醫(yī)學(xué)教材神經(jīng)科學(xué)知識(shí)體系缺陷教學(xué)補(bǔ)救

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【摘要】人民衛(wèi)生出版社的醫(yī)學(xué)教材目前已經(jīng)出版至第8版，隨著每版的更新，許多知識(shí)得到了更新。但是，臨床教材中有關(guān)神經(jīng)科學(xué)的部分仍然凌亂而且陳舊，跟不上時(shí)代的步伐。教材至今未把皮層由神經(jīng)元構(gòu)成功能柱，再構(gòu)成腦區(qū)，而后形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)這種已經(jīng)發(fā)現(xiàn)30年以上的神經(jīng)科學(xué)知識(shí)告訴學(xué)生，而一味強(qiáng)調(diào)反射理論及傳導(dǎo)通路，以至于我們?cè)谂R床教學(xué)中遇到關(guān)于腦的覺(jué)醒、覺(jué)知方面的癥狀學(xué)的這個(gè)難點(diǎn)的時(shí)候，學(xué)生往往一知半解。在我科的負(fù)責(zé)的本科外科部分教學(xué)任務(wù)中，我們充分利用神經(jīng)外科部分15個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)，補(bǔ)充穿插講解生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)，特別是丘腦皮層網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)信息處理計(jì)算的工作規(guī)律，讓學(xué)生比較好的掌握了腦疾病的癥狀學(xué)，改善了教學(xué)效果。因此，我們認(rèn)為臨床醫(yī)學(xué)本科教材神經(jīng)科學(xué)知識(shí)體系的缺陷是可以通過(guò)神經(jīng)外科負(fù)責(zé)的教學(xué)部分去部分補(bǔ)充的。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)教育；神經(jīng)科學(xué)；神經(jīng)矩陣網(wǎng)絡(luò)；丘腦皮層結(jié)構(gòu)；本科教材；教學(xué)改革

隨著神經(jīng)科學(xué)這個(gè)新興的學(xué)科在國(guó)際上蓬勃發(fā)展，它逐漸把神經(jīng)系統(tǒng)各相關(guān)的學(xué)科融入進(jìn)其中，極大的促進(jìn)和引領(lǐng)了腦科學(xué)的發(fā)展，涌現(xiàn)了許多令人鼓舞的研究成果。近年來(lái)，值此機(jī)遇，我國(guó)也制定了“一體兩翼”的中國(guó)腦計(jì)劃，目的是以神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究為“一體”，融合神經(jīng)醫(yī)學(xué)及人工智能，共同促進(jìn)我國(guó)神經(jīng)科學(xué)體系的建設(shè)。為應(yīng)對(duì)這些神經(jīng)科學(xué)研究迅速發(fā)展的挑戰(zhàn)和歷史的機(jī)遇，許多院校設(shè)立了神經(jīng)科學(xué)課程或?qū)I(yè)，甚至獨(dú)立的學(xué)院。而在醫(yī)學(xué)本科教育中，對(duì)于醫(yī)學(xué)生神經(jīng)科學(xué)知識(shí)體系的正確構(gòu)建，我們認(rèn)為是非?；A(chǔ)及重要的，也是醫(yī)學(xué)本科教育改革實(shí)踐中應(yīng)該認(rèn)真思考的一個(gè)重要問(wèn)題。為此，我們做了一些系統(tǒng)的思考和局部的嘗試。

1目前我國(guó)醫(yī)學(xué)教材的現(xiàn)狀

我國(guó)的臨床本科五年制或七年制教材設(shè)計(jì)中，有關(guān)神經(jīng)科學(xué)的知識(shí)分布在生物化學(xué)、生理學(xué)、組織胚胎學(xué)、局部解剖學(xué)、系統(tǒng)解剖學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、外科學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)部分、醫(yī)學(xué)心理學(xué)、精神病學(xué)等各科教材里面，教材總體上繼承前蘇聯(lián)神經(jīng)科學(xué)的思想，即謝切諾夫和巴普洛夫的反射理論。整個(gè)知識(shí)點(diǎn)的設(shè)置，基本圍繞該觀點(diǎn)展開(kāi)。不可否認(rèn)，巴普洛夫的反射理論取得了巨大的成就，建立了心理學(xué)的行為學(xué)派。但是，在涉及到丘腦皮層這個(gè)矩陣網(wǎng)絡(luò)意識(shí)系統(tǒng)的癥狀學(xué)時(shí)，這個(gè)理論顯得非常無(wú)力，用這個(gè)理論教育出來(lái)的醫(yī)學(xué)生顯得非常茫然。恰如陳宜張?jiān)菏克f(shuō)：“對(duì)腦功能的解釋而言，此觀點(diǎn)顯然是不全面和不確切的”。

2目前神經(jīng)科學(xué)體系的情況

其實(shí)，在神經(jīng)科學(xué)的整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，模式處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等觀點(diǎn)一直被神經(jīng)科學(xué)家們所注意，并產(chǎn)生了大量的研究成果。早期赫布就在其著作《TheorganizationofBehavior》中提出了神經(jīng)群體協(xié)同學(xué)習(xí)的理論，威廉詹姆斯也在其著作《Theprincipleofpsychology》中提出了腦的整體統(tǒng)一工作的觀點(diǎn)。贊特高塞在解剖學(xué)上揭示了皮層網(wǎng)絡(luò)的功能單位-皮質(zhì)柱，休伯爾和威賽爾更是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)視皮層皮質(zhì)柱[1]的生理特性而獲得了1981年的諾貝爾獎(jiǎng)。而KarlvonFrisch等更是揭示了生物行為的主動(dòng)性獲得了1973年的諾貝爾獎(jiǎng)，修正了反射理論。目前，隨著神經(jīng)科學(xué)各學(xué)科的發(fā)展融合及計(jì)算機(jī)模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的進(jìn)步，我們知道了中腦之上的丘腦-皮層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)產(chǎn)生意識(shí)和認(rèn)知能力[2]，而該系統(tǒng)屬于等級(jí)構(gòu)筑的矩陣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3]。另外，這個(gè)丘腦皮層等級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各層級(jí)矩陣間有著非常多的交互聯(lián)系，特別是皮層與丘腦間的交互聯(lián)系[4]。而巴爾斯提出的全局工作空間模型[5]和在其基礎(chǔ)上發(fā)展的丘腦動(dòng)態(tài)核心理論[6]是比較符合目前所知道的丘腦皮層等級(jí)矩陣網(wǎng)絡(luò)的意識(shí)結(jié)構(gòu)[7-8]的工作原理的。針對(duì)這些神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展成果，很多院校開(kāi)設(shè)了神經(jīng)科學(xué)專(zhuān)業(yè)，特別是歐美很多大學(xué)設(shè)置了Neuroscience專(zhuān)業(yè)，系統(tǒng)的教授神經(jīng)科學(xué)的知識(shí)。由于教材的原因，我國(guó)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被人為割裂了與最新神經(jīng)科學(xué)的聯(lián)系，神經(jīng)醫(yī)學(xué)不能有效地融合到中國(guó)腦計(jì)劃的醫(yī)學(xué)一翼中去，不能有效從腦計(jì)劃的一體和另一翼中有效汲取養(yǎng)分而發(fā)展，這是非常令人痛心的。因知識(shí)體系的落后，使得目前的臨床神經(jīng)醫(yī)學(xué)執(zhí)業(yè)醫(yī)生普遍對(duì)神經(jīng)功能性疾病無(wú)從下手，診治觀念非常落后，基本處于人云亦云的狀態(tài)，無(wú)法獨(dú)立運(yùn)用正確的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行思考。

3本科學(xué)生對(duì)神經(jīng)科學(xué)知識(shí)的了解程度

我們?cè)谏窠?jīng)外科的臨床教學(xué)中感覺(jué)到，五年制臨床本科同學(xué)往往對(duì)腦葉的癥狀學(xué)無(wú)法理解。學(xué)生只知道解剖學(xué)教材曾提到皮層存在Brodmann分區(qū)（那是大綱中的了解內(nèi)容），但是對(duì)皮層分區(qū)形成的原因是由細(xì)胞柱區(qū)域聚集形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模塊一無(wú)所知，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及功能實(shí)現(xiàn)方式更是聞所未聞。在臨床教學(xué)中，大腦的定位定性診斷思想和依據(jù)該思想制定治療思路的道理很難正確教授給本科同學(xué)。上位腦干之上的丘腦皮層意識(shí)系統(tǒng)是神經(jīng)矩陣網(wǎng)絡(luò)的集大成者，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常發(fā)達(dá)，不正確理解該結(jié)構(gòu)就不可能理解該部位疾病的診治。而如果需詳細(xì)講解該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，在完整且系統(tǒng)的教授的情況下，可以安排四年的本科課程，這是目前醫(yī)學(xué)教育中不可能實(shí)現(xiàn)的。而根據(jù)我們的教學(xué)體會(huì)和學(xué)生的反饋，要了解基本的簡(jiǎn)單原理也需要1.5~2個(gè)學(xué)時(shí)。為了解決目前神經(jīng)學(xué)科教育面臨的這種困境，我神經(jīng)外科嘗試采取了穿插融合、有所取舍、有所突出的方法去改善學(xué)生的神經(jīng)科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。

4我們的教學(xué)應(yīng)對(duì)方法

4.1補(bǔ)充完善教材缺陷的構(gòu)思

在我校的教學(xué)大綱中神經(jīng)系統(tǒng)的外科各論安排了6個(gè)學(xué)時(shí)的理論課和9個(gè)學(xué)時(shí)的見(jiàn)習(xí)課。這些學(xué)時(shí)范圍內(nèi)需要講述：顱內(nèi)壓力問(wèn)題、腦疝問(wèn)題、顱腦損傷問(wèn)題、腦腫瘤問(wèn)題。其中腦損傷和腦腫瘤中涉及皮層丘腦節(jié)段的病灶才會(huì)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)去理解腦葉的癥狀學(xué)和丘腦在系統(tǒng)中發(fā)揮整合作用的核心地位。雖然意識(shí)和認(rèn)知問(wèn)題屬于重大科學(xué)問(wèn)題，而且在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診治中理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何產(chǎn)生該功能有重要指導(dǎo)性作用，但是，由于大綱并沒(méi)有太多要求，學(xué)生是否有興趣去了解這些教材中缺失的神經(jīng)科學(xué)知識(shí)？教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，60%~70%的臨床本科同學(xué)對(duì)這方面是很有興趣的，而如果提出一些特別的損傷病例，比如外傷中的閉鎖綜合征、嗅溝腦膜瘤的獨(dú)特額葉癥狀表現(xiàn)等，去展示神經(jīng)系統(tǒng)的局灶癥狀學(xué)，并說(shuō)明意識(shí)和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的并行處理結(jié)構(gòu)和功能的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式時(shí)，由于癥狀的趣味性，會(huì)激發(fā)同學(xué)的廣泛興趣。因此，我們推斷，只要我們?cè)谡n堂中靈活運(yùn)用有趣的病例講述和解釋?zhuān)⑦m當(dāng)介紹一些神經(jīng)科學(xué)的參考書(shū)籍的話，是有可能繼發(fā)出同學(xué)對(duì)神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣并促進(jìn)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)外傷、腫瘤、腦疝等的局灶癥狀學(xué)的理解的。而我們反復(fù)思考推薦的神經(jīng)學(xué)參考書(shū)目錄是：《神經(jīng)生物學(xué)：從神經(jīng)元到腦》《神經(jīng)科學(xué)探索腦》《認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)》《認(rèn)知、大腦和意識(shí)》《昏迷和意識(shí)障礙》《王忠誠(chéng)神經(jīng)外科學(xué)》。推薦這些書(shū)的目的是提供一個(gè)神經(jīng)科學(xué)大體的理論框架，從基礎(chǔ)的解剖、生理到系統(tǒng)的整體神經(jīng)計(jì)算，然后到臨床的相關(guān)問(wèn)題?？赡鼙蛔u(yù)為神經(jīng)科學(xué)圣經(jīng)的埃里克.R.坎德?tīng)栔骶幍摹渡窠?jīng)科學(xué)原理》中文導(dǎo)讀版知識(shí)更系統(tǒng)，但是畢竟本科同學(xué)推薦英文書(shū)籍會(huì)面臨很大的語(yǔ)言障礙，我們沒(méi)有選擇。

4.2具體的教學(xué)實(shí)踐實(shí)施方法

在具體的教學(xué)實(shí)踐中，我們首先在顱腦損傷和顱內(nèi)腫瘤共4個(gè)學(xué)時(shí)的理論課學(xué)習(xí)階段，反復(fù)在課堂講學(xué)中穿插運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)幫助同學(xué)理解腦葉的癥狀學(xué)，使學(xué)生對(duì)該結(jié)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)方式有初步的了解，讓同學(xué)基本認(rèn)識(shí)到皮層的功能單位是細(xì)胞柱（cortexcolumn），并且相同功能的細(xì)胞柱聚集形成模塊即布雷德曼（Brodamn）分區(qū)，而且皮層網(wǎng)絡(luò)模塊間、皮層與丘腦網(wǎng)絡(luò)間有廣泛的相互聯(lián)系。經(jīng)過(guò)這樣的介紹，同學(xué)很容易理解了運(yùn)動(dòng)或感覺(jué)區(qū)隨精細(xì)運(yùn)動(dòng)或感覺(jué)的程度增加，細(xì)胞柱增多，代表區(qū)面積增大的道理。并且通過(guò)介紹突觸匯聚修飾的原理讓學(xué)生了解如輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)等次級(jí)聯(lián)絡(luò)皮層的細(xì)胞柱群參與編碼更復(fù)雜功能的方式，并學(xué)會(huì)推斷其他聯(lián)絡(luò)區(qū)細(xì)胞柱群可能的電生理反應(yīng)特性從而理解可能出現(xiàn)的癥狀學(xué)。通過(guò)如此簡(jiǎn)單的講解，有效解決了學(xué)生在閱讀《外科學(xué)第九版》中講述腫瘤影響腦葉功能時(shí)無(wú)法理解而死記硬背的問(wèn)題，迅速引起了學(xué)生的課堂注意及興趣。然后，在課程結(jié)束時(shí)列舉可以參考的神經(jīng)科學(xué)文獻(xiàn)，讓感興趣的學(xué)生自行學(xué)習(xí)，豐富其知識(shí)體系。而后，在理論課后的臨床見(jiàn)習(xí)課中，結(jié)合病例的癥狀、體征，穿插講解該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)及臨床應(yīng)用，適當(dāng)重提大課提到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，觀察學(xué)生的表情反應(yīng)，適當(dāng)延伸或者不延伸。如果見(jiàn)習(xí)講解時(shí)發(fā)現(xiàn)有的見(jiàn)習(xí)組神經(jīng)科學(xué)知識(shí)豐富的同學(xué)和感興趣的同學(xué)較多，則適當(dāng)延伸講解丘腦在意識(shí)和認(rèn)知系統(tǒng)中的重要整合地位，讓同學(xué)理解神經(jīng)外科手術(shù)中保護(hù)丘腦的重要性。而如果小課課堂發(fā)現(xiàn)對(duì)重提這些知識(shí)感興趣的同學(xué)較少，則不進(jìn)行知識(shí)的延伸講解，僅僅重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)皮層網(wǎng)絡(luò)的分布式計(jì)算原理及實(shí)際應(yīng)用中如何通過(guò)該原理去理解教材的論述。在所有批次的見(jiàn)習(xí)小課中，我們都形象的比喻：丘腦皮層矩陣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是用“丘腦去感覺(jué)，而用皮層去思考”。碰到合適的病例，而且小課課堂反應(yīng)較良好，大部分同學(xué)具有強(qiáng)烈的興趣時(shí)，可以讓學(xué)生使用心理學(xué)的“內(nèi)省”的方法去體會(huì)這個(gè)過(guò)程，理解腦的癥狀學(xué)。但是，我們教學(xué)中始終在講授者心中強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)突出的重要性。因?yàn)橄到y(tǒng)的學(xué)習(xí)神經(jīng)科學(xué)知識(shí)必須要四年的完整本科教育，而更深入的研究與理解神經(jīng)系統(tǒng)中最被廣泛關(guān)注的丘腦皮層意識(shí)與認(rèn)知系統(tǒng)則需要更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與研究，如果幻想僅僅通過(guò)幾個(gè)學(xué)時(shí)的簡(jiǎn)單講解就讓臨床本科同學(xué)非常精通神經(jīng)科學(xué)的知識(shí)是非常不切實(shí)際的。我們?cè)诓糠忠?jiàn)習(xí)組中試圖更加詳細(xì)講解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)，這種冒進(jìn)的做法反而會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)到神經(jīng)學(xué)是一門(mén)高深的理論，收不到明顯的教學(xué)效果。所以，我們始終以讓學(xué)生能理解教材中腦葉癥狀為重點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)，如果課堂反應(yīng)好則適當(dāng)延伸講解皮層下中樞的重要性。通過(guò)這些教學(xué)改革的嘗試，同學(xué)們普遍反映，從原來(lái)的對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)科學(xué)的一無(wú)所知到有所了解，并能開(kāi)始對(duì)腦葉的癥狀學(xué)有所理解。這些效果使我們非常欣慰。我們總體的感覺(jué)是，1~2個(gè)學(xué)時(shí)的講授，且見(jiàn)習(xí)中穿插病例的解釋?zhuān)湍茏寣W(xué)生對(duì)神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有初步的概念。并且課后介紹的參考書(shū)籍，作為神經(jīng)科學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)的主干，提供了學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步拓展自己的知識(shí)面的機(jī)會(huì)，那些立志向臨床神經(jīng)學(xué)發(fā)展的同學(xué)利用這些參考書(shū)籍能迅速形成更加系統(tǒng)和豐富的知識(shí)體系。

4.3實(shí)施教學(xué)中遇到的困難

當(dāng)然，實(shí)際教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了很多的困難。主要的困難仍然是醫(yī)學(xué)教材中基礎(chǔ)階段神經(jīng)科學(xué)知識(shí)的編寫(xiě)不夠完整，同學(xué)對(duì)皮層丘腦網(wǎng)絡(luò)幾乎一無(wú)所知，而我們臨床階段教學(xué)在介紹一些簡(jiǎn)要的知識(shí)后立即講解其應(yīng)用，很多平常沒(méi)有一定課外知識(shí)積累的同學(xué)開(kāi)始會(huì)覺(jué)得課堂內(nèi)容跳躍過(guò)大，無(wú)法理解，在課程進(jìn)行到最后的兩個(gè)學(xué)時(shí)時(shí)，學(xué)生才開(kāi)始有所領(lǐng)悟。但是，教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)有些有興趣的同學(xué)已經(jīng)有一定的知識(shí)積累，知道一些皮層細(xì)胞柱結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)工作模塊的知識(shí)，很快接受了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)并理解了其癥狀學(xué)，還能進(jìn)一步提出一些學(xué)科前沿的問(wèn)題。針對(duì)課堂發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，我們認(rèn)為解決之道還是在進(jìn)一步于課堂教學(xué)中凝練穿插融合、有所取舍、有所突出的思想和課堂技巧，正確認(rèn)識(shí)臨床本科同學(xué)目前的神經(jīng)學(xué)知識(shí)體系，才能明顯提高教學(xué)效果。

5教學(xué)總結(jié)和思考

總結(jié)我們目前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為，以外科學(xué)各論教研室中神經(jīng)外科自己的一己之力，影響的學(xué)生及產(chǎn)生的教學(xué)效果有限，但是能對(duì)教材的知識(shí)體系的缺陷有所補(bǔ)救。而如果神經(jīng)內(nèi)科教研室、精神病學(xué)教研室及基礎(chǔ)的生理學(xué)、解剖學(xué)教研室聯(lián)合起來(lái)介紹神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)那將產(chǎn)生更加好的效果。而教材知識(shí)體系的補(bǔ)充完整，則是根本的解決方法。

作者：吳京展 周明明 單位：廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科