人脑是怎样诞生与生长的？

大脑的发育过程是怎样的？~

从表1．1所列的数据来看，小儿出生时体重只有成人的5．7％，身高为30％，而头围已达到成人的63％。3岁时，体重约为成人的1／4，身高约为1／2，而头围竟可达到成人的90％。小孩显得头大，就是因为小孩的头与身高之比值较成人的这一比值为大。


在正常情况下，头围是测量脑大小的指标。从表1．1可以看出，人脑早在出生时就已发育到相当程度。更确切地说，人在诞生时期即已发育成熟。这对人类来说，它是有积极的生物学意义的。因为出生前是在胎内，如果在妊娠期，特别是其前半时期，母亲身体健康，那么胎儿就得到了保护，给脑的正常发育创造了良好的条件。出生后，脑已基本成熟，即脑发育的关键时期已过，但是受外界的影响还是很大的。


表1．1人体和头围的生长


年龄体重(千克)身高(厘米)头围(厘米)出生5．730631岁16．34483~843岁24.05790注：表中数字是指对成人的百分数，如1岁时体重为成人体重的16．3％，类推；


头围的测法：自眉弓上方经耳上后至枕后结节(枕部粗大隆起处)绕头一周的长度即是头围。人在出生时，脑发育已达到顶峰，出生后还要继续发育。


原来，脑细胞有两大类，一是神经元，一是胶质细胞。用化学方法估测，成人脑细胞数是140亿个。出生时的脑就已接近完成了这个数字。推算起来，妊娠期自一个受精卵开始，经过9个多月的时间，完成这个数目，则大约每分钟要有25000个神经元产生。


脑在生长发育过程中，各个部位在时间上并不相同。如果受到损害时，已发育成熟部分所受影响小，而尚未成熟处所受影响就大。


胎儿时期，大脑的皱褶(沟回)迅速增多，说明大脑发育很快(沟回是大脑皮层的下陷和突起部)。


自卵子受精后第18天左右，神经系统的原始组织神经元即已形成。在第24天前后，神经元即发育成为神经管，此时期如果发育受到障碍，可出现畸形，如无脑症，脑、脊膜膨出等。第35天(5～6周)开始出现脑泡。脑泡分别形成大脑、延髓等各部位。至第60天，脑的形态即已初步形成。此时整个胚胎很小，仅为30毫米，但脑已初步形成，此时胎儿亦已成形。在此时期中最容易出现畸形。畸形的原因，常常是感染、药物及环境化学品等催畸物质。最常见的畸形是小头症。进入胎儿期后，脑发育仍在迅速发展。由各阶段脑重量的迅速增长即可体现出来。参看表1．2。在胎儿7个月时，大脑皮质的特征开始显露出来，即出现了皱褶。陷下部位称为沟，凸起部位称为回。胎儿9个月时，大脑的外观几乎和成人的相同。胎儿4个月时，脑重量仅为20～30克。自第5个月开始，脑发育速度急剧增加，到出生时已接近400克。此时期内，脑的生长主要靠细胞增殖(分裂)，脑细胞分裂是以几何级数增长，所以脑重量增长很快。脑细胞的结构物质是蛋白质，必须补充蛋白质，才能适应脑细胞增长的需要。1985年，世界卫生组织(WHO)建议在妊娠的第一个3个月(妊娠期的头三月)，每天增加蛋白质1．3克，第二个3个月(妊娠中三月)增加6．1克，第三个3个月(妊娠末三月)增加10．7克。有的国家提出的蛋白质增加的数值比此数为高，但一般说来，以WHO为准即可。当然，热量、维生素及矿物质在孕期也都要相应增加。


表1．2脑重量与年龄


年龄脑重(g)胎儿2月3胎儿3月12胎儿5月51胎儿7月138胎儿9月247新生儿378～3821岁9083岁11245岁1242

意识是如何在大脑中产生的？全脑动态互动非常复杂

我们都知道，人是由单个受精卵经胚胎在母体内发育而成的。在最初，受精卵分裂成多细胞的胚胎。大约在胚胎形成的第24天，外胚层就长出了一层细胞，排列成长板条状，因为这是形成神经系统的最初萌芽，因此称之为神经板。后来，神经板的中部向下凹陷，同时两侧隆起，这就形成了神经沟。大约到第4周时，神经沟两侧隆起合拢闭合，形成神经管。很快神经管的两端开口闭合，并发生弯曲，形成“？”形状。

此后，很快神经管的头端出现三个膨大的脑泡，依次称为前脑泡、中脑泡和后脑泡，这就是人脑的雏形。此后，后脑泡发育成后脑与末脑；中脑泡变化不大，成为后来的中脑；前脑泡则发育成端脑和间脑。

到胚胎第7周时，端脑又迅速地扩大，并向左右两侧发展成两个大脑泡。这两个大脑泡将来就会发育成左右两个大脑半球。

随着胎儿的月龄增大，脑中的神经元数量也迅速增多，胎脑的重量也就增大。胎龄与脑重的关系大致为：2个月时脑重3克，3个月时脑重12克，5个月时脑重50克，7个月时脑重138克，9个月时脑重247克，出生时脑重大约为380克。

从脑的形状上看，胚胎5个月时，人的大脑才具备成人脑的雏形。但是此时大脑的皮质由于面积还不大，两半球的表面还是光滑的。到第6个月时，大脑皮质的表面积急剧扩大，其速度超过了脑颅腔的扩大速度，使得相对狭小的脑颅腔要容纳大面积的大脑皮质产生了空间上的困难。这时，迅速扩展的大脑皮质不得不“委曲求全”地“窝囊”在脑颅腔中。于是，大脑皮质的表面有的部位下陷折叠形成“沟”、“裂”，而突出在表面裸露的部分形成“回”。这种凹凸不平的皮质皱褶极大地增加了皮质的表面积和皮质神经元的数量，使得人出生时的大脑形状很像一个剥掉外壳的“核桃仁”。这个时候的大脑，虽然从机能上看还远远不能与成年人相比较，还需要出生后相当长时间的进一步发育，但它足以能够初步担负起控制身体各种功能活动的重任了。

出生以后，神经系统的生长发育也要比身体其他器官和部位早、速度快。神经系统优先发育的意义是显而易见的，不仅有利于调节全身各个系统的生理活动，而且也促进了人心理的快速发展，这有利于小孩尽快进入社会化的生活。

神经纤维迅速长长、分支。人一出生时，中枢神经系统内的神经细胞数目就与成年人差不多了。一般认为，在出生半年后，脑神经细胞的数目就不再增加了。出生以后神经系统的生长，主要是神经细胞体积的增加、神经纤维的长长以及纤维网络联系的复杂化。出生以后，大脑皮质神经纤维不论是在数量上还是在长度上都在迅速增加。神经纤维迅速在不同的方向上向皮质各层深入，神经纤维的分支也在增加，这就为神经元建立新的联系、促进心理和智能的发育打下了物质基础。神经纤维外层套上髓鞘。神经细胞发育走向成熟化的一个重要标志就是神经纤维形成髓鞘，即生髓，也就是在神经纤维的外面用胶质细胞一节节地将神经纤维包裹起来。神经纤维外层髓鞘的形成，一方面使得它对神经信息脉冲的传导速度迅速加快，同时使得神经纤维更能沿着准确的路线传导信息脉冲，而不至于向周围扩散，这对神经系统的活动具有极大的意义。

但是，不同部位的神经，生髓的时间也是不同的。最早生髓的是脑神经和脊神经。在中枢神经系统内部，首先生髓的是脊髓中的轴突，其次才依次扩展到后脑、中脑和前脑。在大脑皮质中，感觉区比运动区生髓较早，其他区域(如额叶，即大脑皮层功能最高级、最复杂的区域)生髓时间就迟一些。所以，小孩子的感觉功能比运动功能发育早；思维、意志等比较高级的心理机能出现的比较晚，而且比较薄弱。

在婴儿出生后第4天，大脑中便有了髓鞘的形成。在幼儿整个哺乳阶段是神经纤维髓鞘化过程最迅速的时期。到入学前，大脑联络神经纤维的髓鞘化就基本完成了。大脑中各部位神经纤维髓鞘化的全部完成大约要到十几岁以后，甚至有的科学家认为，人类的大脑终生都有生髓的过程。人类大脑神经纤维髓鞘化持续时间这样长，有利于延长“学习”时间。正因为大脑功能不成熟，其可塑性才大。大脑皮层具有的很大可塑性是人类能够学习和接受教育的根本基础。到脑功能完全成熟以后，其可塑性就非常差了。儿童时期大脑神经纤维髓鞘化较快，可塑性较大，因此儿时是心理、智能发展的重要时期。

脑重量突飞猛进地增加。早在胎儿时期，大脑就有了快速而巨大的生长发育。出生时大脑神经细胞数目已接近140亿个，在母亲肚子里生长发育的10个月期间完成如此巨大的增殖任务，大约平均每分钟就要产生2500个新的神经细胞。到出生时，大脑皮质已具有一定程度的沟回，脑重接近于380克，相当于成人脑重的1／3。出生后6个月脑重接近600克，9个月时脑重达到660克，比出生时增加近1倍。到满1周岁时，脑重达900克；到3岁末，脑重大约为1100克，相当于成人脑重的2／3以上。到6~7岁时，脑重为1200克，已接近成人脑重的90％。12岁时，脑重与成人基本相当。到20岁时即为成人，脑重大约为1400克。

在幼儿整个哺乳期脑重量的增加，主要是由神经细胞体积的增大和神经突起数目、神经纤维长度的增加以及纤维髓鞘化造成的。

婴儿一出生，延髓已基本发育成熟。延髓内有呼吸、心血管、吞咽等活动的基本中枢，这就保证了呼吸、血液循环和摄食等基本生命活动的正常进行，保证了对新陈代谢的调节。

大脑皮质是人体进行各种生命活动的最高调节机构，也是人类心理活动的主要器官。大脑皮质的成熟发育比较晚，而且不同的区域成熟时间也不相同，其成熟顺序依次是：枕叶—颞叶—顶叶—额叶。到6~7岁时，额叶接近成熟，大脑生理结构和机能上的这种变化，保证了学龄前儿童智能活动迅速发展的可能性，这也是小孩子进入学校开始接受正规教育的生理基础。

由上可见，从世界上有了动物开始，到动物进化出脑，脑的诞生经历了无数个万年的漫长时间。脑的诞生过程是多么的“难产”！从动物脑的诞生，到脑结构和机能的复杂化，乃至发展到我们人类今天的脑，又经历了很多个万年的时光岁月。可见，脑的进化和完善又是多么的漫长！

人从一个新生命的诞生，到整个身体各器官系统的全面成熟，最终达到大脑的成熟，这大致要经历15~18年的时间。而我们人类目前的寿命为70~100岁。这就是说，人类的大脑从诞生到完全发育成熟，就占去了人一生时光的1／6~1／5。这绝不是我们的大脑发育的速度太缓慢的原因，而是我们的大脑结构和机能太复杂精细了，如果没有足够长的时间是根本完善不起来的。由此可以想像，我们的脑世界，又该是多么庞大纷杂、精雕细刻的珍品！大脑的成熟过程，是多么的举步维艰啊！

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