中国社会科学报综合外媒报道 近日，美国心理学家通过实验发现，人脑对科学概念的学习是通过将本来用于处理日常生活的神经结构“改换用途”（repurpose）来实现的。

　　对早期人类来说，大脑的作用是指挥身体完成基本的生存任务，如狩猎、采集食物、躲避危险。然而，在进化过程中，人类定义并理解了各种抽象的科学概念。人脑是如何做到这一点的？美国卡内基梅隆大学的学者开展了一项实验，他们向9名物理学或工程学专业的大学生展示了30个对他们而言很熟悉的科学概念，如引力、熵、惯性、折射、无线电波等，每个概念以随机顺序重复出现6次，每次3秒。在3秒内，参与者要主动思考眼前概念的特性，经过4秒的休息后呈现下一个概念。在这一过程中，研究人员对参与者进行了大脑功能性磁共振成像，利用机器学习程序，研究人员可以识别参与者每次看到的是哪一个概念，因为对每一个概念的思考会建立起相应的大脑激活模式。分析结果显示，参与者在思考物理学概念时使用的是人脑最“原始”的神经系统，只是它们的用途改变了。具体而言，大脑之所以能学习物理学概念，是因为其能理解4个基本概念：因果运动、周期性、能量流和代数表示。例如，人听到马疾驰而过时，处理节奏周期性的神经系统可用于理解物理学中波的概念；感知火或阳光热度的神经系统可被用于理解能量流，等等。

　　研究人员表示，几千年来，人类大脑没有发生明显改变，但新的科学领域不断出现并持续变化，正是由于人脑能够通过改换原有神经系统的用途来发现和学习新的科学概念。这一发现可用来改善科学教学，如果教师知道大脑如何对一个科学概念编码，就能够以与其相匹配的方式，或者说用大脑的语言向学生讲解这一概念。这项研究成果刊发于《心理科学》（Psychological Science）期刊上。

　　（王悠然/编译）