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如今,我们常听到两种不同的声音:一边是惊叹——现在的孩子可真聪明,手机、平板、电脑玩得比大人还溜,不用教就会!
另一边却是忧虑——无论是老师还是家长,都能明显感觉到,现在孩子们的注意力变得越来越碎片化,人明明坐在书桌前,心思却仿佛还飘在无数个弹出的手机通知里。
这不禁令人困惑:这新一代人类,究竟是更聪明了?还是在某种维度上,变得更“笨”了?
今天,我们将用两项顶尖的科学研究来拆解这个谜题。首先,一个颠覆性发现来自医学界:人类的大脑,正随着世代更迭变得越来越大,结构也更优化。然而,紧随其后的一份提交至美国国会的神经科学证词,却发出了截然不同的警示:在屏幕环绕中成长的这一代,其核心认知能力,如阅读、数学与深度思考,正在普遍下滑。
这两项研究一个说我们的“硬件”在升级,另一个说我们的“软件”在降级。这巨大的矛盾背后,隐藏着关于教育、科技与人类未来的深刻警示。让我们一起来看看,我们的大脑究竟发生了怎样的变化。
大脑的“硬件”在进化
2024年,发表于JAMA Neurology的一项研究,为我们理解人类认知的生理基础提供了惊人的线索。研究团队利用跨越数十年的弗雷明汉心脏研究队列,提出了一个直白的问题:出生于不同年代(1930年代至1970年代)的人,他们大脑的物理结构是否存在差异?
该研究的核心目的在于探寻:早期生活环境的世代改善(如营养、教育、公共卫生的进步),是否会直接铭刻在我们的大脑发育中,表现为更优的脑结构,并可能为晚年抵御痴呆症提供更大的“脑储备”。
该研究的研究对象来自弗雷明汉研究的后代及第三代队列,共3226名健康参与者(无痴呆或中风史)。所有人在1999年至2019年间接受了高精度脑部核磁共振扫描。研究者将他们按出生年代分成五个十年组(从1930年代到1970年代),测量了六大关键指标:
1. 颅内总体积:反映颅骨内的大脑最大潜在空间。
2. 皮层灰质体积:包含神经细胞体的区域,是信息处理的中心。
3. 脑白质体积:由神经纤维构成,负责脑区间的信息高速传递。
4. 海马体体积:记忆形成的核心枢纽。
5. 皮层表面积:大脑皮层皱褶展开的总面积,与认知复杂度密切相关。
6. 皮层厚度:大脑皮层的平均厚度。
在严格排除了年龄、性别、身高等混淆因素后,研究者通过高级统计模型,分析了这些“大脑硬件”指标的进化趋势。
如何从FHS研究队列中选择样本
研究数据显示——出生年代越晚,大脑多个关键结构的容积就越大!
具体而言,将1930年代出生的人群与1970年代出生的人群进行比较,可以看到如下变化:颅内总体积增加6.6%(从1234毫升增至1321毫升);脑白质体积增加7.7%;海马体体积增加5.7%;大脑皮层表面积激增14.9%;唯一减少的是皮层厚度,下降了20.9%。
总体来看这些结构上的优化,共同指向一个更具潜力的“生理基础”——更充裕的生长空间、更高效的信息传导、更强大的记忆容量,以及因表面积扩大而可能支持的更复杂的神经连接。并且重要的是,即使在进一步调整了身高(因为人类身高也在增长)后,颅内容积的增长趋势依然显著,这说明大脑的增大并非是因为人类长得更高大了。
不同年代的磁共振结果
接着,为了确保这一发现不是“不同年龄扫描”造成的假象,研究者进行了敏感性分析:他们特意挑选了1145名在相同年龄段(55-65岁) 接受扫描,但分别出生于1940年代和1950年代的参与者进行对比。
结果如下表所示,后出生组(1950年代)的颅内体积、海马体积和皮层表面积依然显著更大。这证实:这种大脑结构的差异,真正源于出生年代(即不同的早期成长环境),而非测量时的年龄。
在1145名个体的有限样本中,按大脑区域划分的出生年代与MRI测量值之间的关联
然而,就在我们为人类大脑的“硬件升级”沾沾自喜时,一项最新的神经科学证词,却描绘了一幅截然不同的现实图景。
大脑的“软件”却在后退
2026年,神经科学家兼教育家Dr. Jared Cooney Horvath博士站在美国参议院商务、科学与运输委员会面前,提交了一份言辞犀利的证词,其指出:在过去二十年,在教育科技设备大规模、无监管地进入课堂的同时,全球多国儿童的认知发展却陷入了停滞甚至倒退。
该证词基于三大国际评估项目数十年的数据,以及数百项独立研究的元分析结果,包括:
- 国际学生评估项目(PISA):针对全球数十个国家15岁学生的数学、阅读和科学能力测试。研究者分析了学生自报的课堂电脑使用时间与成绩的关系。
- 国际数学与科学趋势研究(TIMSS):针对更多低龄学生的数学与科学能力评估。
- 国际阅读素养进展研究(PIRLS):专注于阅读能力的评估。
此外,研究还整合了31项元分析,涵盖超过2万项独立研究,对比了各类教育科技(如一对一设备、在线学习、智能辅导系统)与传统教学的效果差异。
数据显示:更多的课堂屏幕时间,与更差的学习成果显著相关。在PISA测试中,学生自我报告的每日课堂电脑使用时间与成绩呈现单调负相关,即使用时间越长,成绩越低。并且,TIMSS和PIRLS的数据也重复了这一模式——在数学、科学和阅读领域,频繁的课堂电脑使用也都与更差的成绩挂钩。
为了更公平地衡量教育科技的“真实”效果,研究者将效应值(Cohen's d)与普通课堂教学的平均效果(+0.42)进行了对标。结果显示:
- 一对一笔记本电脑项目:效应值为 -0.30,显著低于普通教学。
- 在线/远程学习:效应值为 -0.22。
- 针对弱势学生的项目:效应值为 -0.26。
- 仅有智能辅导系统(如针对特定技能的适应性练习)显示出微弱正面效果(+0.10),但仍未超过普通教学基准。
这意味着,在大多数情况下,看似高科技的教育新方法、新手段,并不如一位普通老师进行传统教学。
此外,研究还发现了屏幕对深度学习的阻碍。数据表明,在阅读同一文本时,纸质阅读带来的理解和记忆效果,持续优于屏幕阅读(效应值为-0.16)。同样,在记录信息方面,手写笔记对长期学习的效果也显著优于键盘输入。
那么,为什么屏幕会削弱我们的学习效果呢?
博士从神经科学角度给出了解释:人类大脑的前额叶皮质,原本是为了维持长时间、单一任务的深度专注而演化的。然而,多数数字平台的设计逻辑却与此背道而驰——它们被刻意优化,以频繁吸引注意、推送新鲜刺激、鼓励任务切换为目标。
因此,即使被用于学习,电子设备也在无形中训练着使用者形成“不断查看、快速滑动、多线并行”的注意力模式。而这种模式,与深度学习所必需的持续、连贯且深入的认知加工过程,存在根本上的冲突。
小结
综上,新一代的大脑在生理结构上确实具备更优越的条件,它们可能拥有更高的信息处理效率、更强的学习能力,以及在晚年更低的痴呆风险。
但硬件的升级并不会自动转化为能力的提升——这就好比为一台高性能计算机安装了充满干扰、弹窗不断的操作系统,那即使有再强的算力也会被无效耗散。
因此,各位朋友们,你聪明的大脑还亟待开发呀!只有我们善用科技、而非被其驯化,只有当我们为注意力筑起屏障、为深度思考留出空间,才能让这份与生俱来的生理禀赋,真正转化为属于智慧与创造力~
参考资料:[1]DeCarli C, Maillard P, Pase MP, Beiser AS, Kojis D, Satizabal CL, Himali JJ, Aparicio HJ, Fletcher E, Seshadri S. Trends in Intracranial and Cerebral Volumes of Framingham Heart Study Participants Born 1930 to 1970. JAMA Neurol. 2024 May 1;81(5):471-480. doi: 10.1001/jamaneurol.2024.0469. PMID: 38526486; PMCID: PMC10964161.
[2]Horvath, J. C. (2026). Written testimony before the U.S. Senate Committee on Commerce, Science, and Transportation [Written testimony]. U.S. Senate Committee on Commerce, Science, and Transportation.
来源 | 生物谷撰文 | Dd编辑 | 木白 |