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研究表明短暂休息如何帮助我们的大脑学习新技能

在一项针对健康志愿者的研究中,美国国立卫生研究院的研究人员绘制了当我们学习一项新技能(例如在钢琴上弹奏一首新歌)时流动的大脑活动图,并发现为什么从练习中短暂休息是学习的关键. 研究人员发现,在休息期间,志愿者的大脑会快速、反复地回放他们练习键入代码时看到的活动的较快版本。志愿者重复活动的次数越多,他们在随后的练习中表现得越好,这表明休息可以增强记忆。

“我们的研究结果支持这样一种观点,即清醒休息在学习新技能方面与练习同样重要。这似乎是我们的大脑压缩和巩固我们刚刚练习过的记忆的时期,”医学博士莱昂纳多 G. 科恩说,美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所 (NINDS) 的高级研究员,该研究的资深作者发表在Cell Reports 上。“了解神经重放的这种作用不仅有助于塑造我们学习新技能的方式,还有助于我们帮助患者恢复中风等神经损伤后失去的技能。”

该研究是在 NIH 临床中心进行的。科恩博士的团队使用一种称为脑磁图的高灵敏度扫描技术,记录了 33 名健康的右手志愿者在学习用左手键入五位数测试代码时的脑电波。受试者坐在椅子上,在扫描仪的锥形长帽下。实验开始时,受试者在屏幕上看到代码“41234”,并要求在 10 秒内尽可能多地输入它,然后休息 10 秒。受试者被要求重复这种交替练习和休息的循环,总共 35 次。

在最初的几次试验中,受试者正确键入代码的速度显着提高,然后在第 11 个周期左右趋于平稳。在之前由前 NIH 博士后研究员 Marlene Bönstrup, MD 领导的一项研究中,Cohen 博士的团队表明,大多数这些收益发生在短暂休息期间,而不是在受试者打字时。此外,收益大于一夜睡眠后的收益,并且与脑电波大小的减少有关,称为贝塔节律。在这份新报告中,研究人员在受试者的脑电波中寻找不同的东西。

“我们想探索清醒休息期间看到的记忆强化背后的机制。几种形式的记忆似乎依赖于神经活动的重播,因此我们决定测试这个想法以进行程序性技能学习,”Ethan R. Buch 博士说.D.,科恩博士团队的一名科学家,也是这项研究的负责人。

为此,Cohen 博士实验室的前博士后 Leonardo Claudino 博士帮助 Buch 博士开发了一个计算机程序,该程序使该团队能够破译与在测试代码中键入每个数字相关的脑电波活动。

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