“童心与童言分享”蒙台梭利教育与表观遗传学的关系如此密切。

本文基于吴永和博士在2019年儿童大脑发育年会上题为《蒙台梭利教育与表观遗传学》的演讲。本文的一些观点和案例，在他与妻子尹亚男合著的《蒙台梭利家庭方案（0-3岁）》一书中也有提及。另外《蒙台梭利家庭方案（3-6岁）》将于2020年4月出版，感兴趣的朋友可以关注一下！

吴永和

他毕业于北京协和医学院，并在德国慕尼黑大学和马克斯普朗克研究所获得神经科学博士学位。

目前在德国癌症研究中心从事个体化医学研究。

欧洲神经内分泌协会成员。在德国获得AMI (3-6岁)国际蒙特梭利教育资格证书。

蒙台梭利教育强调环境对人的影响，而表观遗传学主要研究环境对基因的影响，即表观遗传信息代代相传，进而影响与获得性性状相关的基因表达。为了解释这个复杂的问题，我们应该追根溯源，从相关理论的起源入手。

经典遗传学、表观遗传学、表观遗传学与蒙台梭利教育的关系都是解释演讲主题不可或缺的。今天，我们来谈谈最后一部分，表观遗传学与蒙台梭利教育的关系。

首先，从人类的进化来看，随着人类直立行走，人类的骨盆结构发生了巨大的变化。骨盆结构变得越来越小，产道变得弯曲狭窄。这时，人脑的容量在不断增加。成人脑约1350克，新生儿脑约350克。缩小产道和增加脑容量形成了一对矛盾。如何解决这个矛盾？

10月，宝宝必须在合适的时间出生，这使得大脑的可塑性成为可能。大脑的可塑性随着年龄的增长而降低，孩子在6岁之前做任何事情都毫不费力。因为0到6岁左右是大脑可塑性最强，连接大脑神经元需要的努力最少的时期。

2018年《自然》 Science Journal提到：“早期发育后，神经元的产量急剧下降，成年后骤然停止”。随着成体干细胞的发育，成体神经细胞也会有部分再生能力。它为一些人提供了修复的可能性，比如脑损伤。但无论如何，成人干细胞的修复和再生能力是无法和年轻人相比的，尤其是6岁之前。

1951年，蒙台梭利博士提出了人类发展的灯泡图。她发现人类的发展史可以经历4个阶段：0-6岁、6-12岁、12-18岁和21岁以上。在0-6岁时，人类的发育就像一个灯泡，拼命地、毫不费力地吸收周围的营养。孩子的大脑像海绵一样吸收周围的营养，他不会做出选择，因为他不知道什么是重要的，什么不是。这为蒙台梭利博士的“吸收性思维”提供了理论基础。吸收性思维和大脑可塑性的关键是环境。是什么样的环境？这是丰富，有趣，个性化，真实.的环境

什么是富裕的环境？我们必须从大脑的解剖和发育开始。比较不同年龄的大脑重量。出生时大脑的重量约为350克，然后在3岁左右长到接近成人大脑重量的70%-80%，6-7岁接近成人水平。

神经细胞之间的传导依赖于电信号。为了更有效地连接神经细胞，神经元利用髓鞘形成来形成绝缘。如果没有绝缘，电信号往往会丢失。髓磷脂将确保电信号快速传递到下一个神经元。这种感觉就像电线一样。如果电线没有覆盖绝缘层，电线很容易短路，影响信号传输。

那么，丰富环境的重要性能否在动物实验或其他实验中得到证明呢？神经科学中有一个非常著名的实验，Enriched Environment.

一般老鼠在饲养时会提供食物、水或一点刨花。但是在富裕环境中饲养的老鼠不仅有这些必需品，还有一些玩具。同时，实验者将把所有的老鼠放在一起并增加它们。

的社会性。比较这老鼠大脑的神经细胞的成长可以发现，丰富的环境下神经细胞发育的更好，大脑体积和重量会更大，大脑皮层的厚度也会更高，有更强的认知能力和空间记忆能力，行为测试中成绩会更好。

前期经验对大脑的塑造起到很关键的作用。如果把这种前期的经验去掉，会有什么后果呢？中国的一个科学家在上海神经科学所做了一个实验。老鼠利用胡须和眼睛作为感测环境的主要器官，他们把刚出生的老鼠要么减掉胡须来剥夺它的触觉神经；要么被安置在一个完全黑暗的环境中，剥夺它的视觉神经。因为感官输入对大脑皮层发育起到至关重要的作用，如果剥夺感官发育，大脑皮层的发育突触的数目、突触传递的功能都会降低。单一的感官剥夺会减缓大脑的整体发育，说明大脑的感觉皮层在发育早期存在跨模态可塑性。下丘脑分泌的神经肽催产素是跨模态可塑性的关键分子。但是实验人员又发现，如果对这种感官剥夺的老鼠在实验后期给予丰富的环境，适当增加自然感觉的刺激，这些小老鼠还是会恢复部分功能，但是恢复的比例不是特别高。

回到现实中，我们为什么要给孩子提供一个丰富的、有序的环境呢？举一个比较容易懂的例子，刚出生的孩子大脑就像一张粗糙的简陋的草图，经过后天环境的一次次影响，细节才变的越来越多。就像我们要去往某个地方，如果要穿越热带雨林这个环境到达可能事比登天，中途还会受到狼虫虎豹的侵扰。但是如果这个路线得到开发规划，整齐有序，像北京地铁线路图一样，你要达到目的地就简单明了多了。

大脑中神经元不仅仅会不断增加，还有大规模的消减。削减对大脑非常有意义，没有激活使用过的神经突触会被淘汰，大脑才越来越精致化，效率才越来越高。遵循的法则就是用进废退法则，这也是有科学的依据的。这个实验由著名的神经科学家Ben A. Barres (本•巴雷斯)完成。实验证明了在大脑中的神经胶质细胞不只起到支持和营养的作用，同时还起到大脑精炼化的作用。当神经胶质细胞发现某些神经突触的连接用的不是特别多的时候，它就会激活C1q补体蛋白，补体蛋白会发出信号“拆”。然后，免疫细胞就会把这个不用的神经细胞拆掉，由此形成一个效率非常高的神经网络。

早期环境产生大量突触，让大脑有了可塑性，但突触过多效率就会非常低，没有修剪过程的孩子永远无法获得身体的独立。所以通过训练，将多余的突触削减，对大脑效率提高非常必要。有序的环境会帮助孩子不断重复有目的的活动，提高大脑工作效率，不断强化重要的神经突触。这就是蒙台梭利通过环境来塑造孩子大脑，实现教育目的的生物原因。

蒙台梭利教育的环境要求高质量、有序，那么如果经常看电视、玩平板电脑的这个环境不断重复，这对神经突触不断强化有什么作用呢？和正常丰富环境下长大的孩子相比，好多有用的突触还没有被有效的激活就被淘汰了，日后想要孩子放弃电子产品，喜欢有意义的活动是非常困难的。这背后也是有非常明显的生物学原因，是什么呢？为什么孩子那么迷平板电脑和手机呢？我们必须要了解一下大脑的奖赏机制。比如老鼠手里有个拉杆，拉杆拉一下就会出现食物，比如糖球之类的。拉一下就有一颗糖球，吃了糖球就感觉很愉悦，因为大脑中就会分泌多巴胺，多巴胺会使人感到愉悦，找到恋爱的感觉。

另外一组实验也是拉杆就能出糖球，但不是每次都有。结果显示，不管是否出现糖球，小老鼠都想去拉拉杆，因为形成习惯了。未知的挑战大于实际得到的享受。为什么有人不厌其烦的刷朋友圈啊？可能是刺激了大脑产生多巴胺，让人欲罢不能。如果大家对奖赏机制感兴趣有两本书是可以看，《愉悦回路--大脑如何启动快乐按钮操控人的行为》 和《寻找爽点》，作者都是美国著名的神经科学家、科普科学家大卫·林登。

另外一个重磅人物是梅策尼希，鼻祖级的人物，他发现了大脑的可塑性。他发现猴子在专注做一件事情的时候，大脑才会发生永久的改变。如果猴子没有专心致志，而是心不在焉做几件事情，大脑虽然也会改变，但是改变的神经网络不会持续下去、固定下来。梅策尼希的实验证明了专注力跟长期大脑改变的直接联系。他写了很多书，有一本《重塑大脑，重塑人生》值得一读。

怎样才能使孩子更加专注呢？重复能加强大脑神经元的连接，孩子的环境不但要丰富，还要有序。有序的环境让孩子更能专注并投入其中。比如在家里，我们只摆放他现在比较感兴趣的几样玩具，玩具过多会分散他的注意力，对他的神经网络构建有影响。

什么是个性化环境呢？每个孩子有不同的节奏，不同的发展规律。所以就要根据孩子的敏感期来制定相应的措施。敏感期的概念最先是由荷兰的生物学家德弗里希提出来的，他发现蝴蝶幼虫在孵化的时候会根据阳光的指引走到树的最上端，吃最嫩的树叶，为什么呢？因为刚刚开始它的口器还没有发育成熟，只啃得动最嫩的树叶。冥冥之中受到光线的吸引，能吃到最嫩的树叶。但是随着它的成长，口器的成熟，它也能吃到下面的叶子。这种受光线影响的期限是非常狭窄的一个时间窗口，德弗里希把这个窗口称为敏感期。

另外一个著名的科学家是洛伦兹，他喜欢在雏燕刚出生以后模仿大雁的妈妈的叫声，如果雏燕出生三天以内发现周围没有妈妈，它们就会把洛伦兹当成自己的妈妈，一生都跟着他。洛伦兹把这个期间称为关键期。关键期和德弗里希提出的敏感期是蒙台梭利博士借鉴的两个重要理论。

蒙台梭利提出的各个敏感期是和身体各器官组织成熟密切相关。从0岁到3岁相继有一些，比如语言、感官、动作、细小事物、社交发展，都是跟大脑成熟的相关的。

排除了遗传还有营养的因素，实验中的孩子被平均分成两组，每组的平均年龄都是22个月。第一组留守组继续留守在孤儿院，另外一组是优质收养组。优质收养组的家庭是经过精挑细选专门培训的，都是高知或者比较富裕的家庭，并且还有专门的儿科医生定期提供支持。经过一段时间他们分别在不同的时间点采集实验数据。实验数据显示，留守组比收养组在身体发育指标、语言能力、认知和智力等方面处于全面的劣势。脑核磁共振结果显示，留守组和收养组在脑部多个区的微结构有显著差异。被收养前在孤儿院呆的时间越长，大脑可塑性越小，错过这个发展期，后天改变越困难，会产生不可逆影响。同时实验也发现留守组的儿童有一些已经出现了严重的自杀倾向、抑郁倾向，都是受贫瘠的、没有响应的环境的影响的。

另外一个敏感期的著名实验是由法国让·伊达医生来实现的，让·伊达医生是对蒙台梭利博士影响较大的人之一。1800年他在森林里发现了一个小孩，他们叫他维克多。当时维克多已经12岁了，让·伊达医生试图教给他语言，包括一些基本的常识礼貌。但是显然这种努力收效甚微。医生想尽各种办法，比如他把食物和名称字母贴到墙上一一对应，维克多说一个词才给他一点牛奶。即便是最简单的一个词维克多是非常难说出的。这个实验也证明了错过敏感期对孩子的发展会造成不可逆的影响，敏感期在人类各个发育阶段的重要性。

最后要讲的是真实的环境。Angeline Lillard是蒙氏研究领域是非常著名的美国弗吉尼亚大学的教授，她做了很多跟心理学相关的研究。她发现孩子对于真实环境和假装环境做选择会压倒性的选择真实环境。孩子具有真实活动偏爱倾向的年龄在3到6岁之间，孩子们喜欢真实环境的原因是容易操作有实际意义，并且可以提供新奇的体验。比如我们要做一个煎蛋，要是假装煎蛋的话就不会体会到炉子的热，鸡蛋从液态变成固态的变化，不会闻到鸡蛋香香的味道。

当孩子们选择假装游戏的时候，提及最多的是害怕，这可能是由于家长或者幼儿园老师曾经给过一些警告，比如说煎蛋会烫伤自己或者把环境弄脏弄乱等等。这其实是家长和幼儿园老师们最需要改进的地方。

总之，蒙台梭利教育法已经得到了很多包括神经生物学的支持，这篇文章读起来有点烧脑，我们希望通过总结能帮大家梳理一下神经生物学和教育学的关联。对教育工作者来说，了解一下经典的生物学实验和动物实验都是有大有益处的的。蒙台梭利博士本身就是一位医学博士，蒙台梭利教育法处处都体现了这种科学的精神。所以了解科学发展的脉络对大家以后跟家长交流或者彼此交流都会有很大的帮助。