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脑电波研究新发现!或能将学习效率提升三倍

2023-05-30

海外星云 2023年2期
关键词:夹带脑电波阿尔法

我们称之为脑电波的电振荡已经让科学家和公众们着迷了一个多世纪。但是仍然存在争议的是,它们是否具有功能还是说只是像引擎的嗡嗡声一样仅仅代表着大脑的活动,许多神经科学家假设,如果脑电波具有功能,也是通过不同位置的同步振荡实现的。然而随着研究的不断深入,研究人员发现许多脑电波事实上是像海浪一样移动的“行进波”。

行进波在人类的皮质层中是很普遍的,而且会根据大脑执行任务的表现程度显示不同程度的组织性。这就表明,脑电波是与行为相关的,对大脑机制,对记忆、知觉、注意力甚至是意识都有着影响。

脑电波最早是通过脑电图技术发现。研究人员已经留意到一系列不同频率的脑电波活动。最慢的脑电波出现在深度睡眠状态,而且随着意识和注意力水平的提高不断提升。

科学家们已经提出了许多观点描述脑电波可能扮演的角色。最近有来自英国剑桥大学的科学家首次研究表明,在一个成人学习之前,短暂地调整大脑脑电波周期可以显著提高学习的速度,至少能够提高3倍。

根据研究团队的说法,调整信息传递速率以匹配我们大脑的自然节奏,可以提高我们吸收和适应新信息的能力。每个大脑都有自己的自然节律,由神经元共同工作的振荡产生。研究人员模拟了这些波动,使大脑与自己保持一致,并处于最佳状态。

这项研究结果发表在《大脑皮层》杂志上,将作为终身学习和个人认知中心的一部分进行探索:这是剑桥大学和新加坡南洋理工大学(NTU)之间的一项研究合作。

神经科学家使用连接在头部的脑电图(EEG)传感器来测量80名研究参与者大脑中的电活动,并对脑电波节律进行采样。

该小组读取了阿尔法波读数。脑波频谱的中等范围,当我们清醒和放松时,这种波频率往往占主导地位。

阿爾法波在8~12赫兹之间振荡:每85~125毫秒一个完整周期。然而,在这个范围内,每个人都有自己的峰值阿尔法频率。

科学家利用这些读数产生了一个光学“脉冲”:一个在黑暗背景下闪烁的白色正方形,其速度与每个人的阿尔法波相同。

参与者在接受一项棘手的快速认知任务之前,先接受1.5秒剂量的个性化脉冲,让大脑以其自然节奏工作,一种称为“夹带”的技术,试着在视觉混乱中识别特定形状。

脑波周期由波峰和波谷组成。一些参与者接收到的脉冲与他们的波峰相匹配,一些人接收到的是波谷,而一些人获得的节奏要么是随机的,要么是错误的(快一点或慢一点)。每个参与者都重复了800多个不同的认知任务,神经科学家测量了人们进步的速度。

那些被锁定在正确节奏中的人的学习速度至少比所有其他组快3倍。当参与者第二天回来完成另一轮任务时,那些在夹带下学得更快的人保持了更高的表现水平。

研究人员表示,脑电波夹带促进学习的其他早期应用可能涉及快速学习和快速决策至关重要的职业培训,如飞行员或外科医生。虚拟现实模拟现在是许多职业培训的有效组成部分。在这些虚拟环境中实现与脑电波同步的脉冲可以给新的学习者带来优势,或者帮助他们在以后的生活中进行再训练。

学习对于很多人来说都是非常“痛苦”且漫长的过程,尤其是在成年之后,人们学习新知识的速度更是急速下降,效率非常低下。当前,屏幕前的学习时间越来越多,或许能够利用该项研究方法增强学习效率,这样不仅有助于教室中的孩子,也有助于人们一生的学习。

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