【新蒲京338棋牌下载】脑激情可加强视觉学习进程和效能

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增强记忆设备开展人体试验 美国军队研究表明电极能弥补受损脑组织

喜欢在嘈杂的环境中工作,而你的同事喜欢安静?这可能是因为你的大脑没有那么”嘈杂”,所以这种额外的外部噪音会改善你的认知功能。

练习可以更好地学习。考虑学习一种乐器,例如:练习越多,学习的人就越好。对于认知和视觉感知也是如此:通过实践,一个人可以学会更好地看到

对于健康的成年人和因创伤性脑损伤或中风而经历视力丧失的患者而言也是如此。

然而,学习的问题在于它经常需要大量的培训。例如,脑损伤患者可能需要重新训练他们的大脑以学习处理视觉线索,因此找时间尤其困难。

但是,如果这个学习过程可以加速呢?

这就是研究人员的国际合作所要确定的。团队成员包括罗切斯特大学的研究人员Duje
Tadin,大脑和认知科学教授,Krystel Huxlin,James V.
Aquavella,MD大学弗拉姆眼科研究所眼科学教授,以及意大利研究所组织负责人Lorella
Battelli。哈佛医学院技术与助理教授。由于脑刺激可能有助于学习的新证据,Tadin和Huxlin与意大利理工学院的研究人员合作,研究不同类型的非侵入性脑刺激如何影响健康个体和脑损伤患者的视觉感知学习和保留。他们的结果,,可以提高两个人群的学习效率,改善皮质盲患者的视力恢复。

通过大脑刺激加强学习

Tadin说,学习很困难,而且往往需要很长时间,因为在童年早期,我们的大脑变得不那么可塑了。随着年龄的增长,大脑改变和重组自身的能力会下降,因此在经历脑损伤后学习新任务或重新学习任务变得更具挑战性。

为了测试是否以及如何加速视觉感知学习,研究人员向研究参与者提出了基于计算机的任务。参与者被显示出点云,并被要求确定点在计算机屏幕上移动的方式。该任务测量了参与者的运动整合阈值;运动感知对于使人们看到运动并避免或与移动物体相互作用非常重要。然后要求参与者执行任务,同时给予亚组不同类型的脑刺激,每个脑刺激涉及在视觉皮层上施加的非侵入性电流。研究人员发现,一种特殊类型的刺激,称为经颅随机噪声刺激(tRNS),对改善参与者有显着影响。

Tadin说:所有参与者群体都通过练习在点动作任务方面做得更好,但同样接受过tRNS训练的小组改善了两倍,并且能够比其他小组更好地学习动作任务。

令人惊讶的是,研究人员还发现,当他们在六个月后对参与者进行重新测试时,性能的提升仍然存在:tRNS小组的参与者保留了他们所学到的知识并且仍然能够在动作任务上做得更好给予其他刺激技术或单独训练的人群。

我们从来没有在这个患者群体中看到过的东西

然后,Tadin,Huxlin和Battelli将他们的研究结果扩展到患有中风或其他创伤性脑损伤的患者,这些患者的视觉皮层受到影响,使他们部分失明。

Huxlin此前开发了一种眼科训练系统,以帮助中风患者恢复视力。该系统包括基于计算机的设备,其提供一组练习以刺激视觉皮层系统的未损坏部分。通过这种视觉训练,未损坏的区域学会处理通常由损坏部分处理的视觉信息。

研究人员与经历过创伤性脑损伤的参与者合作,将Huxlin的视觉训练疗法和tRNS应用于患者大脑的受损和未受损部位。这些参与者在10天之后也经历了视觉处理和功能的改进。

这种快速改善是我们在这个患者群体中从未见过的,Huxlin说。

该研究为克服中风或创伤性脑损伤患者视力治疗的关键障碍提供了希望。由于神经损伤而重新学习视觉感知通常需要数月的训练。此外,目前尚不清楚治疗结束后恢复能力的保留时间。

这种联合治疗的美妙之处在于非常短暂的训练,巴特利说。当你与中风患者一起工作时,你很快意识到他们的任务能力会有很大的波动。因此,短期和有效的训练是一个很大的优势。

但是,虽然双管齐下的方法可以带来更有效的治疗方法,但不清楚为什么这种方法有效。塔丁说,这将是未来研究的重点。看起来tRNS有助于使大脑处于更加可塑的状态,这使得它更容易被训练引起的变化或学习。我们希望在未来的工作中学到的是为什么会发生这种情况。

一段时间以来,人们都知道运动是健康的,可以促进心理健康。现在,一项实验证明,即使短时间的身体活动也足以增加大脑的可塑性

我们的思维能够灵活地适应不断变化的条件和新的刺激。在经过两个小时的适度骑行后,视觉中心更善于注视一只眼睛。研究人员希望,这一发现可以改善眼部弱点和中风后果的治疗效果。

学习,记忆和维持我们的心理健康取决于我们的大脑将其功能适应新环境的能力。在儿童时期,这种可塑性仍然很强,这就是为什么儿童能够很快地学习新事物,但也可以比成人更好地补偿某些肢体或大脑部分的失败。然而,近年来,研究还揭示了成年人视觉皮层中这种适应能力的显着残余潜力,比萨大学的Claudia
Lunghi和Alessandro
Sale解释说。他们已经在动物实验中发现,身体活动似乎更能增加这种可塑性。但这种效应是否也发生在人类身上,以前是未知的。

电影放映与眼罩

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在我们生活的每一天,我们毫不费力地用我们的感官来感知我们周围的世界。我们收集信息,这样我们就能学到新东西,品尝我们的食物,看我们最喜欢的Netflix节目。我们经常忽略的是,我们的感官正受到”噪音”的轰击,这里指的是随机干扰。

对于该实验,首先给20名受试者提供眼罩以覆盖其正常优势眼。120分钟,参与者如此独眼。大脑试图通过提高对覆盖眼睛上的光学信号的敏感度来适应这种突然的信息丢失

可以说,捕捉到一丝光线。为了放大这种效果,所有受试者都在这个独眼时期观看了一部故事片。然而,他们中的一半人舒服地坐在沙发上,而其他人则每隔10分钟就需要在修剪自行车上踩10分钟。最后,进行了决定性的测试:研究人员为受试者设置了一个视频眼镜,展示了彼此不同的图片。通常,大脑通过一次只显示一个图像来解决这个冲突,但是经常在两者之间跳跃。但是,如果一只眼睛被遮盖得更长,则补偿效果会很明显:​​被遮住的眼睛的图像看起来略长于打开的眼睛。

当在密闭空间中接触爆炸时,军队服役人员会遭受脑损伤和记忆丧失,即使他们未受到明显的身体损伤。图片来源:Eros
Hoagland/Redux/eyevine

这种干扰可以是你听到的噪音–比如办公室空调的嗡嗡声,或者耳机里播放的背景音乐–或者你看到的噪音(比如电视没调好,你在屏幕上看到一些”雪”)。

现在关键的问题是这两组受试者的这种影响是否相同,或者这一运动是否提供了差异。事实上:在运动组中,去除眼贴后的效果强于没有运动的对照组,研究人员报告说。骑自行车的受试者看到之前被遮住的眼睛的图像比留下的眼睛长得多

并且在移除眼罩后仍然是两个小时。这提供了第一个证据,即即使是适度的运动也会增加成年人视觉皮层的可塑性,Lunghi说。运动究竟是如何引起这种情况仍不清楚。然而,研究人员怀疑神经递质GABA在此发挥作用。动物实验表明体育锻炼减少了大脑中这种抑制信使的数量。这增加了大脑的敏感性以及适应性。

据科学家们说,这些结果对于脑卒中或所谓的弱视等脑损伤患者来说是个有希望的消息。这是一只眼睛的弱视,通常是在童年期间强烈眯眼造成的。如果它在儿童早期没有被抵消,到目前为止弱视是无法治愈的。我们的研究结果为开发利用成人大脑天然可塑性的非侵入性疗法铺平了道路,Lunghi说。她和她的同事接下来想调查运动辅助眼科训练是否能够改善成年弱视患者。

一种旨在通过植入电极释放脑电刺激以改善记忆的策略正在进行人体试验。资助此项研究的美国军队希望,这种方法或许能帮助因脑部创伤导致长期记忆受损的数千名士兵。在日前于芝加哥举行的神经科学学会会议上,由美国国防部高级研究计划局资助的两个团队展示了此类植入设备能改善一个人留住记忆能力的证据。

这种噪音通常被认为是令人讨厌的,但有证据表明,少量的噪音实际上对我们的感官有益。这种现象被称为”随机共振”。

通过模拟创建和储存记忆的脑电模式,研究人员发现,脑损伤引发的空白能被弥合。这些成果燃起了人们的希望:自动增强逐渐衰退记忆的“神经假体”不仅能帮助脑部受伤的士兵,还能帮助中风病人,甚至是那些通过正常衰老而丧失了一些回忆能力的人。

噪声可以改善工作表现

由于通过手术将设备植入脑中存在相关风险,两个团队正在研究已经植入电极的癫痫患者。研究人员能利用这些电极记录脑部活动,并刺激特定的神经元区域。南加州大学生物工程师Theodore
Berger表示,尽管最终目标是治疗创伤性脑损伤,但这些人可能同样受益。这是因为反复癫痫会摧毁形成长期记忆所需的脑组织。

随机共振最初是在动物身上研究的。例如,当在它们的尾鳍上加入少量随机电流时,小龙虾表现出更好的躲避捕食者的能力。当小电流注入水中时,白鲟能捕获更多的浮游生物。