醫(yī)學(xué)教材神經(jīng)科學(xué)知識體系缺陷教學(xué)補救

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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)知識告訴學(xué)生，而一味強調(diào)反射理論及傳導(dǎo)通路，以至于我們在臨床教學(xué)中遇到關(guān)于腦的覺醒、覺知方面的癥狀學(xué)的這個難點的時候，學(xué)生往往一知半解。在我科的負責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個學(xué)時的教學(xué)，補充穿插講解生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識，特別是丘腦皮層網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)信息處理計算的工作規(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，我們認為臨床醫(yī)學(xué)本科教材神經(jīng)科學(xué)知識體系的缺陷是可以通過神經(jīng)外科負責的教學(xué)部分去部分補充的。

【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)這個新興的學(xué)科在國際上蓬勃發(fā)展，它逐漸把神經(jīng)系統(tǒng)各相關(guān)的學(xué)科融入進其中，極大的促進和引領(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，值此機遇，我國也制定了“一體兩翼”的中國腦計劃，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，共同促進我國神經(jīng)科學(xué)體系的建設(shè)。為應(yīng)對這些神經(jīng)科學(xué)研究迅速發(fā)展的挑戰(zhàn)和歷史的機遇，許多院校設(shè)立了神經(jīng)科學(xué)課程或?qū)I(yè)，甚至獨立的學(xué)院。而在醫(yī)學(xué)本科教育中，對于醫(yī)學(xué)生神經(jīng)科學(xué)知識體系的正確構(gòu)建，我們認為是非常基礎(chǔ)及重要的，也是醫(yī)學(xué)本科教育改革實踐中應(yīng)該認真思考的一個重要問題。為此，我們做了一些系統(tǒng)的思考和局部的嘗試。

1目前我國醫(yī)學(xué)教材的現(xiàn)狀

我國的臨床本科五年制或七年制教材設(shè)計中，有關(guān)神經(jīng)科學(xué)的知識分布在生物化學(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。整個知識點的設(shè)置，基本圍繞該觀點展開。不可否認，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矩陣網(wǎng)絡(luò)意識系統(tǒng)的癥狀學(xué)時，這個理論顯得非常無力，用這個理論教育出來的醫(yī)學(xué)生顯得非常茫然。恰如陳宜張院士所說：“對腦功能的解釋而言，此觀點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，在神經(jīng)科學(xué)的整個發(fā)展過程中，模式處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等觀點一直被神經(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。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為發(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。而KarlvonFrisch等更是揭示了生物行為的主動性獲得了1973年的諾貝爾獎，修正了反射理論。目前，隨著神經(jīng)科學(xué)各學(xué)科的發(fā)展融合及計算機模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的進步，我們知道了中腦之上的丘腦-皮層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負責產(chǎn)生意識和認知能力[2]，而該系統(tǒng)屬于等級構(gòu)筑的矩陣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[3]。另外，這個丘腦皮層等級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各層級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)展的丘腦動態(tài)核心理論[6]是比較符合目前所知道的丘腦皮層等級矩陣網(wǎng)絡(luò)的意識結(jié)構(gòu)[7-8]的工作原理的。針對這些神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展成果，很多院校開設(shè)了神經(jīng)科學(xué)專業(yè)，特別是歐美很多大學(xué)設(shè)置了Neuroscience專業(yè)，系統(tǒng)的教授神經(jīng)科學(xué)的知識。由于教材的原因，我國醫(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腦計劃的醫(yī)學(xué)一翼中去，不能有效從腦計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)生普遍對神經(jīng)功能性疾病無從下手，診治觀念非常落后，基本處于人云亦云的狀態(tài)，無法獨立運用正確的基礎(chǔ)知識進行思考。

3本科學(xué)生對神經(jīng)科學(xué)知識的了解程度

我們在神經(jīng)外科的臨床教學(xué)中感覺到，五年制臨床本科同學(xué)往往對腦葉的癥狀學(xué)無法理解。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），但是對皮層分區(qū)形成的原因是由細胞柱區(qū)域聚集形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模塊一無所知，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及功能實現(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，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)教育中不可能實現(xiàn)的。而根據(jù)我們的教學(xué)體會和學(xué)生的反饋，要了解基本的簡單原理也需要1.5~2個學(xué)時。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)知識結(jié)構(gòu)。

4我們的教學(xué)應(yīng)對方法

4.1補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個學(xué)時的理論課和9個學(xué)時的見習(xí)課。這些學(xué)時范圍內(nèi)需要講述：顱內(nèi)壓力問題、腦疝問題、顱腦損傷問題、腦腫瘤問題。其中腦損傷和腦腫瘤中涉及皮層丘腦節(jié)段的病灶才會用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識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。雖然意識和認知問題屬于重大科學(xué)問題，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？教學(xué)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，60%~70%的臨床本科同學(xué)對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)，并說明意識和認知網(wǎng)絡(luò)的并行處理結(jié)構(gòu)和功能的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方式時，由于癥狀的趣味性，會激發(fā)同學(xué)的廣泛興趣。因此，我們推斷，只要我們在課堂中靈活運用有趣的病例講述和解釋，并適當介紹一些神經(jīng)科學(xué)的參考書籍的話，是有可能繼發(fā)出同學(xué)對神經(jīng)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣并促進對神經(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》《認知神經(jīng)科學(xué)》《認知、大腦和意識》《昏迷和意識障礙》《王忠誠神經(jīng)外科學(xué)》。推薦這些書的目的是提供一個神經(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)計算，然后到臨床的相關(guān)問題。可能被譽為神經(jīng)科學(xué)圣經(jīng)的埃里克.R.坎德爾主編的《神經(jīng)科學(xué)原理》中文導(dǎo)讀版知識更系統(tǒng)，但是畢竟本科同學(xué)推薦英文書籍會面臨很大的語言障礙，我們沒有選擇。

4.2具體的教學(xué)實踐實施方法

在具體的教學(xué)實踐中，我們首先在顱腦損傷和顱內(nèi)腫瘤共4個學(xué)時的理論課學(xué)習(xí)階段，反復(fù)在課堂講學(xué)中穿插運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識幫助同學(xué)理解腦葉的癥狀學(xué)，使學(xué)生對該結(jié)構(gòu)的功能實現(xiàn)方式有初步的了解，讓同學(xué)基本認識到皮層的功能單位是細胞柱（cortexcolumn），并且相同功能的細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)過這樣的介紹，同學(xué)很容易理解了運動或感覺區(qū)隨精細運動或感覺的程度增加，細胞柱增多，代表區(qū)面積增大的道理。并且通過介紹突觸匯聚修飾的原理讓學(xué)生了解如輔助運動區(qū)等次級聯(lián)絡(luò)皮層的細胞柱群參與編碼更復(fù)雜功能的方式，并學(xué)會推斷其他聯(lián)絡(luò)區(qū)細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)。通過如此簡單的講解，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無法理解而死記硬背的問題，迅速引起了學(xué)生的課堂注意及興趣。然后，在課程結(jié)束時列舉可以參考的神經(jīng)科學(xué)文獻，讓感興趣的學(xué)生自行學(xué)習(xí)，豐富其知識體系。而后，在理論課后的臨床見習(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)的知識及臨床應(yīng)用，適當重提大課提到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識，觀察學(xué)生的表情反應(yīng)，適當延伸或者不延伸。如果見習(xí)講解時發(fā)現(xiàn)有的見習(xí)組神經(jīng)科學(xué)知識豐富的同學(xué)和感興趣的同學(xué)較多，則適當延伸講解丘腦在意識和認知系統(tǒng)中的重要整合地位，讓同學(xué)理解神經(jīng)外科手術(shù)中保護丘腦的重要性。而如果小課課堂發(fā)現(xiàn)對重提這些知識感興趣的同學(xué)較少，則不進行知識的延伸講解，僅僅重點強調(diào)皮層網(wǎng)絡(luò)的分布式計算原理及實際應(yīng)用中如何通過該原理去理解教材的論述。在所有批次的見習(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，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)具有強烈的興趣時，可以讓學(xué)生使用心理學(xué)的“內(nèi)省”的方法去體會這個過程，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調(diào)重點突出的重要性。因為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)神經(jīng)科學(xué)知識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)注的丘腦皮層意識與認知系統(tǒng)則需要更進一步的學(xué)習(xí)與研究，如果幻想僅僅通過幾個學(xué)時的簡單講解就讓臨床本科同學(xué)非常精通神經(jīng)科學(xué)的知識是非常不切實際的。我們曾在部分見習(xí)組中試圖更加詳細講解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識，這種冒進的做法反而會讓學(xué)生感覺到神經(jīng)學(xué)是一門高深的理論，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教學(xué)目標，如果課堂反應(yīng)好則適當延伸講解皮層下中樞的重要性。通過這些教學(xué)改革的嘗試，同學(xué)們普遍反映，從原來的對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)科學(xué)的一無所知到有所了解，并能開始對腦葉的癥狀學(xué)有所理解。這些效果使我們非常欣慰。我們總體的感覺是，1~2個學(xué)時的講授，且見習(xí)中穿插病例的解釋，就能讓學(xué)生對神經(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籍，作為神經(jīng)科學(xué)的知識系統(tǒng)的主干，提供了學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中進一步拓展自己的知識面的機會，那些立志向臨床神經(jīng)學(xué)發(fā)展的同學(xué)利用這些參考書籍能迅速形成更加系統(tǒng)和豐富的知識體系。

4.3實施教學(xué)中遇到的困難

當然，實際教學(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)知識的編寫不夠完整，同學(xué)對皮層丘腦網(wǎng)絡(luò)幾乎一無所知，而我們臨床階段教學(xué)在介紹一些簡要的知識后立即講解其應(yīng)用，很多平常沒有一定課外知識積累的同學(xué)開始會覺得課堂內(nèi)容跳躍過大，無法理解，在課程進行到最后的兩個學(xué)時時，學(xué)生才開始有所領(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)有一定的知識積累，知道一些皮層細胞柱結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)工作模塊的知識，很快接受了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識并理解了其癥狀學(xué)，還能進一步提出一些學(xué)科前沿的問題。針對課堂發(fā)現(xiàn)的問題，我們認為解決之道還是在進一步于課堂教學(xué)中凝練穿插融合、有所取舍、有所突出的思想和課堂技巧，正確認識臨床本科同學(xué)目前的神經(jīng)學(xué)知識體系，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，我們認為，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，但是能對教材的知識體系的缺陷有所補救。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)合起來介紹神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識那將產(chǎn)生更加好的效果。而教材知識體系的補充完整，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