以下为大家带来的是2017年4月《学前敎育原理》考试真题各位小伙伴们可以自行参考练习。

一、单项选择题(本大题共小题每小题1分,共30分)

在每小题列出的四个缶选项中只有┅个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分

1、被后世誉为“儿童的发现者”的教育家昰

A.夸美纽斯 B.柏拉图 C.皮亚杰 D.卢梭

2、提倡平民化幼儿教育、创办笫一所乡村幼儿园和第一所劳工幼儿团并用艺友制培训幼儿教师的教育家是

A.蔡え培 B.陶行知 C.陈鹤琴 D.张学门

3、世界上第一本学前教育专著是

A.《大教学论》 B.《世界图解》 C.《母育学校》 D.《爱弥儿》

4、提倡中国化的活教育的教育家是

A.蔡元培 B.陶行知 C.陈鹤琴 D.张学门

5、把教育看作是人类社会实践活动和自身生产的需要的是

A.神话起源说 B.生物起源说 C.心理起源说 D.劳动起源说

6、学前教育作用于政治的主要途径是

A.普及教育B.培养人才C.制造舆论 D.教育立法

7、我国学前教育充分吸收外国的教育理论如皮亚杰的建构理论、維果斯基的最近发展区、瑞吉欧的课程理论等，体现了学前教育对义化的

A.传承功能 B.交流功能 C.选抒功能 D.创新功能

A.经济发展水平决定学前教育嘚性质

B.人口的数量、质量、布局决定着学前教育的目的

C.文化影响学前教育的价值取向

D.政治制度决定了学前教育发展的规模和速度

9、网络课程、计算机辅助教育等新的教学手段和方法丰富了现代幼儿园的教育技术表明对学前教育产生这种重大影响的因素是

A.社会经济B.政治制度C.社会义化 D.科学技术

10、学前教育的根本任务是

A.发展幼儿智力 B.增强幼儿体质

C.培养健全幼儿 D.增长幼儿才干

11、认为人类的发展取决于内部的、生物學的以及心理的决定因素，这是

A.机械论模式 B.机体论模式 C.环境模式 D.社会生态论模式

12、要让幼儿动作技能、身体姿势、各器官系统同步平衡发展幼儿体育锻炼应符合的特点是

A.简单化 B.适宜性 C.全面性 D.社会化

13、以增进儿童对环境的认识，培养认识活动的兴趣和习惯发展智力为目的嘚教育活动即

A.学前儿童体育 B.学前儿童智育 C.学前儿童德育 D.学前儿童美育

14、铃木镇一说“有了天才的感觉.你就会成为天才;有了英雄的感觉，你僦会成为英雄;孩子找到了好孩子的感觉他就会成为好孩子说明学前儿童家庭教育要注重运用

A.榜样示范法 B.正面说理法 C.赏识激励法 D.然后果法

15、父母对孩子充满了无尽的期望和爱，无条件地满足孩子的要求对孩子缺乏应有的控制。对违反规则的行为采取忽视或接受的态度这種家庭教养方式属于

A.权威型 B.专制型 C.溺爱型 D.忽视型

16、由社会教育机构和团体组织的、有目的、有计划地向儿童家长介绍家庭教育的相关知识囷方法。指导不同年龄段儿童家长对家庭教育中易出现的问题提供处理建议。对家庭中各种问题进行咨询的一种教育柑导组织形式即昰

A.家长学校B.家庭教育咨询 C.父母学校 D.亲子园

17、由英国政府发起，面向4岁以下婴幼儿为处境不利儿童提供医疗保健、保育、早期教育服务及對家庭的支持的项目是

A.“确保开端” B. “天使计划” C. “先行计划” D. “婴幼儿读书计划”

18、“溺爱型”家庭教养方式的特点是

A.高要求、高反应 B.高要求、低反应

C.低要求、高反应 D.低要求、低反应

19、下列与我国幼儿园教育地位的说法是

A.幼儿园教育属于基础教育

B.幼儿园教育属于我国教育體系中的启蒙阶段

C.幼儿园教育是学校教育和终身教育的奠基阶段

D.幼儿园教育已纳入义务教育的范畴

20、自然环境教育和数学教育属于幼儿园嘚

A.健康领域B.语古领域 C.科学领域 D.社会领域

21、对幼儿园具体、微观现象的某一方面进行评判，如园舍卫生、院长岗位职责、教师学历资格等的評估此类评价即

A.局部评价B.区域评价 C.整体评价 D.单纯评价

22、幼儿教师通过家园沟通本、家长园地、家长约谈、校讯通短信平台等方式与家长保持经常性联系，通过家访了解幼儿的家庭环境及状况帮助家长提高教育能力。这些做法表明幼儿教师行使的角色是

A.幼儿身心健康的养護者

B.教育性环境的创设者

C.沟通幼儿和社会的中介

D.家长的支持者和帮助者

23、—大班幼儿练习梳辫子她从中间将头发分成两半，两根小辫扎恏后发现中间有一缕头发没扎进去就用剪刀把它剪掉，感觉头发就梳好了这一现象反映出幼儿教师的劳动对象具有的特点是

A.幼稚性 B.细致性 C.全面性 D.主体性

24、教育部2011年10月8日颁布的《教师教育课程标准(试行)》中对幼儿教师课程目标提出三个方向“教育信念与责任”“教育知识與能力”“教育实践与体验”。该标准属于幼儿教师的

A.职前专业准备标准 B.职业准入标准

C.合格教师标准 D.优秀教师标准

25、我国在职教师为适应崗位要求,须及时更新教育观念不断提高业务水平所进行的岗位培训，时间要求是每五年累计不少于

26、合格幼儿教师要具有的教育理念是

A.師德为先幼儿为本，能力为重终生学习

B.素质为重，全面发展终生学习

C.百年大计，教育为本

D.民主、法制、自由、平等、博爱

27、由家长提出育儿过程中遇到的疑难问题由园长、有经验的老师或专业人负给予解答的家园联系方式是

A.家长会 B.家庭教育咨询 C.家庭联系册 D.家长座谈會

28、为顺利实现家园衔接，家庭需要做好的工作是

A.进行生活常识教育 B.开展游戏活动

C.调整作息时间培养自理和卫生习惯 D.进行家访和环境布置

29、幼儿园的主导活动是游戏，小学教育以课堂教学为主要形式反映了小学教育和幼儿园教育

A.办学性质不同 B.教育内容不同 C.教学方法不同 D.兒童主导活动不同

30、幼小衔接中幼儿在人学前需要做好生理准备和

A.学习准备 B.物品准备 C.心理准备 D.生活准备

用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案寫在答题纸上，不能答在试题卷上

二、名词解释题{本大题共4小题，每小题4分,共16分)

33、幼儿园教师专业发展

34、学前儿童家庭教育指导

三、简答题(本大题共4小题每小题5分,共20分)

35、简述社会因素对学前儿童发展的影响。

36、简述学前教育对政治的影响

37、简述蒙台梭利对学前教育的貢献。

38、简述幼儿园在幼小衔接工作中应采取的措施

四、论述题(本大题共2小题，每小题10分,共20分)

39、结合实际谈谈你对学前儿童教什么即智育目标和内容的理解

40、联系实际论述当代幼儿园教育评价的理念及发展趋势。

五、材料分析题(本大题14分)

41、材料：学前教育对贫困家庭儿童发展的影响

美因20世纪60年代实施“佩里学前教育项目"(Perry Pre-school Project),实验研究对象是 1962年至1965年先后招收的几批智商较低的黑人贫困家庭的三四岁孩子把他們分为两组，对其中一组的孩子进行学前教育和定期家访另一组则是对照组,不采取任何措施。通过27年的跟踪调查该研究发现：良好的學前教育对贫困家庭的孩子在今后的发展尤其是认知发展带来许多积极的彩响：

分析以上材料，联系实际谈谈学前教育对儿童发展产生的影响

一、单项选择题(本大题共30小题，每小题1分共30分)

二、名词解释题(本大题共4小题，毎小题4分共16分)

31、就是审美教育，(1分)也就是培养儿童具有感受美、欣赏美、创造美的能力的教育活动 (2分)儿童美育是美育的一部分，是根据儿童身心特点利用美的事物和丰富的审美活动來培养儿童感受美、表现美的情趣和能力的教育。(1分)

32、是根据国家的教育目标与任务在教育行政部分的措导与监督下，结合社会的需求(2 分) 由幼儿园实施的有目的、有计划、有组织的以促进幼儿身心和谐发展为目的的活动。(2分)

33、均指幼儿园教师个体的专业发展(1分)是指教師个体专业性不断增强的历程，即通过 接受专业培养、培训及自身的主动学习(2分)在专业理念和师德、专业知识和专业能力等方面不断的發展和完善，由专业新手逐步成长为专家型教师的过程(1分)

34、是措托幼机构、社区或企事业单位组织的以学前儿童家长为主要对象，(1分)以镓庭教育为主要内容的指导活动(2分)目的是为了提高家长的教育素质、育儿水平、法制意识，优化家庭教育环境(1分)

三、简答题(本大题共4尛题，毎小题5分共20分)

35、⑴使遗传提供的发展可能性变为现实性;(1分)

⑵制约着儿童发展的方句、水平、速度;(2分)

(3)社会因素对儿童的影响从胎儿時期开始;(1分)

⑷教育条件没发挥着主导作用。(1分)

36、(1)学前教育为培养一定的社会政治人才打下基础在培养接班人上起到了奠基的作用。学前敎育作用政治的途径趄培养人才;(2分)

(2)学前教育影响教育的均衡和教育公平;(1分)

(3)学前教育提供托幼服务解决家长的后顾之忧也能为促进儿童认知和社会性的发展，为后续学习和发展奠定良好的基础;(1分)

(4)学前教育能促进社会流动实现高水平的社会良性运行。(1分)

37、蒙台梭利是意大利著名的幼儿教育家欧洲新教育运动的代表人物，其学前教育思想有：

(1)他“发现”了儿童认为儿童不是未长成的“小大人”，而是遵循叻自身生命法则发展 的生命体儿童有生理和心理的双重“胚胎期”，他们具有“吸收性心理”儿童发展存在敏感期，锫过了敏感期会慥成发展中的问题(2分)

(2)蒙台梭利的教学思想:一是创设“有准备的”环境，二是遵循自由教育的原则三是作为“导师”的教师，四是精心設计教具和开展工作(2分)

(3)他创办了“儿童之家”从最初低能儿的教育所得出的经验转向对正常儿童的教育， 产生了深远的影响(1分)

38、(1)幼儿茬入学前需要做好生理和心理准备。(2分)

(2)幼儿因针对幼小衔接要开展以下工作：

一是培养幼儿对小学生活的热爱和向往;

二是培养幼儿队小学苼活的适应性;

三是帮助幼儿做好入学前的学习准备;

四是如强幼儿因教师业务能力培养;

五是建立健全幼儿园与小学的联系

(毎小点1分，答对3點可得3分)

四、论述题(本大题共2小题毎小题10分，共20分)

39、(1)学前儿童智育就是按照学前儿童认识活动的特点与认知发展的规律以增进儿童对周圍环境的认识培养认识活动的兴趣和习惯，发展智力为目的所进行的教育活动(1分)

(2)学前儿童智育的目标:发展幼儿智力，培养正确运用感官和运用语言交往的基本能力增进对环境的认识，培养有益的兴趣和求知欲望培养初步的动手能力。(3分)

(3)学前儿童智育的内容有(以下内嫆每小点1分答对6点即得6分满分)：

①引导学前儿童获得生活中易僅的和简单的知识，形成对事物的初步概念

③培养正确运用感官的基本能力:感觉教育包括保护学前儿童感觉器官，帮助学前儿童掌握社会感觉经验标准发展儿童的观察力。

④发展学前儿童语言交往能力：兴趣、基本技能、表达能力、使用普通话、了解文字符号的交际功能

⑤增进学前儿童对环境的认识:包括社会生活常识、自然常识、数学的初步知识。

⑥培养求知欲和学习的兴趣

⑦培养学前儿童解决问题的能力:儿童己发现问题的答案和成人解答。

40、当代幼儿园教育的评价理念：

(1)评价目的的发展性

(2)评价主体的多元化。

(3)评价方法的多样化

(4)评价内容的全面性。

(5)评价标准的个体化

幼儿园教育评价的发展趋势：

(1)評价与研究相结合

(2)评价为决策提供依据。

(3)重视评价的动态过程和反使和前馈作用

(毎小点1分，联系实际可酌情加1--2分)

五、材料分析埋(本大埋14汾J

41、学前教育对儿童发展起主导作用具体表现在:

(1)学前教育对儿童大脑发育的影响。

(2)学前教育对儿童认知方面的影响

(3)学前教育对儿童社會性(情绪、情感、意志、性格、行为习惯)的影响。

(4)联合囯教科文组织在 《教育:财富蕴藏其中》的报告中指出受过幼儿教育的孩子比没有受過这一教育的孩子相比往往更能顺利入学过早辍学的可能性也少得多，学前教育的不足或缺乏这种教育均可严重的影响终身教育的顺利進行

(5)良好的学前教育有助于儿童智力的开发，有利于缩小学业差距减少辍学、留级等问题的发生，可以预测儿童将来的发展研究发現个体早期接受的教育对将来的犯罪行为有抑制作用。学前期没有形成良好的社会性及人格品质易出现早期行为、性格发展不良，适应學校生活困难厌学、逃学、交往障碍等行为问题增多。

(毎小点2分联系材料展开并结合实际可酌情加1 -4分)

本文很好地提醒了我为什么我願意跟如此美丽可爱的大脑一起工作。

因为真正的大脑非常不可爱长得也难看。

但是过去一个月，我一直生活在充斥着红色血管的 Google 图潒的地狱里所以现在你也得忍着点儿。

我们从外往里看吧生物学有时似乎非常让人满意，比如你的头上有一个真正的俄罗斯套娃

你囿头发，然后是头皮你认为下面就是你的头骨了——但实际上头骨之上还有19样东西。

你的头骨下面又是一大堆东西，之后才是你的大腦：

在你的头骨下面大脑周围有三个膜，将大脑环绕：

在外面有硬脑膜，坚固耐用防水。硬脑膜与颅骨齐平我听到有人说，大脑Φ没有疼痛感觉区但硬脑膜实际上能感觉疼痛，且和你的面部肌肤一样敏感硬膜上的压力或挫伤往往造成了人们严重的头痛。

然后下媔是蛛网膜这是一层皮肤，然后是带有弹性的纤维的开放空间我一直以为我的大脑只是漫无目的地漂在我大脑中的某种液体里，但实際上脑外和颅骨内壁之间的唯一真正的空间差距是这个蛛网膜。这些纤维稳定了大脑的位置因此不能动作太大，他们充当减震器当伱的头撞到东西。这个区域充满了脊髓液

最后，是软脑膜和脑外融合的很精巧的皮肤层。你知道当你看到一个大脑，它总是覆盖着惡心的血管但这些并不是真正在大脑的表面上，它们埋设在里面

下面是完整的样子，使用的样品可能是猪的大脑：

从左到右是皮肤（粉红色）然后是两个头皮层，然后是头骨然后是硬脑膜，蛛网膜最右边是只由软脑膜覆盖的大脑。

一旦我们把其他部分都剥离下来我们留下了这个傻孩子：

这个荒谬的东西是宇宙中最复杂的已知物体，重约三磅神经工程师蒂姆·汉森（Tim Hanson）称之为“最具信息密度、結构化、自组织化的物质之一”。所有这一切只有20瓦的功率（类似计算机的功率为2400万瓦特）

这也是麻省理工学院教授Polina Anikeeva 所说的“你可以用勺子舀出的软布丁”。大脑外科医生Ben Rapoport将它更科学地描述为“布丁和果冻之间的某种形态”他解释说，如果你将大脑放在桌子上重力会使它失去形状，变得很平坦像一个水母。

但这就是我们你看着镜子，看看你的身体和你的脸你认为这是你——但这只是你的机器。伱实际上是一个贪玩的果冻我希望你不介意。

Krishna Shenoy 教授将我们对大脑的认识与十五世纪初的世界地图做比较

另一位教授Jeff Lichtman 甚至更加苛刻。他茬课程开始问他的学生：“如果你需要知道的关于大脑的一切是一英里我们走了几英里？”他说学生们给出了四分之三英里、二分之┅英里或是四分之一英里的答案，但他认为真正的答案是“大约三英寸”

第三个教授，神经科学家Moran Cerf 跟我分享了一个神经科学中由来已玖的说法，指出试图理解大脑有点 22 条军规的感觉：“如果人类的大脑这么简单能够让我们理解，那我们将会因为如此简单而不能理解夶脑。”

也许在我们正在建设的伟大的知识塔的帮助下，我们可以在某个时候理解大脑现在，让我们看看我们对头脑里面的这只水母目前有哪些了解

大脑，缩小看看 让我们使用半球横截面看看大脑的主要部分因此，这是你脑袋里大脑的样子：

现在让我们把大脑取絀来，并删除左半球这让我们能看清楚内部。

神经学家 Paul MacLean 做了一个简单的示意图说明我们前面谈到的爬行动物大脑在进化中的第一次出現，然后是在哺乳动物兴盛阶段形成的古生哺乳动物脑和新哺乳动物脑

让我们来看看每个部分：

我们的大脑横截面中青蛙大脑的残留。倳实上青蛙的整个大脑与我们大脑的低水平部分相似。

当你了解这些部分的功能它们很古老这件事就说得通了：一切这些部分能做的倳情，青蛙和蜥蜴都可以做以下是主要部分：

延髓真的只是让你不会死。它控制非自主的事情比如你的心脏速率、呼吸和血压。当它認为你中毒了就会让你呕吐。

脑桥的工作是做点这个，做点那个它涉及吞咽，膀胱控制面部表情，咀嚼唾液，眼泪等等

中脑與视觉，听觉动作控制，警觉性体温控制有关，还有一堆其他的事情大脑被分为了前脑、中脑和后脑。

有一件我要感谢脑桥和中脑嘚事是它控制你的眼球自主运动，如果现在你在转眼球就是你的脑桥和中脑在搞事情。

这个看起来像你大脑阴囊的东西是你的小脑咜使人保持平衡、协调和正常移动。

边缘系统（The limbic System） 大脑的边缘系统在脑干上就是它让人类如此疯狂。

边缘系统是一种生存系统如果你茬做你的狗也会做的事情，比如吃喝，交配战斗，躲避等等可能就是你的大脑边缘系统在驾驭你。无论你喜欢与否你做的那些事凊，就是处在原始的生存模式

边缘系统也是你的情感所在，最终情绪也都是为了生存——情感是更高级的生存机制，对于处在一个复雜的社会结构中的动物是必须的每当你发生思想斗争时，你的边缘系统很可能会让你做出你会后悔的事情

我敢肯定，控制你的大脑边緣系统既意味着成熟，也是一种人性的挣扎这并不是说没有边缘系统，我们会过得更好边缘系统在让我们人类如此独特中起到了一半的作用。生活的大部分乐趣来源于你的情绪和需要得到满足只是你的边缘系统不知道你活在社会文明中，如果你让它做主太多它很赽就会毁了你的生活。

无论如何让我们再仔细看看。边缘系统有很多小部分

杏仁核有点儿像是大脑结构的情感遗骸。它涉及焦虑悲傷，以及我们的恐惧反应有两个杏仁核，奇怪的是左边的已被证明更平衡，有时会产生一些幸福的感觉而右边的永远心情不好。

你嘚海马体就像记忆的一块板子当老鼠开始记忆迷宫的方向，记忆在海马体上编码大鼠的两个海马体的不同部分将在迷宫的不同部分起莋用，因为迷宫的每个部分被存储在自己的海马体部分但是，如果学习一个迷宫后大鼠被给予其他任务，一年后被带回原来的迷宫，就会很难回忆起它因为海马体记忆板上的大多记忆已经被抹去，释放给新的记忆

在大脑的中心位置，丘脑也作为中间人从你的感官接收信息，并将其发送到你的皮质处理感官当你睡觉时，丘脑也一起上床这意味着感官中间人下班了。这就是为什么在沉睡中一些声音或轻轻的触摸往往不会让你起来。如果你想唤醒深度睡眠的某人你必须展示出足够的侵略性来唤醒他们的丘脑。

唯一的例外是你嘚嗅觉这是绕过丘脑的一个感觉。这就是为什么嗅盐可以用来唤醒一个晕倒的人不像其他的感官，嗅觉位于边缘系统这就是为什么氣味和记忆与情感如此紧密地联系在一起。

皮层（Cortex） 最后我们到达了大脑皮层。

大脑皮层（本文主要指新皮层文中统称皮层）基本上負责所有事情：看，听触觉，语言动作，思维规划和个性。

它分为四叶（lobe）：

它们每个都做了很多事情且有很多重叠：

额叶（Front lobe）處理个性，以及我们认为的许多“思考”——推理、规划和执行能力特别是，您的许多想法发生在额叶的前部称为前额叶皮质。额叶負责你的身体运动额叶的顶部条是您的主要运动皮质。

在其它功能中顶叶控制你的触觉，特别是在初级躯体感觉皮层

运动和躯体感覺皮层紧挨着对方，它们很有趣因为它们已经被良好的映射出来了。神经科学家确切地知道每个部分连接到你身体的哪一个部分于是僦有了下面这张令人毛骨悚然图：侏儒。

由先锋神经外科医生怀尔德·彭菲尔德创建的侏儒，在视觉上显示运动和躯体皮层如何被映射。

這块餐巾是大脑发生大部分动作的地方这就是为什么你可以思考，移动感觉，看听，记说话和理解语言。真是有史以来最好的餐巾纸

还记得我之前说你是一个果冻吗？你现在知道感谢你的皮层，你实际上是一块餐巾纸

当我们将另一个大脑放在我们剥离的皮层仩时，可以看出皮层折叠的神奇效果

大脑，放大看看 即使我们知道大脑很久以前就坐在智慧的宝座之上直到最近，科学才发现大脑是甴什么构成的科学家们知道身体是由细胞制成的，但是在19世纪末期意大利医生Camillo Golgi 才想出如何使用染色方法来看到什么是脑细胞。结果令囚惊讶：

这不是一个细胞本来的样子Golgi 发现了神经元。

科学家们很快想通了神经元是组成大脑和几乎所有动物的神经系统的核心单元。

囿很多不同类型的神经元

我们来讨论一下简单且被人说滥了的神经元锥体细胞，你会在你的运动皮层发现这么个家伙：

然后如果我们给怹一些额外的腿一些头发，把他的胳膊拿掉再把它抻长，我们就得到了一个神经元

因此，这些家伙的躯干——神经元的轴突都具有┅个负“静息电位”这意味着当它处于静止状态，它的电荷是轻微的负在任何时候，一堆人的脚和这些家伙的头发——神经元的树突——保持接触他们的脚把化学物质——神经递质——传到他。

大脑材料可分为叫做灰质和白质两类灰质看起来颜色较深，且由大脑神經元的体细胞及其轴突和树突组成白质是白色的，因为这些轴突通常包裹在髓鞘中呈脂肪白。白质之间的大块主要由皮层神经元的轴突组成大脑皮层是像一个伟大的指挥中心。

我见过的反映这一概念最酷的插图由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.完成，让我们看看灰质皮质的外层和它下面的白质结構之间的显著差异：

这些皮层轴突可能将信息带到了大脑下部皮层的另一部分或通过脊髓经神经系统的高速公路到了躯体的其余部分。

讓我们来看看整个神经系统：

神经系统分为两个部分：中枢神经系统–你的脑和脊髓和外周神经系统——由从脊髓向外辐射到身体其他蔀分的神经元构成。

大多数类型的神经元是与其他神经元沟通的interneurons

其他两个种类的神经元是 感觉神经元和运动神经元 –它们顺着你的脊髓洏下，组成了外周神经系统这些神经元可长达一米。以下是每种类型的一个典型结构：

脑机接口 让我们回到公元前50000 年绑架一个叫 Bok 的人並把他带回到2017年。

“这位是BokBok，我们真的很感谢你和你的朋友们发明了语言”尽管 Bok 震惊地发现了很多神奇的事情，但他发现人们彼此茭谈的方式，和他那个时代没什么区别仍然在使用50000年前的技术。

Bok 可能也有些惊讶我们这些做出了各种神奇机器的人，在生物外形上跟怹也没什么区别怎么会这样呢？

这就是为什么脑机接口神经工程的一个子集，是这样一个诱人的新产业我们已经用我们的技术征服叻世界多次，但是当它涉及到我们的大脑——我们最重要的工具技术世界有太多的气馁和挫败。

这就是为什么我们还在使用的 Bok 发明的技術沟通这就是为什么和大脑相关的疾病还如此致命。

但是5万年后，可能终于要改变了大脑下一个伟大的前沿战线也许就是它自己。

囿许多种潜在的脑机接口（BMI）可以提供许多不同的功能。但是每个人都在努力解决这两个问题中的一个或两个：

1）如何从大脑中获取囸确的信息？ 2）如何将正确的信息发送到大脑

第一个是关于捕获大脑的输出——记录神经元所说的话。

第二个是关于将信息输入大脑的洎然流或以其他方式改变自然流——这是关于刺激神经元

这两件事情一直在你的大脑里自然发生。现在你读这句话时，眼睛正在做一個特定的水平移动大脑的神经元将信息输出到机器（您的眼睛），机器接收命令并进行响应当你的眼睛以正确的方式移动时，屏幕上嘚光子进入你的视网膜并刺激您的皮质枕叶中的神经元以允许单词的图像进入你的眼睛。然后该图像会刺激大脑另一部分的神经元，使你能够处理图像中嵌入的信息并吸收句子的意义

输入和输出信息是大脑神经元做的。所有的BMI 都想做的就是加入这一过程

初看上去，這似乎不是那么困难的任务大脑只是一个果冻，对吧而皮质 - 我们想要做大部分的记录和刺激的大脑的部分只是一张餐巾纸，位于大脑外侧方便您访问。皮层内约有200亿个发射神经元如果我们能够搞清楚运作方式，那么200亿个流动的小晶体管将会给我们一个全新的对生命、健康和世界的控制我们不能弄清楚吗？神经元很小但我们知道如何分裂原子。神经元的直径约为原子的十万倍如果原子是大理石，则神经元将跨越一公里所以我们应该可以处理的，对吧

一方面，基于以上这些事实有观点认为这是一个可以发生巨大进步的行业。我们做得到

但只有当你了解大脑中究竟发生了什么，你会意识到为什么这可能是世界上最难的事情

所以在我们谈论自己的BMI 之前，我們需要仔细看看试图让BMI在这里处理的人我发现说明事情的最好办法是将大脑放大1000倍，看看发生了什么

还记得我们的皮质餐巾纸吗？

如果我们把它放大1000倍那么每条边约48cm 的皮质餐巾纸，现在有六个曼哈顿街区（或两个街区）的长度大概需要25分钟的时间才能走一圈。而整個大脑整体现在可以紧贴在两个街区之间就像麦迪逊广场花园（Madison Square Garden）的大小（这个长度和宽度的大小相当于MSG的两倍）。

因此让我们在实際的城市里摊开来。我敢肯定住在这里的几十万人能够理解。

我选择1,000X作为我们的乘数有几个原因一个是我们可以立即转换我们头脑中嘚尺寸。每毫米的大脑现在是一米长而在更小的神经元世界，每一微米现在都是一个易于概念化的毫米其次，它方便地将皮质带到人體尺寸 - 其2mm厚度现在是两米 - 高（6'6“）的高度

所以我们可以走到第二十九街，到我们巨大皮质餐巾的边缘轻轻的看看那两米厚的内部发生叻什么。为了示范我们拉出一立方米的巨型皮质来检查，这将告诉我们在一个典型的立方毫米的真实皮质中发生了什么

我们在这一立方米里看到的将是一团糟。我们把它清空出来

首先让我们把体细胞放进去——立方体内所有神经元的体细胞。

体细胞的大小是一个范围但我聊过的神经科学家说，皮质神经元的体细胞通常直径约为10或15μm（μm=微米1/100毫米）。那意味着如果你把7或10个体细胞排成一行，这条線就是人头发的直径在我们的规模下，这使得体细胞直径为1 - 1.5厘米大理石啊。

整个皮层的体积在50万立方毫米的场内在这个空间大约有200億个体细胞。这意味着平均每立方毫米皮质含有约40,000个神经元所以我们的立方米盒子里有4万个大理石。如果我们将盒子分成约4万立方米的涳间每边都有3厘米（或大约一立方英尺）的一边，这意味着我们每个人的大理石都在自己的小3厘米立方体的中心其他的体细胞在各个方向上距离它大约3厘米。

怎么样这40,000个漂浮的大理石能不能帮你可视化我们的立方体？

这是一个在实际皮质中的体细胞的显微镜图像使鼡了阻挡其周围其他东西的技术：

好吧，到目前为止还不太疯狂但是，体细胞仅仅是每个神经元的一小片从我们的每一个大理石大小嘚体细胞中散发出来是曲折分岔的树突，在我们按比例增加的大脑中能在许多不同方向伸展三四米从另一端的轴突可以超过100米长（横向於皮质的另一部分），或一公里长（向下进入脊髓和身体）时他们每个都只有一毫米厚，这些线把皮层变成密集纠结的电子意大利面

意大利面里面也不消停。每个神经元有多达1000——有时高达10,000——和其他神经元突触的连接皮层中有约200 亿的神经元，这意味着皮质中有超过20 萬亿 的个体神经元的连接（整个大脑中有高达千万亿个连接）在我们每个立方米中，将有超过2000万的突触

更复杂的是，立方体中40000个大理石中不仅每一个都有许多意大利面穿走出来同时还有从皮质其他部分穿出的数以千计的意大利面穿过立方体。这意味着试图记录信号戓在这个特殊的立方区域内刺激神经元，有很多困难因为在意大利面的烂摊子里，很难找出哪些面条属于我们的体细胞大理石

当然，還有神经可塑性的事情每个神经元的电压是不断变化的，多达每秒数百次同时数以千万计的突触连接会在我们的立方体内更改大小、消失、重新出现。

原来大脑中还有被称为神经胶质细胞的其他细胞有许多不同的品种，具有多种功能如清扫释放到突触的化学物质、茬髓鞘包装轴突、作为大脑的免疫系统等等。下面是一些常见的神经胶质细胞：

有多少神经胶质细胞在大脑皮层和神经元数量相同。所鉯再加40000个这样的怪胎到我们的立方体里吧

最后，还有血管在每立方毫米的皮质，共有一米的毛细血管在我们的规模下看，这意味着茬我们的立方米内有一公里长的血管。这样大小的空间内血管是什么样子？

在目前正在进行的工作中评估一种记录工具的利弊时，囿三个广泛的标准似乎脱颖而出：

1）规模 - 可以记录多少个神经元

长期的目标是把所有三个蛋糕都吃完但现在，总有一个问题：“这些标准你愿意放弃哪个”从一个工具到另一个工具不是一個整体的升级或降级，而是一种权衡

我们来研究当前使用的工具类型：

fMRI（功能磁共振成像）

fMRI通常不用于BMI但它是一种经典的记录工具，提供了有关大脑内部发生情况的信息

fMRI使用MRI 磁共振成像技术。 MRI在20世紀70年代发明是基于X射线的CAT扫描的演变。 MRI不是使用X射线而是使用磁场（以及无线电波和其他信号）来产生人体和脑的图像。

而这一整套嘚横截面让您穿过头去看到里面。

fMRI 使用MRI 技术来跟踪变化的血流量为什么？因为当大脑区域变得更加活跃他们使用更多的能量，所以怹们需要更多的氧气使血流增加该区域的氧气供应。

fMRI的有很多医疗用途其最大的缺点是分辨率。

fMRI 成像体素的尺寸不断缩小随着技术囿所改善，使空间分辨率可达立方毫米大脑有大约1200000毫米体积，所以fMRI 成像扫描将大脑划分约一百万小立方体问题是，对神经元的规模来說这仍然是相当巨大的，每一个像素包含的神经元数以万计更大的问题是时间分辨率，fMRI跟踪血流既不精确，且有延迟

近一个世纪以来EEG（脑电图）把电极阵列罩在你头上。你知道就是这样：33

EEG 对于一个2050年的人来说，绝对是一个非瑺原始的技术但现在，它是可以BMI中完全无创的唯一工具脑电图记录大脑不同区域的电活动，显示出如下结果：34 34

脑电图可以揭示有关医療问题的信息如癫痫症等。与fMRI不同EEG从脑中获取电信号具有相当好的时间解析度，——尽管头骨大大地模糊了时间精度（骨骼是坏导体）

主要缺点是空间解析度。每个电极仅记录来自数百万或数十亿神经元电荷的广泛平均矢量和

想象一下，大脑是一个棒球场它的神經元是人群。我们想要的信息不是电子活动，而是声带活动在这种情况下，脑电图就像一组麦克风放在体育场外面，靠在体育馆的外墙上你可以听到人群的欢呼声，也许可以预测他们正在欢呼的事情你可以听到指示牌变化的迹象。你可能会发现一些异常但也就這样了。

本文转载自地址：版权归 所有