圖 0-2a 以高度簡化的方式展示之間的相互連接，因為實際上每平均與 10 000 個其相連，且單詞的識別通常要經過一個將字母轉換為該語言的讀音的過程。在這個簡化的神經網絡中，位於我們大腦半球後部枕葉皮層的某會在我們的眼睛看到不同類型的線條時被激活（見圖0-2a的步驟1）。也就是說，一會被豎線激活，而另一則被橫線或曲線激活。對橫線作出反應的這中，子組會根據線條處於頂、中、底部的不同位置而被進一步地激活。

要識別音節“FA”，需要激活與該音節相關的特定。研究表明大腦處理信息的方式是分級的7，要識別音節“FA”，大腦必須先識別字母F和A，而要識別這兩個字母，它必須先識別組成這些字母的線條類型。字母F由左側的一條豎線加上位於頂部和中間的兩條橫線組成。因此，與此類線條相關在圖 0-2a的步驟1中被激活，繼而引發步驟2中編碼字母 F 被激活。字母A的識別機制也是如此。後，在步驟3中，分別與字母F和A相關的激活引發了與音節“FA”相被激活。

識別單詞“FACILE”也是同樣的機制，隻是多了一個額外的步驟（見圖 0-2b步驟4）。事實上，要激活與單詞“FACILE”相關的特，必須同時激活與音節“FA”“CI”“LE”相關，從而充分激活與單詞“FACILE”相關。這些與“FACILE”相關同編碼“AGILE”或“BANANE”沒有本質上的區別，但由於它們與其之間的特殊連接，導致它們以不同的方式被激活。因此，神經連接對於我們處理信息的能力至關重要。學習“FACILE”這個單詞，需要形成獨特的神經連接，讓大腦以獨特的方式激活這個單詞。

需要強調的是，這裡以非常簡化的方式介紹了這種信息處理機制，因為一或一是否被激活並不僅僅取決於神經連接的存在與否之間的連接強度也有影響之間的連接越強，一就越能促進另一的激活，比如促進神經遞質的釋放和捕捉。此外，當我們學習時，神經連接可能發生變化，但在通常情況下，特別是過了童年期以後，變化主要表現為神經連接的強度增強或減弱。

我們真的可以改變神經連接嗎

大腦的神經連接對我們獲取知識和技能起著決定性的作用。學習就是改相互連接的方式。有什麼證據表明神經連接確實可以發生改變呢？

由於神經連接是發生在細胞和分子層面上的現像，我們很難通過非侵入性的方式直接觀察到神經連接的變化。因此，對人類神經可塑性感興趣的研究人員經常使用磁共振成像技術來獲取大腦結構的圖像。通過這些圖像可以確定大腦中每個區域的灰質數量。正如此前講到的，灰質的樹突相對應。通常，一個區域的神經連接越多，樹突就越多、越長，灰質數量也越多。因此，灰質數量的增加可以表明大腦中某個區域的神經連接的增多。

一項針對倫敦市出租車司機大腦的研究 8 是早使用該指標的研究之一。為了能以效的方式把乘客載往目的地，出租車司機必須在大腦中形成一份非常詳細的城市街道地圖。該研究表明，這些司機的大腦中被稱為後海馬的部分具有較高的灰質數量，而該區域主要與空間成像和導航有關。更有意思的是，結果表明出租車司機經驗越豐富，他們大腦中後海馬的灰質就越多。這說明，出租車司機大腦中的海馬之所以有更多的灰質，是因為他們詳盡地掌握了街道的名稱、街道間的相對位置以及單行道的位置等。

前述研究設置了參照組與倫敦出租車司機的灰質數量進行比較，而另一項研究則更直接地比較了被試學習前後的灰質數量9。研究人員要求不會玩雜耍的被試學習雜耍，並獲取了被試訓練前後以及完全停止訓練3個月後的大腦結構圖像。所得結果如圖 0-3 所示。

在訓練之前，大腦中與運動感知相關的區域具有一定數量的灰質（見圖0-3 中的灰色部分）。經過 3 個月的訓練後，在學會雜耍的被試的大腦中，該區域的灰質數量顯著增加了。學習雜耍可能需要提高對物體運動的分析能力，因此需要調整與此能力相關的區域的大腦連接。

這項研究有趣的一點是，研究人員還在被試停止雜耍訓練 3 個月後收集了被試的大腦圖像。他們觀察到，停止訓練後被試大腦中的灰質數量減少了，但仍高於訓練前。而且，大多數被試者在停止訓練的 3 個月後都不再能很好地表演雜耍。這些發現與學習會改變大腦的觀點是一致的，當你停止使用所學的東西時，大腦會逐漸恢復到原來的水平，你就會忘記所學的東西。 正如著名的諺語所說：“用進廢退”（Use it or lose it），也就是說，當你不再使用一個東西時，你就會失去它。

神經可塑性顯然並不僅僅表現在學習導航和雜耍遊戲的過程中。另一項研究表明，當我們在學習顏色名稱時，大腦中的灰質數量會增加，尤其是在與顏色識別相關的區域 11。特別值得指出的是，僅在被試學習 2 個小時後，研究人員就檢測到了灰質數量的顯著變化。也就是說，我們用不了3個月就能改變大腦的神經連接。所有證據都表明，大腦中每時每刻都在調整它們之間的連接，使學習成為可能。

當然，要通過非侵入性的方式，將人類大腦中神經連接的變化進行直觀的可視化呈現是很難的。因此，研究人員有時會通過動物來進行相關研究。一些人就選擇了一種患有白化病的蝌蚪，通過精密的雙光子成像技術來觀察它們神經連接的變化 12。

圖 0-4a 展示了該研究在進行視覺刺激後獲得的結果。我們可以看到，神經樹在 5 天後已經有了明顯的生長。神經樹的結構因實驗中使用的具體刺激類型而異。這一過程涉及一繫列復雜的蛋白質運輸和使用機制 13因此得以延伸、發展並建立新的連接。圖 0-4b 展示了通過樹突延伸建立新的神經連接（見灰色圓圈）。左邊的圖顯示了刺激開始 10 分鐘後結構。從中間的圖中可以看出，經過 2 個小時的刺激，右的樹突延長並向中間靠近。右邊的圖中顯示，刺激開始 4 個小時後，新的神經連接已經建立。這些動態展示神經可塑性的圖像令人著迷。魁北克電視臺在節目《沙特奈的密碼》（Le code Chastenay）中還曾就此做過專門報道。

需要說明的是，改變神經連接並不是對學習起關鍵作用的大腦運行機制。研究表明，星形膠質細胞（一種主要負責提供營養的細胞）也會影響神經連接，之間的連接方式本身又會反過來對星形膠質細胞產生影響 15。此外，還有其他研究表明的變化可能影響某些基因的表達 16。盡管我們有充分的理由相信神經可塑性主要與神經連接的改變有關，但在這裡仍然要以簡化的方式來介紹大腦的學習機制。

學習不僅是一種心理現像，也是一種生物學現像。就如字面意思一樣，當我們在動腦時在生長並彼此連接。因此，為了學習和促進學習，我們必須改變大腦及其神經連接。在接下來的章節中，我們將探討具體哪些因素會對學習所需的神經連接的改變造成影響。

[結論]

結論 充分激活你的大腦潛能

學習無疑是我們生活中重要的方面之一，它在很大程度上決定了我們今天的面貌以及明天會成為什麼樣的人。但遺憾的是，很少有人有機會在學校或其他地方充分了解大腦的學習機制，以及有科學依據的學習原則和策略，來充分發揮他們的潛力。

本書的首要目標就是填補這一空白，以嚴謹易懂的方式為讀者呈現關於大腦和學習方面的研究進展，並對它們進行解釋說明，以便讓每個人都能學有所成。全書概念圖下頁總結了本書中討論到的各種概念及其相互之間的關繫。位於該圖的中心是激活和神經連接的概念，四周是在不同章節中看到的其他概念：反復激、提取練習、解釋說明、間隔、反饋和思維傾向。

讓我們後再復習一次。學習能否提高我們的知識和技能，取決激活的方式。然而，由的激活受我們大腦中已經存在的神經連接的影響，要學習，就要利用神經可塑性來改變我們的神經連接。為此，需要激活與學習目標相關。毫無疑問，這是本書的中心思想。由於同時被激活會連接在一起，某的激活會強化它們之間的相互聯繫。相反，沒有被同時激活會降低它們之間的連接強度。

因此，要實現學習，我們必須激，這可以創建神經網絡，從而存儲新知識、開發新技能。雖然僅僅激不太可能改變神經連接，但反復激活會導致神經連接發生顯著的變化。因此，應該注重反復激活。

在能有效激活與目標學習相關的要素中，提取練習（努力記住反復學習的內容）無疑是重要的，其次是解釋說明，它不僅需要記憶提取，而且要在所學的概念之間以及在現有知識和新知識之間建立聯繫。無論是通過提取練習、解釋說明還是其他類型的練習進行激活的反復激活要麼是無間隔進行的，要麼是間隔進行的。間隔激活更能促進神經連接的改變，對學習的貢獻也更大。

全書概念圖的正中間，是一個激活到神經連接再激活的循環。這個循環顯示了兩者之間的雙向聯繫：一方面，神經連接影激活的方式；另一方面的激活會改變神經連接。如的激活僅受神經連接的影響，那麼這個環將是閉合的，學習的可能性將受到限制甚至不存在。為了避免這種情況，必須有外部因素能夠影響這個環。

這個外部因素就是反饋。事實上，來自外部的反饋信息，無論是針對我們大腦作出的預測本身還是針對我們根據預測作出的行動，無論是來自環境還是來自他人，都對學習有著重要作用。它讓我們能夠評估神經連接所作預測的價值，從而評估神經連接本身的價值。當預測正確時，大腦就會收到正面反饋，觸發紋狀體中多巴胺的分泌，從而強化有效的神經連接。相反，如果反饋信息與預測相矛盾，那它就是一個負面反饋，會啟動分析和糾錯程序。如此，正面反饋和負面反饋構成大腦可塑性的關鍵要素，更確切地說，是修改和加強神經連接的關鍵要素。

後，個人的思維傾向，即個人認為自己的能力是固定不變的還是可以提高的，它會影響反饋的有效性。一個人越是擁有成長型思維，反饋對其大腦活動的影響就越大，尤其是在得到負面反饋之後。

從本書討論的這些概念中，可以得出激活大腦潛能的 7 項原則（見下頁圖）。這些原則都源於對大腦和學習的相關研究，它們為更好地實踐學習和教學指明了方向。原則 1 是核心的：要學習，就必須激活與學習目標相關。這種激活會觸發一繫列生化機制，促進神經連接的產生和加強。

然而，要建立與學習目標相關的神經連接，不僅要激活大腦，還需要正確地激活它，既要避免激活和強化不當的想法或策略，還要避開各種干擾源，以免激活與學習目標無關。

原則2是原則1的延伸：要學習，必須反復激活與學習目標相關。單次激活對於強化學習所需的神經網絡幾乎沒有什麼作用，但是對同一的反復激活可以逐漸加強神經連接。這種強化很重要，因為它可以幫助學習者更輕松、更有效地完成學習任務。因此，為了促進學習，我們必須規劃多個激活時間以強化神經連接並減少遺忘的概率。

為了有效地激活大腦，一般應當選擇需要學習者積極參與並有所產出的學習活動。因此，原則 3 是一種對激活大腦和強化與學習相關的神經網絡有效的活動：提取練習。在這類活動中，學習者必須努力記住反復學習的信息。通過信息提取可以重新激活與學習目標相關，從而強化神經連接。提取練習可以通過多種方式完成，例如經常做測試、回答問題，等等。

原則4提出了另一種激活大的活動：解釋說明。這個活動不僅需要在記憶中提取學到的信息，還要將現有知識與新知識建立聯繫。然而，不能由此就認為解釋說明比提取練習更有效，因為本書中討論的一些研究表明，隻有在具有足夠的背景知識時，解釋說明原則纔是有效的。因此，好先通過提取練習來鞏固知識，然後再進行解釋說明練習。

原則5是制定激活計劃。為了促進學習並限度地提高學習期間的效率，不僅需要計劃多次激活，而且還要間隔激的時間。間隔激活可以優化每次激活對學習的效果，鞏固神經網絡。為了更好地學習，還需要把學習時段分散開，並交叉安排不同類型的學習。可以逐漸增加激活的間隔時間，以提高間隔的效果。

原則5都是圍繞著激對學習的重要性以及提高激活效率的方法展開，而原則6則不同，因為它旨在調節神經連接的強弱。為了幫助大腦創建合適的神經連接，即那些可以讓我們作出更好的預測和更有效的行動的神經連接，需要化反饋。反饋可以給大腦一個信號，告訴它是要修改還是要加強現有的神經連接。因此，需要盡可能多地尋求即時的、解釋性的反饋，包括正面反饋和負面反饋。

促進學習的後一個原則，是培養成長型思維。如果我們認為提高技能和學習是有可能的，那麼大腦就會更多地得到激活，尤其是在收到負面反饋的情況下。因此，培養成長型思維可以優化反饋對大腦和學習的積極影響。

要養成一種成長型思維，需要了解神經可塑性的概念，因為它解釋了大腦之所以可以學習和進化的原因。此外，還要了解影響神經可塑性的因素，注意獲取反饋和激勵，並明白成功是一個需要努力和采用恰當策略的過程。

由於本書討論的是7項普適性的原則，也就是說，它們適用於一切學習和所有學習者，因此，我們應該時刻嘗試將它們全部應用起來。策略清單展示了本書中討論的每個原則的應用策略。

為了限度地提高學習效果，在理想情況下，應該盡可能多地采用各種策略。鋻於大家可能已經在采用其中的一些策略，為了進一步優化學習效果，我們還應該努力采用那些我們不常用的策略。為了避免隻用那些你已經習慣采用的策略，你可以參照策略清單，在制訂學習計劃時把這些策略都用上。通過這種方式，可以確保所有策略都在你的計劃之中，包括那些你可能在無意識中忽略或忘記采用的策略。

通觀全書，我們一直致力於更好地理解大腦以及影響大腦可塑性的機制。這種理解很重要，因為它不僅在一定程度上證實了每項原則的有效性，而且還為這些原則在不同環境中的有效運用提供了一個參考。事實上，盡管本書提出的都是一些盡可能有用且具體的原則和策略，實踐中仍然需要根據具體的環境和現實的限制因素來對它們加以轉換和調整。通過加深對支持這些原則和策略的理由的理解，大家也勢必能夠更加合理且有效地運用它們。

全書秉持這樣一個理念，即我們可以對我們的學生、孩子、同事以及我們自己的學習施加重要的影響。為了更好地學習，我們必須了解由大腦運行機制所決定的遊戲規則，並明確那些符合大腦可塑性的原則和策略。這就是本書的主要目標：更好地了解大腦以便更好地促進學習。希望本書中提出的7項原則能夠讓每個人都發揮出自己的全部潛力。