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更长的学习事件间隔可以改善记忆并导致大脑中更强大的激活模式

如果我们在学习期间休息,我们会记住更长的时间,称为间隔效应。马克斯普朗克神经生物学研究所的科学家们对小鼠这种现象的神经元基础有了更深入的了解。随着学习重复间隔的延长,小鼠会重复使用更多与以前相同的神经元——而不是激活不同的神经元。可能,这允许神经元连接随着每个学习事件而加强,从而使知识存储更长时间。

我们中的许多人都经历过以下情况:在考试前一天,我们试图将大量信息塞进我们的大脑。但就在我们获得它的同时,我们辛苦获得的知识又消失了。好消息是我们可以抵消这种遗忘。随着各个学习事件之间的时间间隔的扩大,我们可以将知识保留更长的时间。

但是在间隔效应期间大脑中会发生什么,为什么休息对我们的记忆如此有益?一般认为,在学习过程中,神经元被激活并形成新的连接。通过这种方式,学习到的知识被存储起来,并且可以通过重新激活同一组神经元来检索。然而,我们仍然对停顿如何对这一过程产生积极影响知之甚少——尽管间隔效应在一个多世纪前就被描述过并且几乎发生在所有动物身上。

在迷宫中学习

Mark Hübener 和 Tobias Bonhoeffer 团队的神经生物学家 Annet Glas 和 Pieter Goltstein 在小鼠中研究了这种现象。为了做到这一点,动物必须记住一块隐藏的巧克力在迷宫中的位置。在连续三个机会中,他们被允许探索迷宫并找到他们的奖励——包括不同长度的停顿。“在学习阶段之间接受较长时间间隔训练的小鼠无法快速记住巧克力的位置,”安妮特格拉斯解释说。“但第二天,停顿的时间越长,老鼠的记忆力就越好。”

在迷宫测试中,研究人员还测量了前额叶皮层神经元的活动。这个大脑区域对学习过程特别感兴趣,因为它以其在复杂思维任务中的作用而闻名。因此,科学家们表明,前额叶皮层的失活会损害小鼠在迷宫中的表现。

“如果三个学习阶段非常迅速地相互跟随,我们直觉地预计相同的神经元会被激活,”Pieter Goltstein 说。“毕竟,这是相同信息的相同实验。然而,经过长时间的休息,可以想象大脑将接下来的学习阶段解释为一个新事件,并用不同的神经元对其进行处理。”然而,研究人员在比较不同学习阶段的神经元活动时发现恰恰相反。短暂的停顿后,与长时间的停顿相比,大脑中的激活模式波动更大:在快速连续学习阶段,小鼠主要激活不同的神经元。当休息时间更长时,在第一个学习阶段活跃的相同神经元稍后会再次使用。

更长的休息时间可提高记忆力

重新激活相同的神经元可以让大脑在每个学习阶段加强这些细胞之间的联系——无需从头开始并首先建立联系。“这就是为什么我们相信更长的休息时间会有益于记忆,”Pieter Goltstein 说。

因此,一个多世纪之后,该研究首次提供了对解释学习中断积极影响的神经元过程的见解。通过间隔学习,我们可能会更慢地达到目标,但我们从知识中受益的时间要长得多。希望下次考试时我们不会忘记这一点!

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