隨著猴子在視覺任務(wù)上的進步,大腦中專門用于視覺的部分發(fā)生了顯著的變化,包括新軸突(綠色)的生長。
改變生活的時刻也是改變大腦的時刻:從初吻到最后再見的一切,都會改變頭骨中的細胞。然而,學(xué)習和記憶的能力超出了我們對悲傷或?qū)毑氐纳羁腆w驗。事實上,洛克菲勒科學(xué)家查爾斯d吉爾伯特(Charles D. Gilbert)領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究表明,即使我們沒有有意識地形成新的記憶,我們的大腦也會發(fā)生重要的變化,改變我們對世界的解讀和與世界互動的方式。
“大腦中的一些關(guān)系在生命早期是固定的,這被稱為關(guān)鍵期,”亞瑟和賈納斯的神經(jīng)科學(xué)和行為教授吉爾伯特說?!捌渌烁淖兞怂麄兊囊簧?,當我們遇到新的體驗時,他們在編碼大腦信息方面發(fā)揮了重要作用?!?
感知就是相信。
這項發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的研究聚焦于感知學(xué)習,它涉及調(diào)整感官,以更好地感知各種景點、聲音和氣味的微妙之處。很多時候,我們不知道自己更擅長區(qū)分兩種不同的形狀;但是隨著時間的推移,經(jīng)過反復(fù)接觸,這種無意識的學(xué)習確實發(fā)生了。
科學(xué)家們早就知道,大腦可以通過正常的記憶形成和腦損傷后的恢復(fù)來改造自己。例如,吉爾伯特之前已經(jīng)表明,當從腦損傷中恢復(fù)時,神經(jīng)元會長出新的軸突,這些軸突會將信號傳遞給其他細胞。他一直認為這種變化在正常情況下是可以發(fā)生的。
吉爾伯特說:“我們一直懷疑,這種在成年人大腦中建立新聯(lián)系的能力,并不是只有在受傷后才能恢復(fù)的方法?!薄跋喾矗@是我們一直在大腦中使用的一種機制?!?
更糟糕的是,吉爾伯特說,這種機制的破壞可能是某些腦部疾病的基礎(chǔ)。“這種類型的神經(jīng)元靈活性發(fā)生在感知以外的區(qū)域,”他指出?!耙虼?,如果這種機制受到干擾,可能會導(dǎo)致自閉癥、精神分裂癥等行為障礙?!?
你能看見嗎?
吉爾伯特和他的同事挑戰(zhàn)兩只恒河猴,測試是否重塑發(fā)生在專注于視覺的大腦區(qū)域,從而感知其他無序場景中的有序元素。實驗中,猴子并排看了兩張照片。兩者都蘊含著破折號的熱潮,但在一幅圖中,其中一些破折號組合在一起形成了一條銜接線。猴子的任務(wù)是確定這條線——它包含的破折號越少,就越難找到它。
起初,猴子只在容易的回合中成功,當線由九個破折號組成。然而,經(jīng)過幾周的訓(xùn)練,他們掌握了越來越多的高難度實驗,一只動物最終只能找到三條長隊。
吉爾伯特說:“動物可以將眼睛移向包含線條的圖像,而不需要報酬?!薄爸灰阋槐橛忠槐榈赝瓿赏瑯拥娜蝿?wù),他就會進步?!?
在整個實驗過程中,研究人員跟蹤了視覺皮層細胞的變化,視覺皮層是接收和處理眼睛信號的大腦區(qū)域。他們發(fā)現(xiàn),隨著動物在任務(wù)中變得更好,視覺皮層中的神經(jīng)元會萌發(fā)新的軸突,并脫落一些舊的軸突。這些發(fā)現(xiàn)表明,成人大腦的回路在不斷變化,這種品質(zhì)被稱為可塑性。
吉爾伯特說:“我們一直都知道,大腦在成年后需要一定程度的可塑性,這樣我們才能獲得新的記憶。“但事實證明,可塑性比我們最初的想法更普遍?!?
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