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一举两得!这类游戏不仅提升记忆力,预防“痴呆”,还能治“脸盲”

生物谷

作者|生物谷 来源|生物谷(ID:BIOONNEWS)

我们经常好奇与感叹音乐家们的手是如何跟上脑子的,或是脑子怎么控制手的?原来,除了日复一日的练习以外,音乐家们多种认知的协调能力也在训练中一步步提升。例如,身体知觉能够控制演奏时跟上节拍,并同时校准时间;以及视觉的短期记忆能够记录演奏的运动方式,并且评判刚刚的演奏是否有误。而通过乐器训练所获得的认知能力的提升,是否也能运用到其他非音乐活动的完成呢?如果可以的话,又是什么原因促使的?

近日,美国加州大学旧金山分校神经系的研究人员对该课题进行了实验研究。他们假设,音乐训练能够加强感觉过程,像弹钢琴时,头部和眼睛需要迅速地移动并定位到正确的琴键,从而视觉的短期记忆的信息准确度得到提高;另外,根据已知,音乐家演奏时能够增加大脑中顶上小叶的活动。所以他们猜测,音乐训练能涉及到非音乐活动中短期记忆所利用的大脑神经区域。

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2201655119

换句话说,脑子里记不住事儿是不是多练练乐器就能提高记忆了?

为了验证假设,研究人员随机挑选了非音乐家的老年人(考虑到年轻人的短期记忆改善空间很小,并且先前的研究表明,行为干预的好处在最需要的人群中最为显著),分别参与为期八周的音乐节奏训练和作为对照的单词搜索训练,来研究音乐训练是否能提高短期记忆。(节奏是大多数乐器训练的核心)

研究人员给老人们通过视频游戏来进行音乐节奏的训练。当目标(外星人)移动到顶部(航母)时,表明参与者此时需要点击屏幕。而对照组的单词训练,根据页面下方所对应的单词数和每个单词对应的字母数,在3x3字母网格中组词,且网格中的每个字母只能运用一次。

Fig.1. Training and experimental paradigms. Screenshots from (A) Rhythmicity and (B) Worder training paradigms.

基于以上两种训练模式,研究人员在训练前和训练后都对参与者的短期记忆与大脑神经区域的活动进行监测。

首先,在训练前后,参与者都进行了样本匹配任务,来评估短期记忆的变化。每次实验开始时,参与者都会收到一个 500 毫秒的提示,上面写着“记住面孔”、“记住场景”或“记住面孔或场景”,这表明即将需要参与者记住的分别是一张脸、一个场景或任何一个(50% 的可能性)。在分类提示之后,出现了一个3秒的十字交叉图像,这允许参与者准备将预期目标储存在短期记忆中。之后目标图像在画面中心出现并维持 300 毫秒。然后呈现一个 50 毫秒的棋盘面罩以消除残像。接着再一次出现一个3秒的十字交叉图像,提供参与者一个短期记忆的维护期。最后显示300毫秒的探测图像,参与者需按下按钮来指示该图像与目标图像是否匹配。

Fig.2. Training and experimental paradigms. (C) Overview of the short-term memory task.

在这项实验完成后,研究人员对实验结果进行可视化处理,发现音乐节奏训练提高了非音乐活动的视觉短期记忆的准确性,反之进行单词搜索训练的对照组在训练前后没有明显的差异。并且在音乐节奏训练后,分类准确度显著提高,特别是对于面部的识别。也就是说,音乐训练对缓解脸盲症有一定的效果。

Fig.3. Short-term memory accuracy for the Rhythmicity (blue) and control (gray) groups. *P < 0.05.

Fig.4. Neural activity during short-term memory maintenance. (B) Classification accuracy for each group. Shaded area represents SEM. *P < 0.05.

那么,音乐训练是如何提高短期记忆的呢?是否因为大脑神经在训练后更加活跃了呢?

基于上述猜想,研究人员对参与者大脑神经区域的活动也进行了监测。音乐训练组的结果显示,在非音乐活动中,训练后的参与者顶上小叶的活动显著增加,该区域与短期记忆的产生有直接联系,所以这说明音乐节奏训练能够通过刺激顶上小叶活动来提高人们的短期记忆。换句话说,管控短期记忆的神经区域更加活跃了,从而短期记忆的能力也就提高了。

Fig. 5. Differences (post-/pre-training) in the source localization of the spatial coefficients from the maintenance period in the Rhythmicity group. Only significant differences are shown. A, anterior; P, posterior; R, right; L, left; S, superior.

总而言之,在这项研究中,研究人员发现音乐节奏训练能够提高视觉的短期记忆,以及大脑中顶上小叶的变化可能是这种益处转移到非音乐活动的基础。从结果中还可以发现,达到最高节奏训练水平的人在短期记忆的准确性上改进也最大。这种关系再一次证实了获得的音乐技能可以促进非音乐认知的能力。

这项研究的意义可以从参与音乐训练延伸到现实世界的实际好处,因为当你忘记刚认识的人,等再一次遇见时,由于你记不住人脸会造成尴尬的社交情况。在这里,研究人员向你提供了一个在2个月内,来提高人脸短期记忆的方法。

而未来相关的研究可以追踪从非音乐家到音乐家的进展,以及随着时间的推移如何逐渐改变非音乐认知的能力。更重要的是,已有研究表明,多年的音乐训练对老年人的认知能力有很大的益处。所以,业余时间可以学学音乐,在陶冶情操的同时锻炼一下大脑,不仅不用再怕脸盲尴尬社交,或许还能预防老年痴呆呢。没有学乐器条件的小伙伴也别失落,音乐节奏的游戏,也能带来好处(游戏虽香,也要适度)!

参考文献:

1.https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2201655119

2.https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa022252?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200www.ncbi.nlm.nih.gov

3.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2725932/

编者按:本文转载自微信公众号:生物谷(ID:BIOONNEWS),作者:生物谷 


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