劍橋大學(xué) | 劍橋大學(xué)的研究人員獲得了歐洲研究委員會資助
指南者留學(xué)
2023-02-08 14:37:44
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<p>第一個研究表明,以神經(jīng)脈沖的自然節(jié)奏傳遞信息可以加速我們的學(xué)習(xí)能力。</p>
<p><br />科學(xué)家首次證明,在一個人執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)之前,短暫地調(diào)整一下他們的腦電波周期,可以極大地提高認(rèn)知技能的提高速度。</p>
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<p>研究團隊表示,根據(jù)大腦的自然節(jié)奏來調(diào)整信息傳遞的速度,可以提高我們吸收和適應(yīng)新信息的能力。</p>
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<p>劍橋大學(xué)的研究人員表示,這些技術(shù)可以幫助我們在以后的生活中保持“神經(jīng)可塑性”,并促進終身學(xué)習(xí)。</p>
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<p>該研究的資深作者、劍橋大學(xué)心理學(xué)系的佐伊·考茨教授說:“每個大腦都有自己的自然節(jié)奏,這是由神經(jīng)元共同工作時產(chǎn)生的振蕩。”“我們模擬了這些波動,這樣大腦就能自我協(xié)調(diào),并處于最佳的繁榮狀態(tài)。”</p>
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<p>“我們大腦的可塑性是一種重組和學(xué)習(xí)新事物的能力,它不斷地建立在先前神經(jīng)元相互作用的模式上。通過控制腦電波節(jié)律,有可能提高從嬰兒到成年的整個生命周期的靈活性學(xué)習(xí),”庫爾茨說。</p>
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<p>這項研究結(jié)果發(fā)表在《大腦皮層》雜志上,將作為劍橋大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)(NTU)終身學(xué)習(xí)和個性化認(rèn)知中心的一部分進行研究。<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/236631/vs5mmueHwa/assets/rvSrSaMVlZ/kourtzi4sh-900x536.jpg" width="808" height="481" /> </p>
<p>Zoe Kourtzi教授</p>
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<p>神經(jīng)科學(xué)家使用腦電圖(EEG)傳感器在80名研究參與者的頭上測量腦電活動,并對腦電波節(jié)律進行采樣。</p>
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<p>研究小組采集了阿爾法波讀數(shù)。作為腦電波頻譜的中頻,當(dāng)我們清醒和放松時,這種波頻率往往占主導(dǎo)地位。</p>
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<p>阿爾法波在8到12赫茲之間振蕩:每85-125毫秒一個完整的周期。然而,在這個范圍內(nèi),每個人都有自己的峰值頻率。</p>
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<p>科學(xué)家們利用這些讀數(shù)創(chuàng)造了一種光學(xué)“脈沖”:一個白色正方形在黑暗背景上閃爍,與每個人的單獨阿爾法波的節(jié)奏相同。</p>
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<p>參與者在接受一項棘手的快速認(rèn)知任務(wù)之前,先接受1.5秒的個性化脈沖,讓他們的大腦以自然節(jié)奏工作——這種技術(shù)被稱為“誘導(dǎo)”——然后在一連串的視覺混亂中識別特定的形狀。</p>
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<p>腦電波周期由波峰和波谷組成。一些參與者接收到的脈沖與他們的波峰相匹配,一些人接收到的脈沖與波谷相匹配,而另一些人接收到的節(jié)奏要么是隨機的,要么是錯誤的(稍微快一點或慢一點)。每個參與者重復(fù)了800多個認(rèn)知任務(wù)的變化,神經(jīng)科學(xué)家測量了人們提高的速度。</p>
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<p>那些被鎖定在正確節(jié)奏的人的學(xué)習(xí)速度至少比其他所有組快三倍。當(dāng)參與者第二天回來完成另一輪任務(wù)時,那些在引導(dǎo)下學(xué)習(xí)得更快的人保持了更高的表現(xiàn)水平。</p>
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<p>劍橋大學(xué)認(rèn)知與腦科學(xué)部門的第一作者伊麗莎白·邁克爾博士說:“發(fā)現(xiàn)這種令人印象深刻的學(xué)習(xí)能力提升所需的特定條件是令人興奮的。”</p>
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<p>“干預(yù)本身非常簡單,只是屏幕上的一個短暫的閃爍,但當(dāng)我們達到正確的頻率加上正確的相位對齊時,它似乎有一個強大而持久的效果。”</p>
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<p>重要的是,夾帶脈沖需要與腦電波的波谷同步??茖W(xué)家們認(rèn)為,這是一個周期中神經(jīng)元處于“高接受性”狀態(tài)的點。</p>
<p><img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/236631/vs5mmueHwa/assets/qWCQgUtjhb/brainwaves4sh2-2560x1440.jpg" width="808" height="455" /> </p>
<p>來自南洋理工大學(xué)和劍橋大學(xué)兒科系的共同作者維多利亞·梁教授說:“我們覺得自己好像一直在關(guān)注這個世界,但事實上,我們的大腦會快速拍攝快照,然后我們的神經(jīng)元相互交流,將信息串在一起。”</p>
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<p>“我們的假設(shè)是,通過將信息傳遞與腦電波的最佳階段相匹配,我們可以最大限度地捕獲信息,因為此時我們的神經(jīng)元處于興奮的高度。”</p>
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<p>梁的Baby-LINC實驗室之前的研究表明,當(dāng)母親和嬰兒交流時,他們的腦電波會同步。梁認(rèn)為,這項最新研究中的機制非常有效,因為它反映了我們嬰兒時期的學(xué)習(xí)方式。</p>
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<p>“我們正在利用一種機制,使我們的大腦能夠與環(huán)境中的暫時刺激保持一致,特別是在父母和嬰兒互動過程中自然交換的言語、凝視和手勢等交流線索,”梁說。</p>
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<p>“當(dāng)大人和小孩子說話時,他們采用的是兒童導(dǎo)向語言——一種緩慢而夸張的說話方式。這項研究表明,兒童導(dǎo)向語言可能是一種自發(fā)的速度匹配方式,并引導(dǎo)兒童較慢的腦電波來支持學(xué)習(xí)。”<img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/236631/vs5mmueHwa/assets/1UdwNIGBII/brainwaves4shliz-900x600.jpg" width="808" height="539" /> </p>
<p>劍橋大學(xué)心理學(xué)系自適應(yīng)大腦實驗室的伊麗莎白·邁克爾博士對實驗進行了調(diào)整。</p>
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<p>研究人員說,雖然這項新研究測試了視覺感知,但這些機制可能是“通用的”:適用于廣泛的任務(wù)和情況,包括聽覺學(xué)習(xí)。</p>
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<p>他們認(rèn)為腦電波夾帶的潛在應(yīng)用可能聽起來像科幻小說的東西,但越來越可實現(xiàn)。“雖然我們的研究使用了復(fù)雜的腦電圖機器,但現(xiàn)在有簡單的頭帶系統(tǒng),可以讓你很容易地測量大腦頻率,”庫爾齊說。</p>
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<p>“現(xiàn)在的孩子們在屏幕前學(xué)習(xí)很多東西。人們可以想象,對于那些在普通教室里學(xué)習(xí)困難的孩子來說,使用腦電波節(jié)奏來提高他們的學(xué)習(xí)能力,這些孩子可能是由于注意力缺陷。”</p>
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<p>腦電波夾帶在促進學(xué)習(xí)方面的其他早期應(yīng)用可能涉及對快速學(xué)習(xí)和快速決策至關(guān)重要的職業(yè)的培訓(xùn),如飛行員或外科醫(yī)生。</p>
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<p>“虛擬現(xiàn)實模擬現(xiàn)在是許多職業(yè)培訓(xùn)的有效組成部分,”Kourtzi說。</p>
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<p>“在這些虛擬環(huán)境中實現(xiàn)與腦電波同步的脈沖可以給新學(xué)習(xí)者帶來優(yōu)勢,或者幫助他們在以后的生活中進行再培訓(xùn)。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p>
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