神经细胞或神经元是通过其他神经细胞或感觉器官接收信息，然后把信息投射到其他细胞中去的细胞，而其他神经元再把信息投射到与环境相互接触的身体的其他部位，如肌肉。神经细胞设有细胞体——某种新陈代谢中心——和称之为树突场的大量树状结构，这是神经元的输入方。信息通过称之为轴突的投射进入细胞。大多数从树突场进入细胞的刺激信息常常要经过称之为末梢的微小树突投射。信息从一个神经元向另一个传递的接合点被称为突触，突触具有刺激和抑制的属性。神经元整合源自突触的所有信息，然后决定输出。
在发展过程中，大脑的“接线图”在突触形成过程中生成。出生时，人脑仅拥有万亿个突触中的很少一部分。出生时，大脑的突触增至成人的三分之一。剩下的突触在出生后形成，这一进程部分地受经验的指引。
突触通过两种基本的方法添连大脑。第一种方法是突触产出过剩，然后选择性地消失。突触产出过剩和消失是大脑用以吸收经验信息的基本机制，通常出现在发展的早期。在视觉皮质—大脑控制视觉的大脑皮质层区—6个月大的婴儿要比成年人拥有更多的突触。这是因为在生命的最初几个月形成越来越多的突触，接着这些突触便消失，有时是大批消失。这种现象所需要的运行时间因大脑的部位不同而异，人的视觉皮质的形成需要2至3年的时间，而前皮质的某些部位要用8至10年的时间。(www.xing528.com)
有些神经科学家用雕塑艺术来类比突触的形成。在雕塑大理石时，传统艺术家通过凿掉石头的无用部分最终创造出一个雕塑。动物的研究显示，出现在突触产出过剩和消失阶段的“修剪”类似于雕刻行为。神经系统建立起大量的连接，然后由经验作用于这个连接网络，选择合适的连接，去除不恰当的连接。剩下来的是经过精雕细凿的最终成品，由此便构成了感觉也许还有后期认知发展的基础。
突触形成的第二种方法是添加新的突触——像艺术家添加某些东西最终创造出一个雕塑品一样。不同于突触的过剩和消失，突触添加过程涵盖了人的一生，而在后期（人的中晚年生命中）更为重要。这一过程不仅对经验敏感，事实上它是由经验驱动的。突触的添加是一部分或大部分记忆的基础。正如本章后面所述，认知科学家和教育研究人员的任务是要了解突触的添加情况以增进我们对突触的理解。
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