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学习新任务时,大脑没有想象中那么灵活

科技工作者之家 2018-03-14

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美国卡内基梅隆大学和匹兹堡大学的新研究表明,我们的大脑在学习新技能的时候,神经活动会受到限制,不能达到最优的状态。在短时间内,我们会利用已经有的神经活动模式来应对新的任务;只有通过长期练习后,才能达到最好的状态。面对新任务,大脑的灵活性不如先前想象的好。研究结果3月12日发表在《Nature Neuroscience》上。

研究考察了在学习新任务时,大脑中发生的变化。要真正了解在学习过程中,大脑神经活动是如何变化的,我们需要更大的视角:研究神经元群体,而不是单个神经元。

研究小组使用了一种大脑-计算机接口(BCI),即受试者仅通过思考就能在计算机屏幕上移动光标。与学习一项新运动一样,他们发现受试者通过训练后可以更精确地控制光标。然后他们监测了学习过程中大脑的活动是如何变化的。研究人员发现,在几个小时内,大脑不会重新配置其神经活动来提高光标移动的速度和准确性。

当学习一项新任务时,我们不能立即达到熟练,部分原因是神经元在大脑中的连接方式。学习需要时间,某些神经元可以改变彼此交流的方式,使学习能够加快或变慢。研究小组发现,大脑在比原先认为的更严格的约束条件下运行,从而在短期内更好的学习,但在控制BCI光标方面表现欠佳。

“训练一个人像专业运动员一样挥动壁球拍需要时间,训练神经元以产生理想的活动模式也需要时间。”Byron Yu副教授说。掌握一项技能是非常困难的,而且要花费大量的时间和大量的练习。但当你刚开始学习一项新技能时,你的大脑必须迅速适应新的任务。研究人员发现,大脑会用已有的神经模式来应对新任务。通过重配置神经元模式,大脑可以“快速修复”来解决新问题。

“我们没有预料到这个结局。”Matthew Golub说:“当我们开始学习的时候,学习的规模比我们期望的要小得多,而且大脑竟然无法提供最优的策略。”

科界原创

编译:小贝 审稿:alone  编辑:程建兰

来源:https://medicalxpress.com/news/2018-03-brain-flexible-thought.html

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