生时，神经通路可以被看作最基础的土路，与基础设施相连接。随着生活经验的积累，这些缓慢、杂乱无章的小路逐渐转变为高速公路，在大脑—身体以及大脑的不同部位间准确、快速地传输着信息。大脑需要接触大量的经验，才能建立起复杂的神经高速公路，让孩子最终能够进行复杂的思考、掌握精细的动作、形成控制情绪和适应社会的能力。
婴幼儿的大脑对感官（包括触觉、听觉、视觉、味觉、嗅觉、体位和平衡）、说话声和运动感觉的刺激非常敏感。此外，在宝宝出生后的前几个月里，必须给予他关爱、安全感和照顾，这样他才能建立起情绪发展的最佳途径。这段时间通常被称为大脑发育的“关键期”。婴儿的大脑对刺激的反应很灵敏，这使大脑能够建立起长期调节脑部和行为的通路。
有趣的是，从儿童2岁开始，大脑不仅仅建立连接，还执行“整理”功能，通过“修剪”，清理未使用的大脑连接。这一过程可以消除不活跃的神经元，从而提高大脑网络运作的效率。2岁时形成的神经元，将有多达半数在10岁时被清理。这就是为什么与学龄前不学习新语言的儿童相比，接触多种语言的儿童更能在外语学习上达到类似母语的水平，负责语言习得的神经通路被经验“激发和连接”后，并不会被剪除。当然，这并不意味着随着年龄的增长，就无法学习新的语言或技能了，只是在这段时间里，大脑连接现有的通路要更快更容易。
这些新的研究带来了许多好消息。人们不仅更清楚地认识到，生命最初几年的经历对终身学习、收入和健康都至关重要；同时也了解到，婴幼儿的大脑反应灵敏，患有先天神经障碍的孩子的大脑可以实现自我重组，以便用另一个部分来替代失效的部分。重要的是，大脑必须有机会进行这些改变。虽然在婴儿早期，父母和祖父母有机会影响孩子的大脑结构和功能设计，但如果因为疾病、早熟、药物接触、酒精或过多压力等因素，使得孩子错失了某些基础经验，大脑改变的时机就会被延缓；旧有的神经网络要改变，新的网络要生成，就需要更多的时间和精力。不过，尽管难度会有所增加，改变还是可以做到的。
经过数百万年的进化，人类的大脑被精心设计成一个复杂的系统，这个复杂的系统使我们能够生存和繁衍至今。为了适应直立姿势、文化和语言复杂性的提升、饮食习惯的改变和对技术原理的探索，大脑形成了一种复杂的结构，能够对所处的环境做出思考和反应。
需要指出的是，大脑的发育是可预测的，它遵循着“自上而下”的顺序建构，其基本结构的发育是持续的，从受孕开始，一直延续到成年。为了确保发育良好和功能正常，位于高层次的大脑必须依赖于低层次的精准、可靠的信息。这意味着处理低级信息的大脑回路必须在处理更复杂信息的网络之前发展起来。这是一个“按部就班”的过程，尽管它们之间存在一些重叠的部分。为了实现最优发展，孩子的经历应该顺应其发展阶段。这一点很重要，绝不能揠苗助长。
表1-1列出了发展技能水平与大脑发展阶段之间的关系，并显示了技能发展是如何在生命的前5年建立起来的。当然，每个孩子都有自己的发展速度，有些孩子会较快地完成这些阶段，而有些则需要更多的时间。有的孩子或许在这一阶段进步很快，但在下一阶段耗时良久。这些都无关紧要，重要的是要确保孩子在每个阶段都打下了良好的基础，循序渐进，这样等到孩子入学或需要迈入更复杂的学习阶段时，大脑的功能和潜力都已经得到了最优开发。
表1-1 孩子在不同年龄的发展技能水平与大脑发展阶段的关系
续表
如果一个孩子在早期没有获得能够促进运动的感觉刺激，或者没有机会去学习和练习基本的运动模式，那么他以后想要更好地思考、理解以及取得好成绩就会变得更加困难。儿童首先应该学习的是翻滚、爬行、蹑手蹑脚地移动、行走、跑步、摆动和双脚跳，然后学习更复杂的动作技能，比如单脚跳、行进和跃障。如果在婴幼儿时期儿童缺乏运动和随后的感觉刺激，更复杂的思维和学习就会受到阻碍。正是这些基础的早期学习机会和经验，帮助孩子发育和完善大脑路径，随着时间的推移，这些路径将构建复杂的大脑结构和自主反应机制，以及进行更复杂学习所需的“内置指导系统”。
在神经元高速公路上传输信息的数量、质量、速度、传播效果、效率，以及大脑对这些信息的解读程度，影响着孩子入学前的准备程度，其中包括应对校园中来自社会、情感、运动及学习方面的挑战，并不是孩子长大了就能自然而然地做好准备，它事关大脑与神经成熟，是早期经验和机会发展的结果。
正是移动让我们拥有了大脑和思考。
——杜伦大学进化生物学家、人类学家
罗伯特·巴顿教授