文／楊慧莉
學習，是人類生命的重頭戲，但人類究竟是如何學習的？為什麼有些人學得比較快？另外，大腦受傷，是否有修復的可能？人類對大腦的運作向來不解，甚至有些誤解，直至近二十年來腦神經學界有了突破性的發現。且讓英屬哥倫比亞大學教授博伊德為你娓娓道來大腦的最新發展和研究，你將對學習有更深刻的了解，因而更愛上學習。
【科學發現】
大腦因行為而改變
拉拉．博伊德（Lara Boyd），為物理治療師和神經學家。自二○○六年受英屬哥倫比亞大學聘請，成為加拿大神經科學暨技能學習研究主任以來，她成立「大腦行為實驗室」（Brain Behaviour Lab），訓練過數十名研究生，出版八十多篇研究論文，獲頒五百萬以上美元的研究基金，引領神經學界的發展和研究。
神經學的新發現
身為大腦研究員，博伊德以自己的工作為傲。她認為自己的研究工作有助了解人類生理學、明白是什麼在左右我們的樣貌，尤其是近二十年來，她所引領的研究對大腦認知有許多突破性的發現。
「我們對大腦的認知日新月異，也證實過去我們對大腦的了解是錯誤或不完整的，而且有些誤解顯而易見。」博伊德說道。
她舉了其中較嚴重的幾項錯誤認知為例。第一個誤解是，過去我們以為過了童年或青春期後大腦就不再改變，但事實並不然。
另一項對大腦的誤解是，我們不管何時都只用了部分，而當你什麼都不做時，大腦處於靜置的狀態。事實卻證明，即使你休息，什麼都不想，你的腦袋還是處於高度活躍的狀態。
神經具有可塑性
博伊德表示，這些都要拜現代科技之賜，像核磁共振攝影（簡稱MRI）這樣的技術，就能允許科學家深入腦部獲取許多其他重要的發現。
對她而言，最有趣而具變革性的發現莫過於「每當你獲取一項新知或學會一項技能，大腦就跟著改變了」。何以至此？博伊德說這是因為我們的腦神經具有可塑性。
事實上，神經可塑性的發現也讓許多原本以為不可逆的大腦傷害復原露出曙光。一如眾所皆知，大腦細胞會因老化而減損，造成如中風那樣的傷害。但最近的研究卻顯示，成人的大腦具有強大的重組性，我們的一舉一動都會改變大腦樣貌，且「改變」不限年齡並隨時都在發生。最重要的是，大腦一旦受傷，重組機制將有助復原。
可望解決的問題
博伊德認為這一切改變的關鍵就在於神經可塑性。既然此機制如此重要，她的研究便在於了解它的運作、限制和增進方式。她相信，有了這些了解，有幾個困擾人的問題將獲得解決，像是為何你不能隨心所欲地自在學習？為何有些孩子有學習困難？為何年紀大了就會忘東忘西？為何人們腦子受傷就無法完全復原？
【學習刺激】
啟動腦部更改機制
基於近十多年來的神經學研究發現，博伊德對大腦展現的動態結構嘖嘖稱奇，因為「你所做的每件事都會改變大腦」。
根據她的研究，在眾多行為中，對大腦提供最大刺激的莫過於「學習」；一旦學習，大腦就開始展現神經可塑性，以三種改變方式幫助你學習。
以下是她與研究團隊所觀察到的大腦因應學習所啟動的更改機制。
更改機制一：傳送化學信號
每當學習一項新技能，你的大腦就會在神經元之間進行化學信號的傳導，這會觸發一連串的行為和反應。為了幫助你學習，你的大腦還會集中化學信號的傳導火力。也由於這種大腦改變十分快速，便有助短期記憶或是一種技能短期內的學習表現。
更改機制二：改變大腦結構
除了傳遞化學信號，大腦還會藉由改變結構來幫助學習。因此，學習期間，大腦會改變神經元之間的關係。一旦大腦的物理結構要發生改變，就需多花一些時間。這類的改變涉及長期記憶，有助一項技能的長期進步。
現在，這些過程都是相互作用的。舉例而言，你目前在學習鋼琴的某項彈奏技法，在練習了一段期間後，你愈彈愈好，覺得「自己學會了」。
然而，第二天你回到鋼琴室後，卻發現前一天的熟稔感不見了。何以如此？因為你的大腦在短期內增加了神經元間的化學信號，卻沒有進一步發生可支撐長期記憶的結構性改變。畢竟，長期記憶需要時間，而短期記憶並無法反映真正的學習。
結構改變可能集結大腦各區域，一起運作幫助學習，但是也可能只因應某些特殊行為而促成某些腦部區域的結構改變，像是會點字的人，他們腦部的手感知覺區就比不會點字的人都大。
更改機制三：改變大腦功能
最後一個大腦因應學習而改變的方式就是更改它的功能。一旦你用了某個大腦區塊，它就變得愈來愈興奮、愈來愈容易使用。這種區塊愈多，大腦就開始轉移它們的活動方式和時間。因為學習，我們看見整體大腦活動都在轉移和改變。
博伊德認為大腦神經即是透過化學、結構和功能的改變來展現其可塑性。儘管這些改變可個別發生，但多半相偕發生，一起幫助學習，而且隨時都在發生。
【研究心得】
改變大腦 操之在己
博伊德的神經學研究帶領人一窺行為如何觸動大腦的改變，尤其是學習行為。除了在許多方面都能有廣泛地運用，她的研究也觸及大腦受傷的個人療法。
事實上，她的研究特別專注於如何幫助中風者復原。中風的威脅向來不可小覷，它在美國死因中排名第四，也是全球長期身障患者的首要原因；根據博伊德團隊的研究顯示，加拿大中風患者的生活每下愈況。
發展學習療法
諸多情況讓博伊德研究團隊覺得有必要在這方面努力，幫助中風患者復原。既然已有研究證實：促使大腦神經發生改變的最好方法就是個人行為，那麼行為劑量以及學習新技能和溫故知新所需的練習次數就成了關鍵所在。
然而，此問題茲事體大。另外，要如何將大量的練習有效輸送到患者腦部，亦困難重重。儘管如此，博伊德的研究團隊已經著手在發展一些療法，主要是讓大腦處於準備學習的狀態，包括了大腦刺激、鍛鍊等。
不過，在研究過程中，博伊德又遇到一個棘手問題。她發現「神經可塑性高度性地因人而異」，這對復原療法的發展造成限制。
「作為研究者，變數曾讓我抓狂，這讓運用統計數字測試你的數據和想法變得異常困難。」博伊德表示，但也因如此，讓她的團隊投入了降低變數的藥物介入研究。
學習因人而異
對中風患者的腦部進行大量研究後，博伊德團隊獲益良多，最主要的是學到寶貴的兩課。第一課是，沒有任何藥物可以改變你的大腦，只有你的行為才是最大的改變動力；也只有透過不斷練習幫助自己學習，才有可能驅動大腦改變。
博伊德的研究也顯示，練習中所歷經的困難和掙扎事實上將引發更多的學習和更大的結構性改變，儘管神經可塑性也以汰舊換新的方式運作，一方面讓你學到新知，另一方面也會讓你遺忘部分過去所學。
博伊德認為，這一切無非都在在彰顯：你的大腦極具可塑性，完全依據你的行為形塑出它的結構和功能樣貌。
博伊德研究團隊學到的第二課是，沒有放諸四海皆準的學習方法。許多人相信，要精熟一項新的技能，得練習一萬小時。博伊德認為此說法沒有根據，因為「其實沒那麼簡單，有些人需要更多的練習，其他人可能很快就精熟了」。
因此，「大腦神經的可塑性獨特，因人而異，沒有任何單一的介入可對每個人都發生作用。」博伊德表示。
開啟無限可能
儘管如此，博伊德覺得光是認知到大腦是個動態結構就令人興奮。她相信這就能開啟一個全新的發現領域，讓人了解兒童是如何在校學習的，或是中風患者如何慢慢修復。
博伊德表示，只要想到「我們可以改變大腦」，就讓她每天充滿工作動力，而且我們就是大腦所呈現的樣貌，一切就取決於我們所採取的行動。
「換句話說，如果你學習新事物、接受新機會、開始參與新活動，你就等同讓自己煥然一新，也因此開啟了無限可能性。」她做此結論。
另外，博伊德也對團隊有關中風患者或其他腦部受傷患者的研究樂見其成，有信心能發展出真正有效的療法。她覺得這件事刻不容緩；畢竟，每個人都會老化，遭受中風的威脅將與日俱增，因此我們都需要更好的治療。