在生命的最初两年里，人类脑部的变化超过一生中其他任何时间，意识反应、人格特征、气质性情、个体能力等，都开始逐渐显现出来，而这些最初开始发展的信号却会逐渐消失。这一时期也是最难探索的，因为婴儿不会说话，听不懂指令，还常常粗暴地打断实验，人类神经科学中的诸多标准工具都派不上用场。怎样才能知道他们在想什么？英国伦敦大学伯克贝克婴儿实验室正在进行一些复杂的实验，以探索人类早期的心智是如何发展的。

    早期婴儿理论：从“一张白纸”到“有所偏好”

    自上世纪中叶以来，科学家一直想对婴儿做实际研究，瑞士心理学家吉恩·皮亚盖特是最早的实践人员之一。他对婴儿做了详细观察，揭示了婴儿是如何理解这个世界的——他的实验包括了把某个物体藏起来让婴儿寻找。他们的研究结论是，在8个月之前，婴儿不能理解不在其视野范围内事物的概念。皮亚盖特提出的婴儿理论认为，婴儿刚出生时基本是一张白纸，但却拥有某种装置，促动他们去探索这个世界，吸收消化所得的知识。

    上世纪60年代初，婴儿神经科学有了巨大发展。美国发育心理学家罗伯特·范茨开始检测婴儿看某个物体的时间，以此作为他们对某事物感兴趣的衡量指标。据范茨报告，在一个例子中，两个月大的婴儿看一张脸画像的时间是看一个圆的两倍。研究人员通过“目光实验”得出结论，婴儿远远不是一张白纸，他们天生就有着对数字和人脸的评审能力，还能识别出是否是自己的妈妈在讲话。这项研究还提出了一个已被广为接受的建议：让未出世的宝宝听妈妈讲话以促进其发育。

    2005年，伯克贝克婴儿实验室主管马克·约翰逊和同事把“观看时间”和脑活动检测仪结合起来，研究皮亚盖特做过的实验——9个月以下的婴儿无法理解一个从眼前消失的物体还存在（物体的持久性）。当大人看到一个物体消失了，他们的右颞叶皮层一种特殊的神经波动会增加。约翰逊和同事一起证明了6个月大的婴儿脑部也会显出类似模式，而当物体被破坏后，就不再有这种模式——这表明他们能在心里记住被藏起来的物体。

    类似这样的研究让约翰逊相信，婴儿并非生来如一张白纸，他们只是没有像成人那样的对事物（如数字）的概念。他认为，新生儿对外界事物有着基本的注意偏好，如脸部、声音，这些偏好在脑发育时对脑部有塑造作用。根据约翰逊的观察，婴儿更喜欢直接的目光接触，这让他们成为社会关系中的焦点，反过来也让他们能学习语言及其他社交信号，如面部表情等。

    先进婴儿实验室：研究早期脑发育

    美国哈佛大学心理学家杰罗姆·卡甘说：“人们在做许多研究，想证明婴儿能理解大人的意图，理解因果关联和数量等，99%的这类实验只能检测到婴儿看一些物体的时间是不同的。”

    伯克贝克婴儿实验室应用了许多新技术，走在了全世界婴儿实验室的前列。如婴儿近红外光谱仪（NIRS），能通过各种颜色检测婴儿的脑活动，不同颜色代表血液中的氧气含量不同。NIRS让科学家能看到婴儿的哪些脑区变得更活跃，更积极地响应外部事件。但NIRS技术也不完美，它不能检测重要的内部脑区，如海马体或杏仁核的情况。为了检查这些更深层的脑区，还需要更多技术，如功能磁共振成像（fMRI）。fMRI技术能深入成人脑部，但却对运动极为敏感，所以只能在婴儿安静或睡觉时才能做扫描，这一点极大制约了它的应用。还有肌电图（EMG）技术能反映婴儿面部肌肉的电活动，只要眼眉区域活跃，就会在肌电图上显示出来，即使面部肌肉看起来并没有动。

    实验室的孩子年龄从18个月到三四岁，通过无线脑电图描记（EEG）、近红外光谱分析和眼动跟踪技术，在他们四处走动、玩耍、与其他孩子互动时监视着他们，旨在理解脑部在儿童时期是怎样发育的，这一时期孩子开始区别自我与他人，发展出复杂的语言，并开始形成最初的长期记忆。

    模拟实验是实验室混合方法中的一个例子。伯克贝克婴儿实验室的卡琳娜·德克拉克说：“在成人之间，模仿有着重要的社交功能，甚至被认为是把人和人联系在一起的‘社交胶水’。”但模仿是怎样以及从何时开始发展的，人们对其还知之甚少。有人认为，婴儿天生就有模仿能力，因为有观察显示，当大人伸出舌头时，新生儿也会伸出舌头。但人们并不清楚他真的是在模仿，还是他在兴奋时自己伸出舌头。实验室2009年的一项研究显示，5个月大婴儿在与大人玩躲猫猫游戏时，其脑部已能显出类似成人的活动模式。这能在一定程度上回答模仿是否天生的问题。

    2013年，伯克贝克婴儿实验室开始了他们的旗舰项目——控制自闭症与多动症研究，对象是12周以上的泛自闭障碍（Autism spectrum disorder）和注意力缺陷多动症（ADHD）的高风险人群，研究人员希望能够结合对照组的数据，检测更多的这些病征的早期迹象，找到有帮助的行为疗法。

    研究脑发育问题：控制自闭症和多动症

    英国约4%的人受自闭症和多动症的影响。在过去20年里，人们对自闭症和多动症的认识越来越多，这两种症状也是婴儿实验室的研究焦点。自闭症在3岁以前通常很难诊断出来。研究人员希望，早期脑部差异能提供更多关于自闭症的信息或标志。

    “观看时间”是一个重要指标。伯克贝克团队在2014年对104个婴儿进行了调查研究，发现自闭症高风险的婴儿第一次看一张脸时，他们观看的时间总体上比“神经正常”婴儿看任何物体时都要少——那些继续发展成了自闭症的婴儿的观看时间最少。去年初，他们还发表了一项独立的眼球跟踪实验，显示那些会发展成自闭症的孩子在9个月时，他们在看屏幕上的一群字母时，更可能去看与众不同的那个。

    研究人员还不清楚为何会这样，但一个合理的假设是，这些婴儿更注意他们所看的东西的细节，负责这项研究的泰奥德拉·格里伽说，对那些会发展成自闭症的孩子来说，让他们对自己看到的东西做个一般性结论更加困难。

    他们的一项临床实验表明，早期干预有一定效果。治疗专家让孩子的父母看视频，视频中是他们如何与孩子们互动的，以帮父母们理解婴儿是如何努力地想要与大人沟通，大人该如何应对。他们也找到了一些线索，能帮助提高婴儿的参与性、注意力和社交行为，这些实验都与对照组做了对比。但团队也承认，许多结果的可信度并不令人满意，现在就断言干预疗法能否产生长期效果，还为时过早。

    约翰逊希望，通过实验室的这些探索，最终能找到切实可行的方法，设计出能增进认知能力，提高注意力，增强记忆的方法。