在生命的最初兩年裏，人類腦部的變化超過一生中其他任何時間，意識反應、人格特徵、氣質性情、個體能力等，都開始逐漸顯現出來，而這些最初開始發展的信號卻會逐漸消失。這一時期也是最難探索的，因為嬰兒不會説話，聽不懂指令，還常常粗暴地打斷實驗，人類神經科學中的諸多標準工具都派不上用場。怎樣才能知道他們在想什麼？英國倫敦大學伯克貝克嬰兒實驗室正在進行一些複雜的實驗，以探索人類早期的心智是如何發展的。

　　早期嬰兒理論：從“一張白紙”到“有所偏好”

　　自上世紀中葉以來，科學家一直想對嬰兒做實際研究，瑞士心理學家吉恩·皮亞蓋特是最早的實踐人員之一。他對嬰兒做了詳細觀察，揭示了嬰兒是如何理解這個世界的——他的實驗包括了把某個物體藏起來讓嬰兒尋找。他們的研究結論是，在8個月之前，嬰兒不能理解不在其視野範圍內事物的概念。皮亞蓋特提出的嬰兒理論認為，嬰兒剛出生時基本是一張白紙，但卻擁有某種裝置，促動他們去探索這個世界，吸收消化所得的知識。

　　上世紀60年代初，嬰兒神經科學有了巨大發展。美國發育心理學家羅伯特·范茨開始檢測嬰兒看某個物體的時間，以此作為他們對某事物感興趣的衡量指標。據范茨報告，在一個例子中，兩個月大的嬰兒看一張臉畫像的時間是看一個圓的兩倍。研究人員通過“目光實驗”得出結論，嬰兒遠遠不是一張白紙，他們天生就有著對數字和人臉的評審能力，還能識別出是否是自己的媽媽在講話。這項研究還提出了一個已被廣為接受的建議：讓未出世的寶寶聽媽媽講話以促進其發育。

　　2005年，伯克貝克嬰兒實驗室主管馬克·約翰遜和同事把“觀看時間”和腦活動檢測儀結合起來，研究皮亞蓋特做過的實驗——9個月以下的嬰兒無法理解一個從眼前消失的物體還存在（物體的持久性）。當大人看到一個物體消失了，他們的右顳葉皮層一種特殊的神經波動會增加。約翰遜和同事一起證明了6個月大的嬰兒腦部也會顯出類似模式，而當物體被破壞後，就不再有這種模式——這表明他們能在心裏記住被藏起來的物體。

　　類似這樣的研究讓約翰遜相信，嬰兒並非生來如一張白紙，他們只是沒有像成人那樣的對事物（如數字）的概念。他認為，新生兒對外界事物有著基本的注意偏好，如臉部、聲音，這些偏好在腦發育時對腦部有塑造作用。根據約翰遜的觀察，嬰兒更喜歡直接的目光接觸，這讓他們成為社會關係中的焦點，反過來也讓他們能學習語言及其他社交信號，如面部表情等。

　　先進嬰兒實驗室：研究早期腦發育

　　美國哈佛大學心理學家傑羅姆·卡甘説：“人們在做許多研究，想證明嬰兒能理解大人的意圖，理解因果關聯和數量等，99%的這類實驗只能檢測到嬰兒看一些物體的時間是不同的。”

　　伯克貝克嬰兒實驗室應用了許多新技術，走在了全世界嬰兒實驗室的前列。如嬰兒近紅外光譜儀（NIRS），能通過各種顏色檢測嬰兒的腦活動，不同顏色代表血液中的氧氣含量不同。NIRS讓科學家能看到嬰兒的哪些腦區變得更活躍，更積極地響應外部事件。但NIRS技術也不完美，它不能檢測重要的內部腦區，如海馬體或杏仁核的情況。為了檢查這些更深層的腦區，還需要更多技術，如功能磁共振成像（fMRI）。fMRI技術能深入成人腦部，但卻對運動極為敏感，所以只能在嬰兒安靜或睡覺時才能做掃描，這一點極大制約了它的應用。還有肌電圖（EMG）技術能反映嬰兒面部肌肉的電活動，只要眼眉區域活躍，就會在肌電圖上顯示出來，即使面部肌肉看起來並沒有動。

　　實驗室的孩子年齡從18個月到三四歲，通過無線腦電圖描記（EEG）、近紅外光譜分析和眼動跟蹤技術，在他們四處走動、玩耍、與其他孩子互動時監視著他們，旨在理解腦部在兒童時期是怎樣發育的，這一時期孩子開始區別自我與他人，發展出複雜的語言，並開始形成最初的長期記憶。

　　模擬實驗是實驗室混合方法中的一個例子。伯克貝克嬰兒實驗室的卡琳娜·德克拉克説：“在成人之間，模倣有著重要的社交功能，甚至被認為是把人和人聯繫在一起的‘社交膠水’。”但模倣是怎樣以及從何時開始發展的，人們對其還知之甚少。有人認為，嬰兒天生就有模倣能力，因為有觀察顯示，當大人伸出舌頭時，新生兒也會伸出舌頭。但人們並不清楚他真的是在模倣，還是他在興奮時自己伸出舌頭。實驗室2009年的一項研究顯示，5個月大嬰兒在與大人玩躲貓貓遊戲時，其腦部已能顯出類似成人的活動模式。這能在一定程度上回答模倣是否天生的問題。

　　2013年，伯克貝克嬰兒實驗室開始了他們的旗艦項目——控制自閉症與多動症研究，對像是12周以上的泛自閉障礙（Autism spectrum disorder）和注意力缺陷多動症（ADHD）的高風險人群，研究人員希望能夠結合對照組的數據，檢測更多的這些病徵的早期跡象，找到有幫助的行為療法。

　　研究腦發育問題：控制自閉症和多動症

　　英國約4%的人受自閉症和多動症的影響。在過去20年裏，人們對自閉症和多動症的認識越來越多，這兩種症狀也是嬰兒實驗室的研究焦點。自閉症在3歲以前通常很難診斷出來。研究人員希望，早期腦部差異能提供更多關於自閉症的資訊或標誌。

　　“觀看時間”是一個重要指標。伯克貝克團隊在2014年對104個嬰兒進行了調查研究，發現自閉症高風險的嬰兒第一次看一張臉時，他們觀看的時間總體上比“神經正常”嬰兒看任何物體時都要少——那些繼續發展成了自閉症的嬰兒的觀看時間最少。去年初，他們還發表了一項獨立的眼球跟蹤實驗，顯示那些會發展成自閉症的孩子在9個月時，他們在看螢幕上的一群字母時，更可能去看與眾不同的那個。

　　研究人員還不清楚為何會這樣，但一個合理的假設是，這些嬰兒更注意他們所看的東西的細節，負責這項研究的泰奧德拉·格裏伽説，對那些會發展成自閉症的孩子來説，讓他們對自己看到的東西做個一般性結論更加困難。

　　他們的一項臨床實驗表明，早期干預有一定效果。治療專家讓孩子的父母看視頻，視頻中是他們如何與孩子們互動的，以幫父母們理解嬰兒是如何努力地想要與大人溝通，大人該如何應對。他們也找到了一些線索，能幫助提高嬰兒的參與性、注意力和社交行為，這些實驗都與對照組做了對比。但團隊也承認，許多結果的可信度並不令人滿意，現在就斷言干預療法能否産生長期效果，還為時過早。

　　約翰遜希望，通過實驗室的這些探索，最終能找到切實可行的方法，設計出能增進認知能力，提高注意力，增強記憶的方法。