有趣的海马体:伦敦出租车司机的大脑记住了25万条街道布局

大海里有一种很懒很懒的动物,没事儿就弯着尾巴缠住海藻之类的物体,然后就漂啊漂。

饿得不行了,它才暂时离开一下,“扑腾扑腾”着去找些吃的,吃饱了就马上找一块新的附着物。

没错,它就是海马。

海马游泳时鱼体直立,姿势很可爱。在人脑中,有一块区域以它命名,叫做海马体。

海马体不光与记忆关系紧密,还负责空间想象。

国外科学家以伦敦出租车司机为对象做了许多有代表性的实验。

这是因为科学家们认为伦敦出租车司机很有代表性,因为他们要记25万条街道和城市不规则的布局。

(ps:北京面积是伦敦的十倍多)

实验方法很简单,说白了就是找来一帮出租车司机和正常人比较,看看各自的海马体长什么样;然后执行一些指定的任务进行对比。

那么,他们的海马体长什么样呢?

这里边就有很多有趣的细节嘞。

在这之前,先简单介绍一下磁共振成像技术(MRI)。

MRI:磁共振成像

MRI是一种断层成像的方式,刷刷刷扫描一阵子,然后再使用计算机3D成像。图像的颜色看起来不算丰富,不过能提供很多信息。

和别的成像方式比,MRI好处不少:

·由于不用注射放射性同位素,成像过程更加安全。毕竟人的大脑是很精贵的。

·可以得到更丰富的信息,比如质子密度,扩散系数,磁化系数,化学位移等。

简单来说,就是功能强大,品质优良,安全性高。

当然,任何东西都不是十全十美的,MRI也有其局限所在,比如:

·由于技术含量较高,所以成本较高。

·不能对有金属异物的部位扫描,比如带有心脏起搏器的病人。

·扫描时间较长,伪影会比较多。

在伦敦出租车司机实验中,就运用了这样一门技术,通过计算机3D成像,对结果进行分析。

下面,是实验的数据分析,让小编给大家解读一下。

面对综合性信息较丰富的图表,我们只要读明白横纵轴,理解标记的含义,就能发现很多有意思的东西。

数据分析

做实验的基本操作是控制变量。

科学家们一共找了16名出租车司机和50名正常人来做测试。保证了:

·年龄都在32-64岁之间,平均年龄44岁左右

·都是男性

·都是右利手

运用脑成像技术,得到了6片前海马体的切片,12片中部的切片和6片后海马体的切片。

我们先看B、C箭头所指的地方,浅色比深色的长,就是说这部分切片面积更大。

浅色代表出租车司机,深色代表正常人对照组。LH代表左侧海马体,RH代表右侧。

截面积更大,在相同长度下,体积就更大。

说白了,海马体躯干和后侧部分的体积,出租车司机要比普通人大。

毕竟,出租车司机需要记忆25万条道路和城市不规则的布局。老司机还是很厉害的!

这也说明了,海马体的后侧与空间记忆和检索有关。

专业训练的利与弊

更广泛地推论是,一个人即使成年了,只要他认真地练习专业知识,他的大脑仍然是可以继续发展。

说白了,我们的大脑还是很有可塑性的,我们每分每秒的学习都在潜移默化地改变我们的神经网络结构。

这种改变是一生都在进行的。

我们再看看A箭头,这里出租车司机就不如普通人了。

A箭头代表的是海马体前侧区域,研究认为这部分和理解、编码新事物有关。

这给我们带来了警醒:专业的训练并非都是有益的

后来的研究则更加证实了这一点。

科学家们拿出一些信息,让被测试者在看了相同时间之后进行回忆,这时,出租车司机就不如公交车司机和正常人了。

他们回忆信息的正确数量要小于其他人。也就是说,出租车司机在面对新的信息时,其理解和编码能力相比正常人和公交车司机较弱。

如图,黑色代表出租车司机,纵轴表示回忆正确信息的数量:

启示

终身学习:大脑具有很强的可塑性,即使成年了还能发展,每天都可以通过学习让自己进步。

当然,这个过程可能并不愉快,因为学习的过程往往伴随神经网络的重组,需要经历认知的解构和再建构。

但这个过程也充满了收获和创造。大脑如同一件精美绝伦的艺术品,我们每时每刻的学习都是对大脑进行雕刻。

想透一件事情的快感,是无与伦比的。

均衡发展:专业知识在增强一部分神经结构的同时,也可能给其他区域带来抑制。

这点很容易想明白,我们在使用一部分神经网络的时候,另一部分神经网络自然处于闲置状态(当然也不会是完全闲置)。用进废退是自然界的基本规律。

对于孩子,我们更应该关注其多元能力的发展。比如,让孩子处在信息更加丰富的环境中学习,过程中调动孩子的多个感官,让孩子得到沉浸式的体验。

让孩子积极表达自己的想法,给孩子动手操作的空间,和孩子一起讨论问题,帮助孩子发展兴趣,都是很好的做法。

创造空间:孩子往往会有很多奇思妙想,会做出很多有趣的动作。因为他们的语言还不成熟,很可能不能被大人所理解。

但我们应该意识到,当孩子行动、表达的时候,他是在发展自己的身体和神经网络。从发展的视角来看,孩子“在做”和“在说”比孩子“说了什么”和“做了什么”更重要。

因此,我们应该把重心放在鼓励孩子做和说上。当孩子的想法和我们不一样时,我们首先的态度是尊重;当然,也可以适当引导。

如果想要让孩子改变观念,我们则更加需要耐心,和孩子认真讨论,让孩子理解为什么。讨论的过程比结果更重要。

在过程中,孩子不光得到认知,还有态度和与人沟通讨论的技巧。

这是一个重要的认知转向。当然,创造空间的同时,不能违背基本的原则,比如安全性。

当然,神经网络的复杂性远远超出我们现有的理解。但不容置疑的是,我们每分每秒的学习都对应了神经网络的发展。学习让我们收获成长和喜悦。

学习是一件幸福的事。

参考文献:

  1. Katherine W,Maguire E A. Acquiring“the knowledge”of london's layout drives structural brain changes. Current Biology Cb,2011,21( 24 -2) : 2109
  2. Woollett K,Spiers H J,Maguire E A. Talent in the taxi: A model system for exploring expertise. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 2009,364( 1522) : 1407 -1416
  3. Maguire E A,Gadian D G,Johnsrude I S,et al. Navigation - related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2000,97( 8) : 4398 -4403
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