正如大眾傳媒所發現的那樣，人們熱衷於研究大腦的運作方式和思維的發展方式（《新聞週刊》,1996,1997；《時代》,1997）。他們對嬰兒和兒童的神經發展以及早期經驗對學習的影響這類問題表現出濃厚的興趣。神經科學和認知科學領域在滿足人們關於人如何思維和學習的基本好奇心方面起了推波助瀾的作用。
在思考哪些大腦研究成果與人類學習或教育有關的問題，人們必須盡量避免採納哪些流行的但還沒有在課堂教學實踐中被證明是有價值的觀點。其中一種觀點是關於左腦和右腦必須分別培養以獲得最大的學習效果。另一種觀點認為，大腦成長是整體「噴髮式」的，因此具體的教育目標應該置之其中或圍繞這種形式組織。本章將討論這個問題，有顯著的證據證明大腦各區的發展是不同步的，儘管這一觀點的具體教育意義有待確定。另一個常見的錯誤概念是人僅僅利用大腦的20%功能——儘管不同的個體有不同的百分比——因此應該更多地使用大腦。這種觀點似乎源於早期神經科學的發現，即大部分大腦皮質是由「靜區」（silent area）組成的，這些「靜區」不被感官或運動神經活動所激活。然而，現已知道這些靜區能調節高級認知功能，這些功能不直接與感官或運動神經活動配接。
神經科學的發展進一步鞏固了幾年前由發展心理學提出的論點，如早期經驗對發展的重要性（Hunt,1961）。本書的新穎之處，也是重點所在，是它會聚了許多科學領域的證據。由於發展心理學、認知心理學和神經科學等學科已做了大量的調查研究，學習和發展的所有研究細節可繪成一幅有關智力發展的複雜圖景。神經科學澄清了一些學習的機制，這部分是由於引入了非浸入性成像技術，如正電子放射斷層X線攝影術（PET）和功能性磁共振成像術（FMRI）。這些技術讓研究人員能直接觀察到人的學習過程。
為了加深對人類學習機制的理解，本章回顧了神經科學和認知科學的主要發現。
討論的內容有三個點：
學習改變大腦的物質結構。
這些結構的變化改變了大腦的功能組織；換言之，學習組織和重組大腦。
大腦的不同部位適合於不同時段的學習。
我們首先解釋一些神經科學的基本概念和大腦發展的新知識，包括教與學對大腦的影響。然後，把學習中的語言看作心理與大腦連結的例證。最後，審視記憶是如何在大腦中表徵的以及它對學習的意義。
從神經科學的視角來說，教與學是兒童大腦和心理發展的重要部分。大腦和心理發展與兒童和外部環境的不斷互動有關——或更準確地說，是從個體細胞外延到最顯著的皮膚臨界的環境層級。對這種交互過程的本質的理解導致諸如「多大程度上取決於遺傳，而多大程度上取決於環境？」此類問題的產生。正如從事各種發展性研究的人員所提出的，與這一問題極其相似的是：究竟是高度還是寬度對長方形的面積起最大的作用（Eisenberg,1995）？
大腦：學習的基礎
神經科學家研究瞭解剖學、生理學、化學和神經系統的分子生物學，尤其對大腦活動與行為和學習的聯繫特別感興趣。關於早期學習的幾個關鍵性問題尤其引起神經科學家的興趣。大腦是如何發展的？大腦發展是階段性的嗎？大腦正常發展有沒有關鍵期？信息是如何在大腦發展的過程中和在成年人的神經系統中進行編碼的？或許最重要的是：經驗是如何影響大腦的？
基礎
神經細胞或神經元是通過其他神經細胞或感覺器官接收信息，然後把信息投射到其他細胞中去的細胞，而其他神經元再把信息投射到與環境相互接觸的身體的其他部位，如肌肉。神經細胞設有細胞體——某種新陳代謝中心——和稱之為樹突場的大量樹狀結構，這是神經元的輸入方。信息通過稱之為軸突的投射進入細胞。大多數從樹突場進入細胞的刺激信息常常要經過稱之為末梢的微小樹突投射。信息從一個神經元向另一個神經元傳遞的接合點被稱為突觸，突觸具有刺激和抑制的屬性。神經元整合源自突觸的所有信息，然後決定輸出。
在發展過程中，大腦的「接線圖」在突觸形成過程中生成。未出生時，人腦僅擁有萬億個突觸中的很少一部分。出生時，大腦的突觸增至成人的三分之一。剩下的突觸在出生後形成，這一進程部分地受經驗的指引。
突觸通過兩種基本的方法添連大腦。第一種方法是突觸產出過剩，然後選擇性地消失。突觸產出過剩和消失是大腦用以吸收經驗信息的基本機制，通常出現在發展的早期。在視覺皮質——大腦控制視覺的大腦皮質層區——6個月大的嬰兒要比成年人擁有更多的突觸。這是因為在生命的最初幾個月形成越來越多的突觸，接著這些突觸便消失，有時是大批消失。這種現象所需要的運行時間因大腦的部位不同而異，人的視覺皮質的形成需要2至3年的時間，而前皮質的某些部位要用8至10年的時間。
有些神經科學家用雕塑藝術來類比突觸的形成。在雕塑大理石時，傳統藝術家通過鑿掉石頭的無用部分最終創造出一個雕塑。動物的研究顯示，出現在突觸產出過剩和消失階段的「修剪」類似於雕刻行為。神經系統建立起大量的連接，然後由經驗作用於這個連接網絡，選擇合適的連接，去除不恰當的連接。剩下來的是經過精雕細鑿的最終成品，由此便構成了感覺也許還有後期認知發展的基礎。
突觸形成的第二種方法是添加新的突觸——像藝術家添加某些東西最終創造出一個雕塑品一樣。不同於突觸的過剩和消失，突觸添加過程涵蓋了人的一生，而在後期（人的中晚年生命中）更為重要。這一過程不僅對經驗敏感，事實上它是由經驗驅動的。突觸的添加是一部分或大部分記憶的基礎。正如本章後面所述，認知科學家和教育研究人員的任務是要瞭解突觸的添加情況以增進我們對突觸的理解。
接通大腦
對動物和人的視覺皮質的研究表明了經驗在串聯大腦方面的作用。在成年人身上，通過兩眼進入大腦的輸入分別止於視覺皮質的相鄰區域。隨後，兩個輸入匯聚到下一組神經元上。這種神經模式並非與生俱來。但通過正常的視覺過程，大腦可以進行分類。
在研究視覺反常的人（如白內障或導致斜視的肌肉不規則性）的過程中。神經科學家發現了這種現象。如果在發展的早期剝奪了一隻眼睛的正常視覺經驗（因為這類不正常情形），那麼它便會失去把視覺信息傳送到中樞神經系統的能力。當一隻眼睛在幼年時不能觀看的這種情況到了後期才去矯正，矯正本身不起作用——受影響的眼睛還是不能看。研究人員用類似的實驗方法觀察猴子的大腦，他們發現正常的那隻眼睛捕獲到高於平均數的神經元，有障礙的眼睛相應地失去了那些連接。
如果一隻眼睛在發展的早期沒有正常的視覺經歷，便會出現這種現象。眼睛的敏感時期正好是視覺皮質中的突觸產出過剩和消失的時段。在初始的混合式重疊輸入中，正常的那隻眼睛的神經連接倖存下來，而不正常的那隻眼睛的連接會消亡。當兩隻眼睛能正常觀看時，每隻眼睛都失去一些重疊的連接，但兩眼都保持正常數目的連接。
如出生時喪失了一隻眼睛的視覺功能，另一隻眼睛便會全面替代。喪失功能的時間出現得越遲，影響就越小。在大約6個月大時，即使把一隻眼睛蒙上數周，也不會產生任何後果。因為關鍵期已過，連接已經能自我梳理，重疊連接被排除。
這種反常現象有助於加深科學家對正常視覺發展的理解。在正常發展過程中，每隻眼睛的路徑被雕鑿（或修剪）為正確的連接數目，而另一些連接是用其他方法雕鑿的，如讓一隻眼睛看模式。通過產出過剩的突觸，然後選擇正確的連接，大腦形成了一個有組織的功能性選擇連線圖。大腦的發展過程實際上是通過從外部進入視覺的信息組織起來的，這比單獨應用內部分子機制更加精確。這種外部信息對後期發展起到舉足輕重的作用。一個人與外界接觸越多，對組合到大腦的結構中去的外界信息需求就越大。
在大腦的不同部位，突觸產出過剩和選擇過程有異（Huttenlocher and Dabholker,1997）。在原視覺皮質中，突觸密度的峰值出現得相對快。在中前皮質中，一個與高級認知功能相連的區域，其過程長了許多：突觸產出從出生前便開始，而突觸的密度一直增至5或6歲才結束。這一選擇過程一一在概念上與模式的主要組織相一致——持續至第二個4—5年的時間，大約在青春早期結束。這種在皮質區中同步性的缺失，也發生在個體皮質神經元上，在那裡不同的輸入有不同成熟速度（參見Juraska,1982，動物研究）。
在經歷了突觸產出過剩和選擇過程之後，大腦中出現另外的變化。這些變化似乎包括現有突觸的修正和大腦中增添全新的突觸。研究證據（在下一節描述）表明，在神經系統中與學習經驗相連的活動促使神經細胞創造出新的突觸。與突觸產出過剩和消失的過程不同，突觸增添和修改是終身的過程，由經驗所驅動。本質上，一個人接觸信息的質量和習得信息的數量反映其大腦的終生結構。這一過程大概不是大腦儲存信息的唯一方式，但是卻為人們瞭解人是如何學習的提供了一個非常重要的方法。
經驗與環境對大腦發展的影響
在學習的過程中，大腦所發生的變化似乎使神經細胞變得更加有效或有力。在複雜環境中飼養的動物，其每一個細胞中的毛細血管（毛細血管是給大腦供氧和其他養料的微小血管）比圈養動物的多——因此能為大腦供應更多的血液，不管這些圈養動物是獨居一籠或是有同類相伴（Blacket.al.,1987）。用這種方法，經驗使大腦功能的總體質量增加。把膠質細胞（這是一種通過提供營養和清除垃圾來支撐神經元功能的細胞）作為索引，在複雜環境中的動物的每一個神經元的膠質數量多於圈養動物。總的來說，這些研究描述了大腦依賴經驗增強能力的協調模式。
其他一些對動物的研究顯示，學習使大腦發生的某些變化，見背景資料5.1。在大籠子裡圈養的斷奶老鼠，其大腦皮質的重量和厚度有明顯的改變，因為這些籠子裡放進了一組供其玩耍和探究的不斷變換的物體和其他一些誘發玩耍和探究行為的老鼠（Rosenzweig and Bennett,1978）。在完成各種各樣的問題解決任務時，這些動物比在標準的實驗籠子裡飼養的老鼠表現得更出色。有趣的是，在社會群體中相互接觸以及與環境保持直接的物質接觸是非常重要的：在豐富的環境中獨處的動物沒有多少好處；在大環境中關在小籠子裡圈養的動物情況也一樣（Ferchmin et al.,1978;Resenzweig and Bennett,1972）。因此，大腦皮質總體結構因接觸學習機會和在社會情境中學習而改變。
背景資料5.1使老鼠變得更聰明
老鼠是如何學習的？老鼠可教嗎？在一些經典的研究中，把老鼠放到一個雜居環境中，該環境充滿物體，能為老鼠探究和玩耍提供充足的機會（Greenough,1976）。物體每天都在變換和重新擺設。在更換物品的時間裡，動物被安放到另一環境中，該環境擺設另一組物體。因此，像在紐約下水道中或堪薩斯田野裡真實世界的老鼠一樣，這些老鼠具備相當豐富的經驗，能通過這些經驗提取信息。一個對照組的老鼠被放在一個典型的實驗室環境中，在空蕩蕩的籠子裡獨自生活或與一兩隻老鼠一起生活。對於老鼠來說，這個環境顯然是單調而又缺乏真實情境的。這兩種場景有助於確定經驗是如何影響正常大腦和正常認知結構的發展的，同時也能夠觀察到當剝奪動物的關鍵體驗時會發生什麼情況。
當生活在複雜環境或貧瘠環境中的老鼠成長到青春期後，讓兩組老鼠接觸學習經驗。在複雜環境中長大的老鼠一開始就比其他老鼠少犯錯誤，它們也能很快學會不犯任何錯誤。在這一意義上，它們比在剝奪環境的老鼠更聰明。如果給予正面的獎勵，它們比單獨關在籠子中圈養的動物在應付複雜任務時表現得更加突出。顯然，學習改變了老鼠的大腦：在複雜環境中生活的動物，它們視覺皮質中每個神經細胞的突觸擁有量比在標準籠子裡圈養的動物高出20%到25%（Turner and Greenough,1985;Beaulieu and Colonnier,1987）。顯然，當動物學習時，它們給大腦添加了新的連接--種不局限於早期發展的現象（Greenough et al.,1979）。
純神經活動能否改變大腦或是否需要學習的參與？
大腦的變化是由實際學習或各種各樣神經活動的總體變化引起的嗎？在複雜環境中，動物不僅憑經驗學習，而且它們的奔跑、玩耍和練習也激活了大腦。問題是僅靠激活而沒有主體實際學習參與是否能使大腦產生變化，如同通過練習激活肌肉能使它們成長一樣。為了回答這一問題，人們比較了兩組動物，一組學習挑戰性運動技能但無需動腦；另一組需要動用高水平的智力但無需學習運動技能（Black et al.,1990）。總共分四個小組。第一組老鼠學習跨越可增高的障礙物，經過大約一個月時間的訓練之後，這些「雜技演員」能十分出色地完成任務。第二組為「強制性練習者」，每天踩一次腳踏車，先踩30分鐘，然後休息10分鐘，再踩30分鐘。第三組為「自願練習者」，自由接觸掛在籠子上的常用活動輪子。控制組為「籠中馬鈴薯」老鼠，他們沒有進行任何練習。
老鼠的血管容量和每個神經元的突觸數目會發生什麼變化呢？與籠中馬鈴薯老鼠或雜技演員相比，強制性練習者和自願練習者顯示了較高的血管密度，前者的學習技能並不涉及明顯的活動量。但當測量每個神經細胞突觸的數量時，雜技演員是最出色的一組。學習能增加突觸而練習則不能。因此，不同種類的經驗以不同方式制約大腦。突觸和血管的形成是大腦適應性的兩種重要形式，但它們是由不同的生理機制和不同的行為事件所驅動的。
局部變化
具體任務學習能使適合該任務的大腦某些區域產生局部變化。例如，當教授年輕的成年動物走迷宮時，大腦皮質的視覺區域發生了變化（Greenough et al.,1979）。當用一個不透明的鏡片蓋住一隻眼睛讓它們學走迷宮時，只有與那只無遮蓋的眼睛相連接的大腦區域發生變化（Chang and Greenough,1982）。學習一組複雜的運動技能時，其結構變化發生在大腦皮質的運動神經區和小腦，一個與運動神經活動相協調的後腦結構（Blacketal.,1990;Kleimetal.,1996）。
這些腦結構的變化是大腦功能組織變化的基礎。也就是，學習賦予大腦新的組織模式，這一現象已得到神經細胞活動的生物電學記錄所證實（Beaulieu and Cynader,1990）。研究大腦發展，為人們提供了細胞層面的學習過程模式：在老鼠身上觀察到的變化，在小鼠、貓、猴子和鳥的身上也得到證實，幾乎可以肯定也會發生在人的身上。
教學在大腦發展中的作用
教學在大腦發展中的作用
顯然，大腦可以儲存信息，但儲存哪類信息呢？神經科學家不能回答這些問題。這些問題要靠認知科學家、教育研究人員和那些研究經驗對人類行為和潛能有影響的學者來回答。好幾個例子說明傳授具體類型的信息能影響行為自然發展過程。本節討論一個涉及語言發展的案例。
語言與大腦的發展
大腦的發展常常發生在特定的時間裡，利用特定的經驗，這些來自環境的信息有助於大腦的組織。人類的語言發展就是一個自然發展過程的例子，這個過程受制於一定的條件，也有時間規律。與視覺系統發展一樣，與之並行發展的是人類的語言發展，即感知音素的能力，音素是言語的「原子」。音素被界定為最小的有意義的語言單位。人之所以能區別「b」和「p」音，主要是因為人們通過感知與嘴唇開合時間相關的音素時間。區分「b」和「p」音的界限是存在的，它有助於人們鑒別「bet」和「pet」。這類界限在密切相關的音素中存在，而在成年人中這些界限反映了語言的經驗。相對成人來說，幼兒能區分更多的音素界限，但是當某些界限缺乏口語經驗的支撐時，他們便失去了這種區分力（Kuhl,1993）。例如，日語母語者基本上不能區分「r」和「1」音，而對講英語的人來說這些音是涇渭分明的。這種區分能力在童年初期消失，因為在他們所聽到的言語中沒有這種區別。還不清楚突觸產出過剩和消失是否服從於這一過程，但這似乎是合理的。
大腦皮質區突觸的消失過程相當緩慢，因為這一區域涉及到語言及其他高級認知功能（Huttelocher and Dabholkar,1997）。不同的大腦系統似乎按不同的時間架構發展，由經驗和內驅力所驅動。這一過程表明兒童更容易在不同時期學習不同的知識。但是，如上所述，在突觸產出過剩和消失完結之後的很長一段時間裡，學習會繼續影響大腦的結構。新突觸加入（但沒有學習這是不會出現的），大腦的接線圖不斷重組，這一過程涵蓋人的一生。也許還有涉及學習編碼的其他變化，但大多數科學家都認同突觸增加和修改是鐵打的事實。
對大腦發展產生影響的教學例證
最近幾年，人們對基於語言的大腦加工有了詳細的瞭解。例如，大腦似乎存在著獨立的區域，專司聽詞（他人的口語），看詞（閱讀），說詞（口語）和成詞（用語言思維）的子任務。但人們無法確定構成這些口頭的、書面的和聽力的技能的大腦組織模式是否需要分別訓練，以提高語言文字成分的加工技能。如果這些密切相關的技能具有某種獨立的大腦表徵，那麼技能的協調練習也許是鼓勵學習者在說、寫、聽之中綜合訓練的好方法。
語言學習為教學提供了組織大腦功能的特別顯著的例證。這一例證是非常有趣的，因為語言加工通常與左腦密切相關。正如以下討論所示，具體類型的經驗可以替代語言的一些功能，促進大腦其他區域的發展。例如，學習手語的聾人正是通過應用視覺系統替代聽覺系統來學習交際。手語具有語法結構、詞綴和詞形，但它們並非口語的直譯。每一種特定的手語（如美國手語）具有獨特的組織結構，受視覺感知的影響。手語的感知取決於形狀、相應的空間位置和手動的平行視覺感知——一種有別於口語的聽覺感知的感知類型（Bellugi,1980）。
在正常人的神經系統中，聽覺系統的路徑似乎與加工口語特徵的大腦區域緊密相連，而視覺路徑似乎要經過加工的幾個階段才能提取書面語的特徵（Blackmore,1977;Friedman and Cocking,1986）。當聾人用手語學習交際時，不同的神經系統加工替代了正常情況下用於語言加工的神經系統——一個重大突破。
神經科學家已考察了，在作為視覺語言經驗的結果而開發的某種新功能時，不同半腦區的視覺-空間區域和語言加工區域是如何連接的。在所有聾人的大腦裡，某些正常加工聽覺信息的皮質被組織起來加工視覺信息。然而，在使用手語和不用手語的聾人的大腦中存在著明顯的差異，可能是因為他們擁有不同的語言經驗（Neville,1984,1985）。在其他方面，使用手語和不用手語的聾人的腦電活動也存在著主要的差異（Friedman and Cocking,1986;Neville,1984）。此外，在使用手語但聽覺正常的人和使用手語的聾人之間也存在著許多共性，這是由於他們參加語言活動的共同經驗所致。換言之，具體類型的教學可以修改大腦，使大腦能夠選擇性地感知輸入來完成適應性任務，也就是交際任務。
教學能夠功能性地重組人腦的另一論證來自於對遭受打擊或大腦部分切除的個體的研究（Bach-y-Rita,1980,1981;Crill and Raichle,1982）。由於自然恢復是不可能的，因此幫助這類個體重新獲得失去的功能的最佳途徑，是給他們提供指導和長期的訓練。儘管這種學習實際上需要佔用很多時間，但是有效的教學原則能夠導致功能的部分或全部恢復。對接受相同的教學方法的動物的研究清楚地顯示，新的大腦聯結形式和調整與成年人學習時出現的聯結形式和調整相同（Jones and Schallert,1994;Kolb,1995）。因此，指導性學習和通過個體經驗來學習在大腦的功能組織中同樣起到舉足輕重的作用。
記憶與大腦加工
近年來，經過神經科學家和認知科學家的共同努力，借助正電子放射X線斷層照相術和功能性磁共振成像術，人們對記憶加工的研究已取得了進展（Schacter,1997）。這有助於科學家對學習的瞭解，而這些突破大部分來自兩組研究：證明記憶不是獨立建構的研究和兼容學習特徵與後期回憶效度的研究。
記憶不是獨立的實體也非發生在大腦獨立區域的一種現象。記憶的基本加工形式有兩類：陳述性記憶，即對事實和事件的記憶，主要發生在涉及海馬的大腦區域；程序性或非陳述性記憶，即對技能和其他認知操作的記憶，或不能用陳述性語句表徵的記憶，主要發生在涉及新紋路的大腦區域（Squire，1997）。
不同的學習特徵影響到記憶的持續性或脆弱性。例如，比較人們對指代同一物體的詞和圖片的記憶表明，圖片的效果優於前者。如果在學習中同時使用詞和圖片，圖片的這種優勢仍然存在（Roediger,1997）。顯然，這一發現對改進某些信息的長期學習產生直接影響。
研究也表明，大腦不僅僅是事件的被動記錄儀，而是主動參與信息儲存和回憶。有研究顯示，當一系列事件以隨機序列呈現時，人們設法按有意義的序列重新調整，再進行回憶（Lichtenstein and Brewer,1980）。大腦的主動性得到了事實的進一步論證，即人的心理能夠「回憶」實際沒有發生的事。在一個例子中（Roediger,1997），讓被試看一連串單詞：酸——糖果——苦——好——味道——牙齒——小刀——蜂蜜——照片——巧克力---心——蛋糕——小烘餅——餡餅。在隨後的辨認階段，要求被試對某個特定的字是否在單詞列表中出現的問題做出「是」或「否」的回答。被試回答頻度和信度最高的是「甜」字。也就是說，他們「回憶」不正確的東西。這一發現表明主動的心理工作狀態應用推理過程去聯繫事件。人們所回憶的字是隱含而非明示的，與學過的字有同樣的出現概率。按有效性和「認知經濟性」的原則（Gibson，1969），大腦創造了加工信息的類型。因此，學習的一個特徵是回憶加工，使之與其他信息建立相關的聯繫。
考慮到經驗能改變大腦的結構和具體經驗對大腦產生具體的作用的事實，「經驗」的本質成了與記憶加工相關的有趣問題。例如，當詢問兒童一個假的事件是否出現過時（已被他們父母證實），他們會正確回答說從未發生過（Ceci,1997）。然而，在一段時間之後重複討論此事件，兒童開始確信這些假的事件發生過。大約在討論12周之後，兒童能夠詳述這些虛構事件，事件涉及到父母、兄弟、姐妹，並附上大量的「證據」。讓成人重複單詞列表同樣顯示，回憶非經歷事件激活了大腦的同一區域直接經歷的事件或詞（Schacter,1997）。磁共振成像也表明，在詢問和回答真假事件時相同的大腦區域被激活了。這也解釋了為什麼錯誤記憶能夠迫使人相信個體所說的事件。
總之，詞類、圖片和在重複基礎上涉及複雜認知加工的信息分類激活了大腦。激活使長期記憶中的編碼事件動起來。記憶加工既處理正確記憶事件，也處理錯誤記憶事件，正如成像技術所示，它激活了相同的大腦區域，而不管所記憶的東西是否有效。經驗對大腦結構的發展十分重要，且作為經驗記憶在大腦中所登記的事情包括個人的心理活動。
這些有關記憶的觀點對瞭解學習十分重要，可以充分解釋為什麼有些經驗能夠牢記而有些則不能。尤其重要的是，人們發現心理把從經驗中獲得的信息結構化。這類似於第三章討論的在熟練表現中對信息組織的描述問題。新手和專家的主要區別之一，是信息的組織和利用方式。從教學的視角來看，它再次表明在恰當的總體結構中進行有效學習的重要性（在第三和第四章已討論了這一情況）。
總的來說，神經科學研究證實經驗在修正大腦結構、建構心理結構的過程中充當重要的角色：經驗的發展並不是僅僅只對前設模式的拓展。加之，對支配學習的某些規則的各種研究已有很多。最簡單的規則之一是實踐促進學習。在大腦中、在複雜的環境中習得的經驗數目與結構變化數量之間存在著一種類似的關係。
總而言之，神經科學正開始為教育工作者瞭解自己特別感興趣的問題提供一些方法，儘管還不是最終定論。越來越多的證據顯示大腦的發展和成熟隨學習的發生而在結構上產生變化。因此，人們認為這些結構的變化是大腦對學習進行編碼。研究發現老鼠大腦皮質的重量和厚度變化與起刺激作用的物質環境和起交互作用的社會群體直接相關。隨後的研究也顯示了神經細胞和支撐其功能的組織結構的潛在變化。神經細胞擁有大量突觸，通過這些突觸它們能夠彼此溝通。神經細胞自身的結構亦相應地發生變化。至少在某些條件下，對神經元提供支持的膠質細胞和輸送血液的毛細血管兩者也會改變。具體任務的學習似乎改變該任務所涉及的大腦具體區域。這些發現表明大腦是一個動態器官，很大程度上是由經驗塑造——由生物正在做的和已經做的所決定。
小結
普遍認為，在大腦發展和學習機制的理解方面的突破對教育和學習科學具有重要的意義。此外，某些腦科學家在提出自己的建議時常常缺乏科學基礎，這些建議已被收錄進教師讀物中（參見Sylwester,1995 Ch.7）。神經科學的發展已到了需要批評性思考的時候了，思考以何種形式使研究信息能傳到教育工作者的手中，讓他們根據教學實踐來取捨——確認哪些研究成果可以貫徹實施而哪些則不可能。
本章回顧了經驗對大腦發展的作用，大腦對可選擇性學習路徑的適應性以及經驗對記憶的影響。關於大腦和心理的幾項發現是清楚明瞭的，將會成為今後研究的題目。
可以肯定地說大腦和心理的功能性組織取決於並得益於經驗。
發展不僅僅是生理驅動的拓展過程，也是從經驗中獲得基本信息的主動過程。
研究表明一些經驗在某些具體的敏感時段具有最大的效應，而另一些經驗在更長的時段中能不斷影響大腦。
需要確定與教育有關的重要問題，哪些東西與關鍵期密切聯繫（如，音素感知和語言學習的某些方面）以及時間對哪些東西無足輕重。
這些發現清楚地表明在各種學習間存在著質的差異。此外，大腦通過諸如推理、分類等心理活動「創造」信息經驗。這些類型的學習機會可以充分利用。相比之下，要解讀約翰‧布魯爾（1997）提出的導致神經分支的具體活動（Cardellichio and Field,1997），人們還有很長的一段路要走。