从零岁到两岁: 婴儿发育的脑科学 （一）
自从我写了关于自闭症儿童的文章之后，越来越多的家长要求讲一讲正常儿童大脑发育。 我感到这是一个非常合理的要求，因为只有了解了正常儿童应该进行的大脑发育的过程， 我们（1）才能更好的理解儿童脑发育疾病是怎么产生的，更及时的发现和诊断，更早进行干预；（2）建立更好的，对儿童大脑最有利的发育环境。
我对此话题进行了一些粗浅的学习，发现了一个优秀的由 Dana foundation（注：美国著名的慈善机构，主要投入是儿童健康研究），NIH（注：美国健康学会，最大医学研究相关的政府机构）和 AAAS（Science的出版商，世界最大的非盈利科学机构）组织的一个幼儿脑发育的演讲。这次演讲，请了两位非常有名的嘉宾。
一位是 Pat Levitt 博士，洛杉矶儿童医院脑发育研究源发育脑遗传学主任，南加州大学神经科学研究生院系主任，南加州大学医学院儿科教授。他主要研究方向是发育脑遗传学和表观遗传学。他的主题演讲是《早期大脑和儿童发育：核心故事》。
另一位是 Lisa H. Shulman 博士，阿尔伯特爱因斯坦医学院儿科教授，主要研究儿童自闭症。她的主题演讲是《发育的里程碑：从出生到两岁》。
这两位儿科专家都说了很多很有意思的干货。我就当个学生，整理了一些笔记，供大家参考。
一．Pat Levitt：早期大脑和儿童发育：核心故事
公众对于儿童如何发育的理解，有很多“黑匣子” 般不可知的部分。似乎命运啊， 意愿啊， 基因啊，环境啊，这些因素，放入了一个不可知的黑匣子，要么就会产生出健康的成功的好孩子，要么就是“不成功的有缺陷的孩子”。 更有甚者，会对儿童的发育产生一些误解。这些误解包括：
a. 儿童是海绵，可以自己吸收很多知识
b. 80%的大脑发育在三岁之前就完成了
c. 人生总有磕磕绊绊，孩子们总得学会坚强
d. 学习只包括认知和智力方面的学习
而 Levitt 博士认为，儿童脑发育，真正的核心故事是这样的：
1. 儿童脑发育是一个繁荣社会的基石
2. 大脑发育需要很长时间，而且是自下而上的（也就是说，一种下层技能的成熟能保证上层技能的建立）
3. 基因和经历共同筑造大脑（基因是服务者，而经历是反馈者）
4. 认知能力（智力），社交能力和感情发育是相互交织，密不可分的
5. 毒性的压力能够造成大脑架构性损伤
6. 对生活困难的韧性，不能靠拔苗助长，单纯的把孩子置于困难。韧性是一种人格技能，需要长时间锻炼和学习，并且是基因和经历所共同塑造的
7. 对于很多的大脑功能来说，大脑的可塑性（也就是能够改变的程度）是随时间而逐渐下降的。但这也不是绝对的，不同功能下降的速度不一样
总结来说：我们的基因和大脑的架构，会被正向的积极的早期经历所深刻的影响。但是，负向的消极的因素也会产生重大的影响。基因提供了硬件，但是早期的经历是整个系统的软件。
图 1 展示了神经元（大脑的基本信息单位，也就是我们常说的“脑细胞”）在0-2 岁建立突触（脑细胞之间的连接）的过程。可以看到，从出生到两岁，神经元数量基本没有变化（我们大脑出生时，就配备了基本所有神经元），只是建立了很多突触（连接）。在这两年中，大脑每秒就产生 700 个突触连接。
图 1 神经元建立突触的过程。左 1（A）: 新生儿大脑组织；左 2（B）：1 个月婴儿大脑组织；左 3（C）：6 个月大脑组织；右 1（D）：两岁大脑组织
但这不是发育的全部故事，突触也不是越多越好，实际上在2 岁以后，突触要开始进行“修剪”这个过程。如图 2 所示，刚出生的婴儿没有突触，6 岁突触数量达到高峰，到了青春期（14 岁），40%的突触要被“修剪”掉。
图 2 神经元突触数量。左：新生儿；中：6 岁；右：14 岁。突触数量变化现实大脑在进行修剪
神经元修剪的过程，严重地被幼儿的经历所影响。修剪会保留幼儿在早期经历中“有用的利于生存”的部分。而修剪掉其他部分。图 3 展示了一个著名的实验。将16 天大的小鼠分成两组: 一组和母鼠正常生活，另一组只给听一种频率声音。到了 50 天大的时候，正常发育的小鼠（能听到所有频率的声音的），听力皮层产生了清晰的频率图谱（图 3 中间）。而被放到单一频率中的小鼠，听力皮层被修剪得只剩能听这一个频率（图 3右侧）。也就是说，如果不给它世界上所有的声音听，幼鼠的大脑就认为那些声音不是必需的，就会把代表这些频率的突触修剪掉。
图 3 幼年经历对小鼠听力皮层的影响。左 1 （A）：16 天的小鼠，听力皮层不能分辨所有的频率；中（B）: 50 天正常发育的小鼠，正常环境下发育的小鼠，听力皮层对所有频率能产生清晰的图谱；右（C）: 50 天的非正常发育小鼠，小鼠只能听到一个频率声音，随后听力皮层失去分别其他频率的能力
人类幼儿大脑的发育也是这样的规律，幼年经历有很强的“塑造大脑”的作用。Pollok & Kistler（2002）发现，长期被打骂和虐待的幼儿，只对恐惧，悲伤这样的情绪敏感，对快乐等情绪不再敏感了。原因是，在被虐待的环境中，只有懂得恐惧，才能帮助他们生存下去，而快乐的脑回路是不利于生存的（表现得高兴可能会遭受打骂），长此以往，快乐的脑回路在突触修剪的过程中，就被修剪掉了。
对于这点，Levitt 博士又提出，情绪正常发育，对幼儿智力发育是非常重要的。原因很简单，图 4 中的脑区（前叶皮层，杏仁核，海马体等）既是调节“恐惧和焦虑”的区域，也是学习新事物的区域。也就是说掌管恐惧的区域和掌管学习的区域是完全一样的。一旦这些区域被恐惧所占据，就只能处理恐惧信息，严重影响儿童学习。
图 4. 恐惧焦虑调节的脑区，这些脑区也掌管新事物学习
实际上，根据 CDC （美国疾病防治中心）统计，幼儿被虐待和忽视带来的焦虑，总体导致了美国80%的幼儿大脑发育伤害疾病。这是因为幼儿一旦被忽视虐待，心里会产生被遗弃的焦虑（这是生存所必需的），于是产生大量的压力荷尔蒙，加快心跳和肾上腺素，长期的压力反应，会严重影响大脑突触建立和修剪。
另外，Levitt 博士还指出，儿童的各种技能是“自下而上”建立的。只有打下坚实的初步技能，才能产生灵巧的高级技能。图5 显示了儿童技能出现和发育的顺序。最先出现的技能是“感觉”：视觉，声音，触觉。然后是“运动和语言”。最后是“高级神经认知”。
图 5. 儿童认知能力发展顺序: 感觉，运动和语言，高级认知功能
也就是说，在幼年时候给儿童综合的丰富的感觉刺激（音乐，抚摸，抱在膝盖上，讲故事，看图片），可以帮助她形成良好的运动和语言能力。而良好的运动和语言能力，能进一步帮她形成良好的高级认知能力（高级智力，解决问题能力）。
总结：幼儿大脑并不是一张白纸，也不是在 3 岁就结束发育了，更不是被动的海绵自己能够接收知识。他们需要成年人悉心的照顾，也需要成年人提供健康丰富安全的环境，先培育一些基础技能（视觉，听觉，触觉），再培养运动和语言，之后才能产生高级认知。感情发育是极其重要的，这些对认知都有巨大帮助。只有对情绪发育正确的儿童，才能对生活困难有正确的韧性，因为韧性不是平白无故得到的，而是一种人格技能。