调整脑电波节律可加快成人学习速度

概括： 在执行学习任务之前调整一个人的脑电波周期可以大大提高认知技能提高的速度。

来源： 剑桥大学

科学家们首次表明，在执行学习任务之前对个人的脑电波周期进行短暂调整可以显着提高认知技能的提高速度。

根据该研究背后的团队，校准信息传递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。

剑桥大学的研究人员表示，这些技术可以帮助我们在以后的生活中保持“神经可塑性”并加强终身学习。

“每个大脑都有自己的自然节律，这是由共同工作的神经元振荡产生的，”剑桥大学心理学系研究的资深作者 Zoe Kurtze 教授说。 “我们模拟了这些波动，使大脑与自身保持一致——并处于茁壮成长的最佳状态。”

“我们大脑的可塑性是重组和学习新事物的能力，不断建立在以前的神经相互作用模式的基础上。通过利用脑电波节律，有可能促进从童年到成年的整个生命周期的流畅学习，”Kurtzee 说。

结果发表在杂志上 大脑皮层，作为终身学习和个人认知中心的一部分：剑桥和新加坡南洋理工大学 (NTU) 之间的研究合作。

神经科学家使用脑电图 – 或脑电图 – 连接到头部的传感器来测量 80 名研究参与者大脑中的电活动，并对他们的脑电波节律进行采样。

该团队读取了 alpha 波读数。 脑电波频谱的中间范围，当我们清醒和放松时，这个波频率往往占主导地位。

阿尔法波在八到十二赫兹之间振荡：每 85-125 毫秒一个完整的周期。 但是，每个人在这个范围内都有自己的阿尔法频率峰值。

科学家们利用这些读数创建了一个视觉“脉冲”：一个白色方块在黑暗背景下闪烁，频率与每个人的阿尔法波相同。

参与者被给予 1.5 秒的个人脉搏剂量，以将他们的大脑功能设置为自然节律——一种称为“夹带”的技术——然后被呈现出一项具有挑战性的认知任务：试图在一连串的视觉混乱中识别某些形状。

脑电波周期由波峰和波谷组成。 一些参与者收到的脉冲与他们的波峰相匹配，有些是低的，而有些则随机或以错误的速率（稍快或稍慢）获得节奏。 每个参与者重复 800 多种不同类型的认知任务，神经科学家测量受试者改善的速度。

那些受限于正确节奏的人的学习速度至少比所有其他组快三倍。 当参与者第二天返回完成另一轮任务时，那些在训练中学得更快的人保持了较高的表现水平。

“发现获得这种惊人的学习促进所需的特定条件令人兴奋，”第一作者伊丽莎白迈克尔博士说，她现在在剑桥大学认知与脑科学部门工作。

“干扰本身非常简单，只是在屏幕上短暂闪烁，但当我们达到正确的频率加上正确的相位对齐时，它似乎会产生强大而持久的效果。”

最重要的是，旁路脉冲必须与脑波槽产生共振。 科学家们认为，这是神经元处于“高唤醒”状态的周期中的点。

来自南洋理工大学和剑桥儿科学系的合著者 Victoria Leung 教授说：“我们感觉自己好像一直在走向世界，但实际上我们的大脑拍摄快照，然后我们的神经元相互交流以拼凑信息一起。” .

“我们的假设是，通过将信息传递与脑电波的最佳相位相匹配，我们可以增加信息捕获，因为这是我们的神经元处于兴奋高峰期的时候。”

Leong 的 Baby-LINC 实验室之前的工作表明，母亲和婴儿在交流时脑电波会同步。 Leung 认为，这项最新研究中的机制非常有效，因为它反映了我们小时候的学习方式。

“我们受益于一种机制，该机制允许我们的大脑调整我们环境中的时间刺激，特别是在亲子互动过程中自然交换的交流线索，如言语、目光和手势，”Leung 说。

“当成年人与年幼的孩子交谈时，他们会采用以婴儿为导向的语言——一种缓慢、夸张的语言。这项研究表明，以婴儿为导向的语言可能是一种自动的速率匹配方式，可以吸引儿童的慢速脑电波来支持学习。”

研究人员表示，虽然这项新研究测试了视觉感知，但这些机制很可能是“一般领域”：适用于广泛的任务和情况，包括听觉学习。

也可以看看

他们争辩说，脑电波引力的潜在应用听起来像是科幻小说中的内容，但它们越来越容易实现。 “虽然我们的研究使用了复杂的 EEG 机器，但现在有简单的头带系统可以让你很容易地测量大脑频率，”Kurtze 说。

“孩子们现在大部分的学习都是在屏幕前进行的。人们可以想象使用脑电波节奏来增强那些在常规课堂上挣扎的孩子的学习能力，这可能是由于注意力缺陷。”

脑波吸引对强化学习的其他早期应用可能包括在快速学习和快速决策至关重要的职业中进行培训，例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，”Kurtze 说。

“在这些虚拟环境中实施与脑电波同步的脉冲可以为新学习者提供优势，或帮助那些在以后的生活中接受再培训的人。”

关于教育新闻的搜索

作者： 弗雷德·卢西
来源： 剑桥大学
接触： Fred Leusey – 剑桥大学
图片： 图片来自剑桥大学

原始搜索： 开放访问。
“按照你的思维节奏学习：一心一意增强认知决策的学习由 Zoe Kurtze 等人撰写。 大脑皮层

概括

按照你的思维节奏学习：一心一意增强认知决策的学习

众所周知，培训可以提高我们在复杂环境中进行交互时做出决策的能力。 然而，个体在不同环境中学习新任务和获得新技能的能力不同。 在这里，我们测试这种学习能力的差异是否与个体大脑振荡状态有关。

我们使用视觉闪烁范式将个体带入他们的脑节律（即峰值 alpha 频率），这是通过静息状态脑电图 (EEG) 测量的。 我们已经表明，与不匹配个体 alpha 频率的注册相比，频率匹配个体大脑的这种夹带可以更快地学习视觉识别任务（即检测嵌入背景杂波中的目标）。

此外，我们表明学习特定于邀请眨眼和视觉目标刺激之间的相位关系。 漂移期间的脑电图显示，个体 alpha 诱捕增强了 alpha 功率，在刺激前阶段诱导相位对齐，并导致早期刺激视觉潜能的潜伏期更短，这表明大脑吸引有助于早期视觉处理以支持改进的感知决策。

这些发现表明，个体大脑内化可能通过改变视觉皮层中的增益控制机制来增强知觉学习，表明个体振荡神经元状态在学习和大脑可塑性中的关键作用。