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[关键词] 静脉麻醉;吸入麻醉;神经外科手术;脑血管自身调节功能
[中图分类号] R743 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)05(a)-0084-02
神经外科手术中,麻醉是很重要的步骤。脑血管有自身调节功能,不同的麻醉方法会给其带来不同的影响[1]。但是需进行手术的患者通常会出现脑受损情况。因此麻醉时必须保证脑血管的自身调节功能,以保证脑部供氧充足,防止病情恶化或诱发神经系统疾病[2]。本文主要对静脉麻醉、吸入麻醉进行对比研究,现报道如下:
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取本院2005~2011年进行脑部肿瘤切除手术的患者64例,其中,男34例,女30例,年龄21~74岁;将所有患者随机分为A、B、C 3组,分别为20例、23例、21例患者。这些患者均无心脏疾病,不曾长期服用镇静、镇痛类药物。
1.2 方法
首先,在给患者麻醉前半天内,患者不能进食或饮水,以防止手术过程中患者出现呕吐甚至引发窒息的危险情况。其次,麻醉前要进行麻醉诱导,B组患者用8%七氟醚诱导。A组和C组使用血浆靶浓度为3 μg/mL的TCI异丙酚。给这三组患者均注射4 μg/kg芬太尼,0.15 mg/(kg·min)顺式阿曲库铵。保证气管插管机械持续通气。为维持麻醉状态,A组运用具有收缩脑血管作用的静脉靶浓度为3 μg/mL的TCI异丙酚,B组采用对脑血管有扩张作用的吸入如七氟醚,调节挥发罐3%~5%。而C组同时使用这两种药物进行麻醉,七氟醚1%~3%,异丙酚血浆靶浓度为3 μg/mL TCI。同时,这三组均间断推注芬太尼1~2 μg/kg。芬太尼在和这几种药物合用时会减少脑血流量。麻醉过程中给予患者吸氧,防止大脑缺氧。给3组患者均注射适量适宜浓度的顺式阿曲库铵。当缝皮开始时,不再给患者使用芬太尼、异丙酚和七氟醚[3-4]。记录动脉时间-平均峰值流速在诱导麻醉前、机械通气时、开颅前和缝合创口时的数值,进行比较。在不同时间段,按压颈总动脉7 s,记录恢复正常所需时间。
1.3 统计学方法
运用SPSS 15.0统计软件包分析数据并处理,计量资料以(x±s)表示,组间比较用t检验,计数资料采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
结果提示,A组开颅时的脑短暂充血反应率比实施麻醉诱导前高;B组开颅时的脑短暂充血反应率降低。3组数据比较,A组的脑短暂充血反应率比另两组高,B组的脑充血反应率比C组低。可知,采取静脉麻醉,可以增强脑血管的自身调节功能。吸入性麻醉对脑血管自身调节功能有负性影响。见表1、2。
3 讨论
3.1 神经外科麻醉的用药
神经外科手术麻醉时,选用药物要谨慎。首先要保证不增加脑负担,对脑供血量无影响,更不能对神经系统产生毒害作用,不干扰血脑屏障的正常作用。当然要见效快,镇痛作用要明显[5]。另外,手术结束,药物作用消失后,患者能恢复正常精神状态。
3.2 临床常用神经外科手术物
神经外科发展迅速,药物也是逐步增多。现在临床上常用药物主要包括静脉、吸入、麻醉性镇痛药、局部和肌肉松弛药[6]。静脉有保护脑组织的作用,可以促进脑血管收缩,对脑部供血量影响几乎没有,而且可以保证脑部供氧,对脑血管自身调节功能有增强的效果,在临床上常用异丙酚。吸入促进脑血管扩张,对脑血管自身调节功能有减弱的作用,常用吸入麻醉要有七氟醚等。而芬太尼、瑞芬太尼作为一种麻醉性镇痛药,对脑组织血流量有影响,与其他合用时,也会影响脑组织代谢,同时,其对脑血管自身调节功能基本上没有影响[7]。肌肉松弛药无法通过血脑屏障,但是在神经外科手术时会对脑血管功能造成影响。
3.3 脑充血反应率与脑血管自身调节功能
通常情况下,颈总动脉受到按压时,会使被按压侧脑阻力血管扩张。停止按压时,会使阻力减小,引发充血反应。因此脑充血反应率的高低是脑血管自身调节功能是否正常的参考指标[7]。
3.4 不同麻醉方法对患者脑血管自身调节功能的影响
能够增加脑血管自身调节功能的麻醉方法是同时使用芬太尼和异丙酚两种药物,对脑血管自身调节功能带来负性影响的是七氟醚与芬太尼合用的麻醉方法。如果同时给患者使用这三种药物,患者脑血管的自身调节功能没有变化。而脑血管的自身调节功能对维持脑组织的正常功能和避免脑损伤,维持脑组织正常代谢有积极作用。一旦脑血管的这种功能受损,极有可能危害整个脑神经系统,将会给患者带来严重的危害。所以在进行神经外科手术时,医务人员一定要对患者病情做出最准确的判断,合理选择麻醉方法[8]。通过实验可知,静脉和麻醉性镇痛药合用治疗效果更好,可以在临床上推广使用。
通过对比研究可知,静脉和麻醉性镇痛药同时使用时,脑血管的自身调节功能提高;吸入和麻醉性镇痛药同时使用时,脑血管自身调节功能降低;若这三种药同时使用,该功能无变化。因此,神经外科手术时可合用静脉和麻醉性镇痛药。
[参考文献]
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【关键词】 全身麻醉; 硬膜外麻醉; 全膝关节置换术; 深静脉血栓
中图分类号 R56 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2015)34-0036-02
doi:10.14033/ki.cfmr.2015.34.014
近年来,随着我国医疗水平的不断提高,越来越多患者的生活质量得以改善。其中,在骨科手术领域人工全膝关节置换手术被广泛应用,但是大部分患者术后会出现深静脉血栓的并发症,主要表现为静脉炎、下肢疼痛及肺栓塞等。目前,这种骨科手术导致的下肢的静脉血栓越来越备受重视[1]。相关数据显示,全膝关节置换术后深静脉血栓发生率将高达一半以上。另一方面,不同麻醉方式的选择也会影响全膝关节置换术后深静脉血栓的发生[2]。本文将选取笔者所在医院四年的全膝关节置换术患者为研究对象,阐明全身麻醉和连续硬膜外麻醉两种方法在降低全膝关节置换术后深静脉血栓发生率上的有效性、安全性和适用性,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2012年4月-2015年4月在笔者所在医院进行全膝关节置换术的患者110例作为研究对象。所有患者经确诊为ASAⅠ~Ⅲ级,男66例,女44例,最小55岁,最大73岁,体重53~75 kg,经彩色多普勒超声等检查,肝肾功能和血尿便常规检查正常;术前血小板、凝血情况及心电图正常。采用随机数字表法分为治疗组和对照组,两组患者年龄、性别等基础临床特征比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性,详见表1。
1.2 方法
治疗组患者采用硬膜外麻醉,对照组患者采用全身麻醉。两组患者术前12 h需空腹,且近期未用药。两组患者需同时建立心率、呼吸频率、血氧饱和度和平均动脉压等检测体系。治疗组需要选择患者L2~3作为穿刺点,穿刺成功后再将硬膜外导管向头侧置入管3 cm处,同时注入1%利多卡因和0.25%地卡因9~18 ml,术中用0.5%罗哌卡因维持麻醉。对照组依次静脉注射地西泮0.07~0.09 mg/kg、芬太尼13 μg/kg、维库溴铵0.12 mg/kg等进行诱导麻醉,等6 min后注射异丙酚2~5 mg/kg,再给予1.0%异氟烷同时间隔给予芬太尼辅助维持麻醉(药品均由浙江大学附属第一医院提供,批次20150527)。
1.3 观察指标
观察两组患者麻醉前、麻醉后3 h和术后24 h血凝指标变化情况和深静脉血栓发生情况,比较两组患者麻醉时间、术中出血量及手术时间;其中,需要记录各点采静脉血行凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)、纤维蛋白原(Fbg)和血小板(PLC)。
1.4 统计学处理
采用SPSS 17.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验。P
2 结果
2.1 治疗后两组患者基本情况比较
两组患者分别进行全身麻醉和连续硬膜外麻醉后,治疗组患者的纤维蛋白原与血小板含量均明显低于对照组,但凝血酶时间和凝血酶原时间均长于对照组(P
2.2 两组深静脉血栓发生情况比较
治疗组患者深静脉血栓发生率为10.5%,显著低于对照组的49.1%,差异有统计学意义(P
2.3 两组手术一般情况比较
治疗组和对照组麻醉时间、术中出血和手术时间比较,差异均无统计学意义(P>0.05),详见表4。
3 讨论
随着我国人口老龄化加快和人工关节技术的提高,人们更加关注骨科术后患者的生活质量[3-4],本文就全身麻醉和连续硬膜外麻醉两种方式对降低深静脉血栓的发生率进行分析,主要有两点差异:第一全麻能降低下肢的血流量,有助于血栓的发生,而硬膜外麻醉能扩张血管,与全麻作用相反;第二全麻能使血液黏滞度升高、红细胞变形降低,则硬膜外麻醉具有相反的作用[5-6]。另一数据显示,硬膜外麻醉患者的血小板和纤维蛋白原含量均低于全麻患者,而凝血酶原时间和凝血酶时间均较全麻组患者长,表明全麻组患者的凝血情况严重,更易发生深静脉血栓。虽然药物治疗能够使深静脉血栓发生率有所下降,但是严重疾病、老年患者以及部分大手术等高危人群的深静脉血栓发生率依然很高。因此,需要从形成深静脉血栓的原因着手,找到合理而安全有效的方法来值得临床推广。
目前,对于血栓形成的初期,炎性细胞、血小板、静脉内皮细胞等之间的调控及相互作用,造成纤容及抗纤、凝血及抗凝系统失衡,从而使得机体微环境向有利于血栓形成的发展机制并未完全明确,尚无比较可靠的深静脉血栓早期诊断及预测标志物。与深静脉血栓形成有关的因素有很多,常见的有年龄、肥胖、深静脉血栓病史、肺疾病、骨折史、水肿、感染等因素[7]。
在不考虑客观因素的情况下,连续硬膜外麻醉用于骨科围术期具有连续镇痛效果好、术中出血量少、肌肉松弛好等优点。虽然全身麻醉对全膝置换术后深静脉血栓的发生有推动作用,但是在实际临床上术前常伴有支气管炎、高血压、心肺功能弱等的患者机体代偿和耐受性差[8]。
综上所述,随着连续硬膜外麻醉和人工关节技术的日臻成熟及对骨科中常见的全膝关节置换术认识的深入,硬膜外麻醉大大降低了患者深静脉血栓并发症的发生率,提高了临床疗效,且具有在骨关节外科领域中巨大潜力。
参考文献
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关键词 大课间活动 体育 素质 耐力
中图分类号:G635.5 文献标识码:A
Research and Results of Hangzhou Jing Fang High School
Large Recess to Students' Physical Quality
PAN Lingyan
(Hangzhou Jingfang Middle School, Hangzhou, Zhejiang 310020)
Abstract With the comprehensive promotion of quality education, school education is undergoing major changes. "Health First" is the guiding ideology of school education in the new century, "happy, active, healthy development," has become the goals and tasks of school physical education. "Big recess physical activity" is a new type to promote quality education in the form of calisthenics occurred during the practice has proved that it is the goal of achieving an effective new sports vehicle, it is the full implementation of health, happiness education, promote student initiative, the harmonious development of the process reveals important and has a unique effect. By successfully carry out large recess activities, and our students that exercise, and exercise their own will and moral, but also improve the physical foundation for the sport in the exam.
Key words large recess; physical education; quality; endurance
1 研究对象和方法
1.1 研究对象
杭州市景芳中学全校30个班级。
1.2 研究方法
(1)文献资料法。查阅了近5~10年来有关大课间的资料,并查阅了相关研究成果、论文20余篇。(2)数理统计法。
2 大课间的前期准备
2.1 大课间调查内容表
时间:每天上午9:35~10:05
2.2 活动前期试行,规划成册,全面落实
根据我校实际情况,制定出了大课间活动方案。加强大课间活动,让学生实践所学的知识和技能,延伸课堂教育教学的内容,发展学生不同的兴趣和特长,激发学生个人的潜能和创造力,提供训练的机会;同时让学生在活动中学会与人交往、沟通和合作等社交技巧,建立正确的价值观;并通过参加课外活动,促进学生身心健康发展。由分管教学的校长全面负责,宏观调控;教务处牵头,负责过程,组织各项工作;年级组、体育组、艺术组具体实施,年级组、班主任负责组织、协调、召集学生;值周教师、班主任负责管理学生。由于学生众多,落实起来,可能出现很多不足之处,所以,每一项大课间活动都要考虑细节,现在是细节决定成败,我校的活动内容一般要经过以下步骤(表2):
表2
体育组确定初步的项目,上报给行政领导,并跟行政领导一起讨论确定其中的可行项目,也就是上面所说的立项,再由体育组制定出活动的时间,场地,规章制度的设计方案,依据这一方案,采用试运行法进行研究,落实过程是这样的:召集体育委员进行开会,授予活动的时间地点安排和相关规章制度的学习。拿晨跑来说,体育委员领悟并传达老师的意思,自己还要在晨跑的路线上进行训练,定时,定速完成任务。确保全面开展的时候不出差错。试运行的结果再进行讨论研究,从而得到完善的改进措施,趁周一的例会上进行教师表决,看改进措施方案的可行性,若一致通过后,就规范成册,接下来教务处以文件的形式放于学校网上,让班主任和其他教师学习,以上一切胜利老师和学生就配合全面落实。
2.3 广播操
中学生正处在生长发育的阶段,骨骼、柔韧性、意志、品质等皆处于未成型,正待成型阶段,每日练习的广播操对各方面成型皆有促进作用,良好的习惯、兴趣对他们在今后的课间操练习过程中对身体的锻炼有很大的影响。我校的广播操从周二到周五连续进行,时间跨段从4月中旬到11月中旬,节假日不算。由于进出场的时间消耗,整个课间操活动时间定为20分钟,每个班级从教室走廊上排成二列众队,由体育委员带队走下楼梯,这个过程特别强调安全问题,同学之间不能嬉戏打闹,要求同学们安静,有序的走下楼梯,最后来到操场上变成一列众队,男生在前,女生在后,进行广播操练习。从始至终,值周班级的同学都是跟班检查的,好比是班级的一员,班级到那里,值周人员就跟随到那里,记录整个过程的仪容仪表,行为规范,对不到位的学生予以扣分处理,所有的情况都纳入班级的考核制度。
3 研究结果与分析
随着素质教育的全面推进,学校教育正发生着重大变革。“健康第一”是新世纪我国学校教育的指导思想,“快乐、主动、健康、发展”已成为学校体育教育的目标和任务。“大课间体育活动”就是在推进素质教育过程中出现的一种新型课间操形式,实践证明,它是实现新的体育目标的有效载体,它在全面实施健康、快乐教育,促进学生主动、和谐发展的过程中显现出重要而有特有的功效。通过大课间活动的顺利开展,我校学生即锻炼身体,又锻炼了自己的意志品德,从而养成吃苦耐劳的精神。笔者作为体育老师,去年一年对全校的30个班级进行了跟踪调查。从力量类、跳跃类、耐力类三项进行分析,每项满分为10分,总合30分。大课间活动前后一些数据的比较来说明一些结论。
3.1 对初一学生的研究结果
表3
初一学生375人,在大课间活动开展前,三项的平均分为22.756,男生平均分为24.192,女生平均分为21.338。力量类合格率为73.51%,其中男生75.43%,女生70.59%。跳跃类合格率79.4%,其中男生80.42%,女生77.38%。耐力类合格率为74.76%,其中男生74.97%,女生74.55% 。大课间活动顺利进行一年后,再对原学生进行测试和分析。三项的平均分为24.863,男生平均分为26.343,女生平均分为23.383。力量类合格率为76.73%,其中男生79.82%,女生74.64%。跳跃类合格率82.57%,其中男生83.87%,女生80.27%。耐力类合格率为86.46%,其中男生88.89%,女生84.03% 。以上数据对比分析见表3。
3.2 对初二学生的研究结果
表4
表5
初二学生386人在大课间活动开展前,三项的平均分为25.756,男生平均分为26.192,女生平均分为24.338。力量类合格率为78.61%,其中男生79.43%,女生77.59%。跳跃类合格率82.4%,其中男生83.42%,女生79.38%。耐力类合格率为79.76%,其中男生81.53%,女生74.68% 。大课间活动顺利进行一年后,再对原学生进行测试和分析。三项的平均分为26.863,男生平均分为27.623,女生平均分为25.453。力量类合格率为81.73%,其中男生82.82%,女生79.64%。跳跃类合格率85.57%,其中男生87.87%,女生83.27%。耐力类合格率为88.46%,其中男生89.89%,女生84.63%。以上数据对比分析见表4。
3.3 对初三学生的研究结果
初三学生348人在大课间活动开展前,三项的平均分为26.756,男生平均分为27.324,女生平均分为25.248。力量类合格率为82.24%,其中男生83.57%,女生81.57% 。跳跃类合格率86.4%,其中男生87.36%,女生85.15%。耐力类合格率为85.68%,其中男生85.45%,女生84.88% 。大课间活动顺利进行一年后,再对原学生进行测试和分析。三项的平均分为27.863,男生平均分为28.623,女生平均分为27.112。力量类合格率为91.73%,其中男生92.82%,女生90.64%。跳跃类合格率94.57%,其中男生95.87%,女生93.27%。耐力类合格率为96.46%,其中男生97.89%,女生96.93%。以上数据对比分析见表5。
3.4 对全校学生大课间研究结果的分析
(1)参加大课间活动后学生身体素质各项运动指标均在上升。(2)大课间活动对三个年级均为耐力类影响最大。(3)大课间活动对初一年级耐力类影响最大,其次是力量类;男生的运动指标比女生的运动指标上升幅度要大。(4)大课间活动对初二年级耐力类影响最大,其次是跳跃类;力量类和跳跃类男生的运动指标比女生的运动指标上升幅度要大。耐力类女生的运动指标比男生的运动指标上升幅度大。(5)大课间活动对初三年级耐力类影响最大,其次是力量类;男生的运动指标比女生的运动指标上升幅度要大。
参考文献
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认知神经科学是较为前沿和专业性非常强的专业,其就业主要集中在研究所或者相应大型企业研究部门,从事深度研究工作。
认知神经科学是认知科学与神经科学相结合的一门新科学,以讨论认知活动的脑机制为其研究任务,即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区域及全脑如何调用以实现自身的认知活动。认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究方向,即采用神经科学的方式来研究人类的心智。
认知神经科学研究方向主要围绕脑科学研究中的脑功能的基因蛋白调控、脑网络的神经信息处理以及脑认知的功能环路整合三个方
(来源:文章屋网 )
“脑的结构和功能是对人类认识世界、认识自我的最终挑战,神经科学将是 21 世纪最活跃的前沿基础学科。过去的几十年神经科学研究在发达国家得到了迅速的发展, 但中国的研究进展还赶不上国际步伐。在上海成立神经科学研究所为中国神经科学家提供了一个立足于本土以及与国际同行竞争的新机会。”中国科学院院士、中科院神经科学研究所所长蒲慕明研究员表示。
蒲慕明是美籍华人,多年来一直在美国进行神经生物学研究,也是国际著名的神经生物学家,在他的带领下,中科院神经科学研究所已经迅速成为一个国际化的研究团队。
与此同时,国内其他一些高校和研究机构这些年也纷纷加大力度从事脑科学尤其是神经科学领域的研究。而在人才战略的吸引下,越来越多在国外留学或者从事研究的脑科学人才也回到国内开始研究。
“这些年,可以明显感觉到,我国神经科学领域的一些人才正在国际上崭露头角,国际权威学术期刊上经常可以看到一些中国研究人员的名字。”沈政表示,这些都为我国脑科学的研究储备了丰富的战略性人才资源。
中国开始神经网络战略性研究
最近一些年,我国也开始在脑科学研究领域发力。例如我国973项目先后启动了“脑结构与功能的可塑性研究”、“人类智力的神经基础”等课题,国家自然科学基金委启动了“视听觉信息的认知计算”、“情感和记忆的神经环路基础”等重大研究计划就是一些典型的例子。
而最近两年,中国科学院开始实施战略性先导科技专项“脑功能联结图谱研究”,尤为值得关注。
“该项研究将大脑网络联结作为了重要的研究方向,力求揭示脑的工作原理,其和美国的‘人脑活动图’计划有些类似。”中国科学院武汉物理与数学研究所研究员雷皓表示。
我国“脑功能联结图谱研究”的首席科学家是中国科学院院士、中科院生物物理研究所研究员郭爱克,早在1993年,他就在他所在的研究所建立了我国第一个以果蝇为模式生物的学习与记忆实验室,他从基因-脑-行为的角度,研究果蝇的学习、记忆、注意、抉择、睡眠、雄性果蝇“同性恋”等,并取得了一些突破性的研究成果。近些年来,动物神经网络也成了他的重要研究方向之一。在中国科学院“脑功能联结图谱研究”专项立项以后,作为首席科学家的他和蒲慕明院士一起,又带着中科院生物物理研究所和神经科学研究所的相关研究人员在神经网络方面进行相关的一些研究,希望在不久的将来取得一些原创性的突破。
障碍和短板
但是目前我国在神经网络方面的研究战略依旧不是很清晰,也基本没有涉及到对正常人的直接研究。
“这些年,我国神经科学领域的很多研究人员都是在利用果蝇、小白鼠、猴子等动物进行一些研究,基本上没有涉及到人脑,只是通过他们来推断人脑的一些情况。这里面的一个问题是直接研究人脑存在着很大的障碍,它不仅需要得到国家的专门许可,另外也需要得到实验对象的同意。”中国科学院生物物理研究所研究员曹鹏在接受记者采访时表示,近些年来,由于美国等一些发达国家的研究机构已经可以做到在不伤害大脑的情况下对人脑进行研究,因此获得了一些人脑神经网络的数据和网络图像,而我国则还需要跨越这个障碍。
“和临床相结合是一种有效的方法。”曹鹏说。
但是对中国的一些研究人员而言,进行神经网络等脑科学领域的一些研究,我国常常缺乏有效的研究工具和仪器。
科学思想上的创新,必须在实验中通过仪器设备来实现。在美国的“脑计划”中,相关科学仪器的研发占有极重要的份额――仅美国国家自然科学基金会就将提供2000万美元,用于开发分子尺度的探测装置。
然而这确是中国科学界的“短板”。目前在我国脑科学的实验室里,由于国内产品缺乏或者水平落后,大部分高端的科研设备都是进口的。另外很多研究人员做实验,还不得不利用自己在国外的资源在国外实验室进行或者寻求国际合作。
“现代科技的重大突破越来越依赖于先进的科学仪器,谁掌握最先进的科学仪器研发技术,就掌握了科技发展的主动权。因此中国必须要加强脑科学等这些前沿、尖端科学所需工具和仪器的研究和制造。”沈政表示。
基础研究不能和治病救人脱节
另外,中国科学院心理所研究员尹文刚表示,这些年国内很多基于大脑科学的基础研究尤其是神经科学方向,存在着严重的和临床治病救人相脱节的现象。尽管很多人在研究方面有不少建树,不时有,但是在实际应用中,常常并没有什么用处。
“甚至一些从事神经科学研究的人,从来就没有和临床有过接触,比如研究自闭症,却不和自闭症患者打交道,这是很可笑的。”尹文刚告诉记者,这些年他在国内参加脑科学或者是神经科学的一些会议,经常遇到临床知识十分匮乏的一些专家,往往给他们说一个具体的病例,他们甚至十分好奇地问,“怎么会有这样的事?”
“脑科学、神经科学的研究,就是要能够为人类自身服务,治病救人就是一个重要的方面,如果没有这样的意识,研究我们的大脑又有什么意义?”尹文刚表示, 深入地基础研究固然重要,但对一些从事疾病方向脑科学研究的研究人员来说,也应该同步考虑如何将他们的研究成果转化成治疗、以及预防这类疾病的道路上来。
而在另外一个方面,很多从事临床治疗的医生也没有将治病和最新的研究成果相结合,他们沿用的依旧是他们以前从学校中学到的方法。“实际上他们的很多处理方式已经落后了。”沈政表示,在美国等一些西方国家,临床医生并不仅仅只是看病救人,这只占据了他们的一部分时间,他们也不靠看病救人挣钱,实际上,很多医生都有自己的实验室,他们有自己的课题组,很多时间也都放在带领助手进行和自身治疗项目相应的科学研究,在这样的背景下,他们能够做到看病和研究的有效结合,较少会出现脱节的现象。而在国内,目前大部分医生都不是如此。在脑科学领域,这样最新的技术和方法不能被迅速应用于治疗。
尹文刚告诉记者,尽管当前人类对自身大脑的认识还十分肤浅,但这并影响研究人员利用相应的研究成果为人类服务,对专门研究人员而言,只要踏踏实实做一些研究,了解大脑的某些活动,就可以帮助患有阿尔茨海默症、自闭症等脑部疾病的患者。而对相应的医生而言,如果他们能够和本领域的前沿研究相结合,并围绕病例进行一些研究,脑科学研究就会发挥更大的作用。
据了解,在美国提出“人脑计划”前,奥巴马政府2012年曾推出过全国阿尔茨海默症计划草案,其中也提到加强对人脑的研究,以达到帮助这些患者痊愈的目的。
“美国的这项脑科学研究尽管十分前沿,但是他们并没有忽略和基础性应用相结合,这是值得国内借鉴和学习的。”尹文刚表示。
中国还需要加大脑科学研究投入
沈政认为,与美国等一些西方发达国家相比,我国的脑科学研究还有很大的差距,这与我国脑科学研究起步较晚也有很大的关系。
另外,我国目前在科研力量和经费的投入方面也还存在很大的差距。不过,沈政表示,针对欧盟、美国现在规模宏大的人脑研究计划,中国方面绝对不会无动于衷,要不了多久,国内相关研究人员和研究机构就会向国家提出对应的研究计划。
[关键词]神经生物学 课程内容 教学心得
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)18-0052-02
[收稿时间]2013-06-10
[作者简介]范娟(1980-),女,陕西蒲城人,讲师,研究方向:神经生物学方面的教学和研究。
神经生物学是研究脑的结构和功能的一门学科,是生命科学的前沿学科之一。它是融神经解剖学、神经生理学、神经化学、分子生物学、心理学、神经药理学、神经病理学等多个学科为一学科,是从系统、器官、细胞和分子多层次探索神经系统结构和功能的一门学科。神经科学作为生命科学的一个分支,在20世纪的后20年里得到了飞速的发展,目前已经成为生命科学领域内最重要和最为活跃的学科之一,也是综合性最强的学科之一。在许多欧美国家的高等院校,已经将神经生物学(或神经科学)作为生物类专业和医学专业本科生的一门必修课。随着我国高等教育与国际的逐步接轨,越来越多的学校也将神经生物学作为生物类本科的一门必修课或选修课。
对于师范类院校,在生物类师范和非师范本科生中开设神经生物学课也是十分必要的。对于师范生,神经科学的发展和教育模式的发展息息相关。许多教育模式的提出都基于脑科学的发展。对于将来要成为教师的师范生来说,只有了解脑科学,关注脑科学的发展,才能思考适于脑的教学模式和氛围。对于非师范学生,通过这门课使他们对神经科学有一个整体认识,并且了解神经科学的发展和前沿,这有可能开启他们对神经科学的兴趣,成为他们从事神经科学工作的开端,为我国的神经科学领域吸引更多的人才。
因此,从2006年起,我们学校在生物类师范和非师范本科生中开设神经生物学作为选修课。经过几年的实践,我们对于神经生物学的教学取得了以下几点心得:
一、加强岗前培训,严把授课资格
每年对任课教师进行岗前培训,学习相关的教育理论、教育技术和教学管理制度,并进行实验技术培训。通过这些知识的系统学习,加强教师的理论水平。新教师在一年之内必须完整地听一轮本教研室神经生物学理论和实验教学课,由于我们的课程内容和神经解剖学、神经生理学、神经药理学、分子神经生物学等内容密切相关,所以新教师也要听相关课程的一些理论和实践课,以免重复内容太多,同时也学习其他教研室老师的经验。教研室安排指定的教学经验丰富的老教师对青年教师进行一对一的辅导,从课堂教学设计、幻灯片制作、教案书写和讲课语气等多方面给予指导。严格执行新课预讲试讲制度,新教师在承担教学任务前必须在教研室进行预讲。
二、合理设计课程内容,满足多方面需要
该学科的主要特点是范围广、牵扯面多,需要讲授的内容繁多,而且发展极为迅速,每章内容都是一个新的体系,内容所涵盖的知识点既有一定的深度又有一定的广度。同时神经生物学这门学科还面临着课程内容多、学时少等诸多问题。除此之外,因为神经生物学是一门多学科交叉的学科,所以需要尽量避免与其他学科内容重复。针对这些问题,怎样设计整个课程内容就显得非常重要。过于简单很难引起学生的兴趣,因为其中部分内容他们已经通过别的课程学习过;而过于精深,学生则很难听懂,容易引起厌学情绪。因此,我们在课前了解不同专业、不同层次的学生的知识基础、能力基础和思想基础,尽量满足师范类和非师范类两种学生的需要。在具体实施中,我们首先讲解神经生物学基本的问题,如神经元的结构和功能,神经元间的信号传递与调控,信息整合等;其次,介绍神经科学的几个主要方面,如各个神经系统的感觉、运动、情绪、学习记忆、认知等功能及神经系统的发育、可塑性问题;最后,为了满足学有余力的学生更进一步的需要,聘请校内外神经科学领域的专家,就他们所研究的领域进行专题讲座。每次讲座后,学生就专家讲座的内容进行提问,一方面培养了学生的科研思维能力;另一方面,通过这种与专家的交流,进一步激发了学生对于神经生物学学习的兴趣。而每次授课后,专家除了当堂针对同学感兴趣的问题进行解答外, 还留下联系方式, 以便进一步交流指导。这种专题讲座的教学形式极大地调动了学生们的学习积极性,受到了学生们的普遍好评。
三、注重神经科学研究方法的讲授
多学科、多层次的综合研究被认为是神经科学研究的一个显著特点。因此神经科学研究涉及的研究方法范围非常广泛,包括形态学方法、生理药理学方法、生物化学方法、电生理学方法、分子生物学方法、脑成像(Brain imaging)技术等,从形态到功能,从整体到分子。那么在研究中到底采用哪种研究手段,而每种研究方法都能解决哪些问题,这是学生非常关心的问题。我们通过神经科学研究方法的讲述,让学生了解每种实验方法可以解决什么样的问题。而这一方面使学生能比较顺利的阅读文献,另一方面有助于学生在日后的科研中,针对他们的研究目的,选择合适的研究方法。
四、及时更新教学内容,紧跟学科发展前沿
由于神经生物学理论性强,学科知识的广度、深度和跨度较大,新理论层出不穷,知识更新迅速。因此,我们在围绕一些基本概念及理论之外,不断检索新的文献,吸收学术界最新的科研成果,及时充实更新教学内容,重点反映学科发展动态,如在讲到神经胶质细胞时,除了讲授关于神经胶质细胞的基础知识之外,还介绍了本校的研究人员最近在国际权威学术期刊《细胞》杂志发表的关于神经胶质细胞调控大脑的学习记忆功能的研究进展。通过这种形式,让学生掌握了神经科学领域的基本知识、基本原理,同时又了解了神经科学领域的发展动态。
五、通过“Journal Club”的形式,培养学生学习新知识的能力
根据课程的进度,由授课教师提供相关神经科学领域最新英文文献,指定学生3人一组,经过个人阅读和小组讨论,最终总结成PPT进行汇报。由于在课堂上,教师往往是通过讲授向学生灌输知识,学生被动接受,学习效果欠佳。而通过“Journal Club”的形式,能够让学生在掌握所学知识的基础上,主动学习知识、开拓视野、提高学习兴趣,学习科学的思维方法,使科研能力得到锻炼。并且经过一个学期试行的效果来看,学生分析问题和解决问题的能力大大提高,口头表达能力也大大进步。
六、合理利用多媒体,提高课堂教学效果
神经生物学课堂教学内容丰富,信息量大,单纯采用传统的板书和挂图等教学模式很难达到良好的教学效果。而合理利用多媒体教学,则能取得较好的成效。多媒体在信息传递方面具有良好的集成性,能把多种信息通过声音、图形、动画、视频、文本等不同表现形式同时展示于学生面前,有利于学生更好地理解所学内容。在教学中采用一些模式图、图片以及动画等,使得深奥的原理以及复杂的过程变得简单易懂。例如,在讲到大脑中枢神经系统的结构时,如果单纯通过板书和挂图,则比较抽象难懂,需要学生有比较高的空间想象能力,而三维立体动画则比较直观易懂,一目了然,易于学生掌握和理解。同时,多媒体大大节省了教师授课的板书时间,从而使课堂教学效率得到显著提高。但是不能过度依赖多媒体课件。有的老师忽视传统的教学方法,在课堂上从头到尾也都是多媒体图片,甚至出现一些教师离开多媒体课件后无法进行教学实践的情况。因此应该是在传统教学的基础上,合理利用多媒体,提高了学生对知识的理解和掌握问题能力,这样才能取得良好的教学效果。
七、课堂教学之外,开展辅实验研究和观察
在课堂教学之外,我们还根据本学院的实际情况,带领学生参观相关老师的实验室,了解他们的科研情况,让他们对科研有一定了解。一些对这些老师的研究方向感兴趣的同学,还会主动联系这些老师,参与到他们的研究小组中,平时参加这些老师研究小组的组内研讨会,对感兴趣的研究方向进行深入的文献阅读。在了解现有的研究状况的基础上,进而大胆提出自己的想法,并与指导老师讨论。在老师的指导下,对他们的研究想法,设计出一套合理的实验方案,并进行预实验。进而进行更深一步的研究。从这几年实施的情况来看,取得了较好的成效。多名学生已在神经科学及其相关领域的杂志上。通过课堂教学之外开展辅实验研究和观察,大大提高了学生的科研能力,并进一步激发了学生对神经科学研究领域的兴趣。
近几年,通过以上几个方面的努力,学生的学习兴趣大大提高,对于神经科学的发展有了比较全面的了解,取得了较好的教学效果。并且培养了学生勇于探索、善于实践、主动求知的精神,符合我们学校目前建立国际知名的研究型大学的目标。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王建军主译.中文版:神经科学-探索脑(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2] 周加仙.“基于脑的教育”理论述评[J].外国教育研究,2007,2(34).
[3] 杨萍,阮怀珍,邓其跃.提高神经生物学课堂教学质量的探讨[J].西北医学教育, 2009,17(3).
一、企议主要议题与内容
会上,来自英、美、德、法、意、中等多个国家的研究者在会上做了广泛的交流与探讨。其中作为主题发言人之一,伦敦大学教育神经科学研究中心副主任Andrew Tolmie教授首先介绍了教育神经科学这一倍受关注的新兴学科的特点和发展趋势,并展望了其对音乐教育未来发展的重要影响及启示作用。Tolmie教授认为,教育神经科学不仅对人才培养与综合国力的增强具有重要意义,将其研究成果应用于音乐教育的教学与研究领域也已经成为现代教育发展的必然趋势。通过教育神经科学对音乐教学中所涉及的记忆、思维及情绪等高级认知功能进行深入探究,可以从不同角度理解音乐认知活动的实质、特点及规律,同时可以更深入、准确地认识脑与音乐教学行为间的关系及不同环境与音乐教育方式对神经机制与心理机能所产生的影响,从而为音乐教育改革提供综合了神经生理与心理特性的多层面依据。
来自赫尔辛基大学行为科学学院脑认知研究组(Cognirive Brain Research Unit,Institute Of Behavioural Sciences)的Mari Tervaniemi教授以《音乐教育与脑科学――梦想与现实》(Music education and brain science:dreams and realities)为题,探讨了音乐训练经验对儿童与成人音乐家的脑结构和功能的影响。Tervaniemi教授认为研究音乐教育情境中的脑是一项非常具有挑战性的工作。已有研究证明,音乐活动具有调节和改善脑结构与功能的重要作用,不仅音乐训练可以促进儿童与成人脑的发育,而且音乐听赏与音乐创作等活动也可以作为特殊手段应用于神经与心理疾病的治疗中。同时,Tervaniemi教授指出现阶段研究者面临的主要问题在于:第一,目前,绝大多数研究仅限于在实验室环境中开展,凭借现有研究技术与方法还不能解决所有真实教学环境中的实际问题;第二,每个被试的脑的解剖结构和功能不是完全相同的,但是现有研究结论却是基于对被试的群体研究所得出的均值而得出的;第三,每个被试对音乐的感受和偏好不尽相同,但现有研究大多是采用相同的音乐刺激材料:第四,需要开展更多的长时间的追踪调查,才能使研究结论更具有说服力。
其后,国际著名的音乐心理学家和音乐教育家GrahamWelch教授做了题为《儿童歌唱能力发展过程中的神经心理学特点》(Neuropsychological feature of children’s singingdevelopment)的发言。作为国际音乐教育协会主席(International Society of Music Education,ISME)(2012-2014)和“教育、音乐与心理学研究”协会(society for Education,Music and Psychology Research,SEMPRE)的主席,Welch教授在发言中首先从神经机制入手,对儿童在歌唱过程中的脑区激活位置与程度进行了深入分析,并倡导将关于神经科学的最新研究成果应用于声乐的教学方法之中。在此基础上,Welch教授分析了目前关于“音乐教育中心智与脑”的研究所面临的挑战,并呼吁研究者们开展专门针对儿童的神经心理生物学(neuropsychobiology)的实证研究,从而帮助我们更好地理解和改善儿童声乐教学方法。
此外,会议还组织与会者参观了用于开展神经科学研究的脑电(electroencephalogram,EEG)实验室、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)实验室以及位于英国科学博物馆中的正电子发射断层成像(positronemission tomography,PET)等脑实验设备,这使得参会者们进一步加深了对神经科学的研究技术与研究范式的了解。随后,研究者们就各自特别关心的问题展开了头脑风暴式的热烈讨论。与会专家和学者普遍认为,探究神经科学与音乐活动的脑机制与功能是一个非常具有发展潜力的研究方向。目前,借助fMRI、PET、ERP以及EEG等实验设备,研究者便可以观察在从事音乐活动的过程中,人脑的神经活动机制。但这不仅需要神经科学研究者们的努力,同时也需要音乐教育者的积极参与,并将研究成果运用于教育实践,从而最终对音乐教育产生实质性的影响。
二、会议宗旨和意义
召开此次研讨会的含义和影响都是非常深远的。它不仅标志着一个崭新的研究领域或者说研究(学科)视角正在形成,而且正如研讨会宣传语中所说,会议旨在“连接心理学、神经科学与音乐教育的世界”,即希望打破学科壁垒,架设起一座不同学科间沟通的桥梁,从而将音乐教育工作者与对其感兴趣的心理学和神经科学领域的研究者联系在一起,构建一个跨学科联盟,并将脑与神经科学研究成果普及与推广至音乐教育领域。众所周知,传统的教育教学实践与教育政策的制定和实施,往往是以现象学思维为基础,而传统的教育学研究一直是一种基于直接经验的社会实践活动,一些经验看起来比另外一些更为有效,这就形成了一些大家比较认可的“传统”的教学方法。而现代学科的不断交叉与融合需要来自不同领域的学者开展多学科、跨学科甚至是超学科⑤的合作研究。通过神经科学、心理学与音乐教育领域研究者的合作探究,将会逐步改变传统音乐教学那些过于抽象和孤立的观点,弥补现有音乐教育政策和实践的不足,这也必将促使新的研究视角和研究论域的形成(见图1)。
同时,我们也应看到目前在各个学科之间在研究问题、研究范式和研究方法上各不相同。神经科学研究一般遵循发现问题、提出假设、验证假设、形成科学的知识体系的严格程序。而教育领域则主要受政治、经济、社会、文化因素的影响,思辨性是其主要特征之一。而且,神经科学的相关成果在音乐教育实践中的具体应用还需要通过大量的实验和应用研究才能最终得以实现。尽管目前基于心理学的音乐研究已经探讨和解释了人类的音乐经验和音乐行为的心智模型等一系列问题;基于神经科学的音乐研究,也已经记录和分析了音乐体验和音乐活动等对脑结构与功能的影响,但针对实际的音乐教育和音乐学习情境,还没有联合起从事科学、教育和艺术等不同领域的研究者建立起一个足够强大的学科基础。因此,在神经科学的基础研究和音乐教育的应用研究之间构筑起沟通与联结的桥梁是当前亟需解决的问题。音乐教育者应该采取更为积极的态度,投入到神经科学与音乐教育的合作研究中去,主动了解并谨慎接受神经科学的研究发现,继而在音乐教育的实践中验证并运用神经科学的理论观点。为此,我们应该在心智、脑与音乐教育之间形成一种互动与互惠的关系,即音乐教育者不应总是处在被动接受神经科学的研究成果的位置上,或是单纯由音乐教育研究者提出问题,然后请神经科学领域的研究者对此进行实验室研究,再将结论反馈给音乐教育。而是需要音乐教育者和神经科学家之间在研究问题的提出和问题解决方法等各个方面展开合作,共同致力于教育环境中的有效学习和教学,从而推动科学和教育的共同发展。
三、面临的挑战及对策
当然,将心理学、神经科学与音乐教育链接起来,我们还面临着诸多的问题与挑战。首先,我们亟需思考的是如何促使研究从实验室环境进入到真实的音乐教育环境,从而将神经科学的研究成果应用于解决课堂音乐教学的现实问题当中。目前,来自赫尔辛基大学等研究机构的科研人员正在尝试在实际演奏和真实的课堂环境中开展脑实验研究(见图2、图3)。这将促使研究者们从音乐教育领域的实际问题出发,探究神经科学的研究成果的现实转化,并综合心理学与神经科学的研究视角和结论,从中科学合理地提炼出更有效的音乐教育规律与实践措施,并为音乐教学提供一种强有力的动力和基础。
其次,心智、脑与音乐教育之间沟通的道路不应该是单向的,而是互动和互利的。这就需要具备多元学科背景并有着共同研究目标、研究取向和共同的学术话语体系的研究者们积极展开科际合作。但是目前这种合作还面临着很多困难。一方面,现有从事神经科学与音乐教育交叉研究的大多是脑科学领域的研究者。在这些研究中,音乐主要是作为实验刺激材料,而很少有学者专门从音乐教育的视角着眼,提出改进和革新的策略;另一方面,音乐教育领域的研究者对脑科学的关注颇为滞后,对于具有重要应用价值的研究发现缺乏敏感和了解。而面对不同领域间的学科跨度,我们需要在神经科学领域的研究者、教育政策制定者以及音乐教育实践者之间搭建起一个相互交流、共同合作的平台,从而使相关学科的研究人员能够消弭知识上的鸿沟。
以英国伦敦大学下设的教育神经科学研究中心(Centre of Educational Neuroscience,CEN)为例,它是由伦敦大学学院(University College London,UCL)、伦敦大学教育研究院和伦敦大学伯贝克学院(Birkbeck,University of London)联合成立的多学科综合研究机构,旨在将教育科学、心理科学、认知科学以及神经科学等进行整合,为人类的学习提供跨学科解释,同时推动教育神经科学研究成果的现实转化,为学校的教学实践与政策制定等提供科学的依据。同样,2005年初,北京师范大学已率先在国内成立了脑与认知科学研究院(原认知神经科学与学习研究所),目前这里已经组建了基本认知过程与学习、语言认知与学习、数学认知与学习以及情绪与认知的相互作用等多个项目组,并邀请了包括数学、语文、英语、音乐、体育等多个领域的专家学者进行合作研究。笔者有幸先后进入上述两个研究机构工作和学习,并深深感受到跨学科、跨机构合作的巨大潜力和优势。
再次,神经科学对大多数教育者来说还是一个非常陌生的领域,需要广泛地宣传从而减少普通公众对脑科学的误解与“神经神话”的流传。为此,我们可以在音乐教育或音乐心理专业期刊、书籍和其他大众刊物上不断公布与脑与神经科学有关的研究成果,帮助研究者、音乐教师和普通公众理解这一新兴领域。例如,2005年北京师范大学出版了“脑科学与教育译丛”系列图书,其中包括《艺术教育与脑的开发》和《脑的功能――将研究结果应用于课堂实践》等。随后,《心智、脑与教育:教育神经科学对课堂教学的启示》《人是如何学习的――大脑、心理、经验及学校》等一系列图书也在国内翻译出版。目前,《教育生物学杂志》和《华东师范大学学报》等学术期刊还专门开设了“教育神经科学”专栏。同时,我们还应充分利用广播、电视及网络等传媒手段,及时、准确地向公众传播有关脑科学与音乐教育交叉研究的科普信息,并通过举办科技博览、专家讲座以及家长培训等形式提高社会公众的脑科学知识素养。值得注意的是,目前市场上有不少书籍、网站等出于某些商业目的大肆鼓吹所谓的“基于脑”的教育计划,还有诸如“关键期”、“左、右脑分工”等对脑科学的原始研究作出错误解释的推论。为此,各类媒体应做到客观、科学地宣传脑与教育神经科学知识,既要努力转化为非专业人员能够理解的文本,又要保持其科学性与严谨性。