科研人员报道双人知觉学习提升学习效果和脑可塑性
专业的影像科医生可以在复杂的X光片中准确识别出病灶的位置,出色的乒乓球运动员可以在乒乓球高速飞行的过程中就辨别出乒乓球旋转的方向和速度。面对非常细微、转瞬即逝的视觉特征,这些“最强大脑”的非凡感知能力,往往并非天赋异禀,而是来自于每个人都拥有的神经系统的可塑性。通过训练而实现的感知觉能力的提升,被称为知觉学习。
【资料图】
知觉学习的研究已有数十年的历史,对于视、听、触觉这些对于生物生存基本且保守的感觉功能,知觉学习现象的发现反映了神经系统巨大的灵活性,让我们看到了神经损伤后认知能力恢复以及特种人员的超级能力的训练的希望。北京大学心理与认知科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心方方课题组近年来一直关注知觉学习这一课题,一方面从原理解析的角度,探索感知觉能力提升背后的神经加工机制,一方面从神经调控的角度,探索增强知觉学习效果的创新方法,取得了一系列成果。
方方课题组与北京大学心理与认知科学学院李健研究员课题组、北京大学计算机学院王亦洲教授课题组合作,在Current Biology发表题为“Dyadic visual perceptual learning on orientation discrimination”的研究论文,运用功能磁共振脑成像与心理物理学实验,首次揭示了社会情境对于视觉知觉学习的促进作用以及相关的神经加工机制。美国布朗大学Luke Rosedahl博士和Takeo Watanabe教授为本研究专门撰写了推荐文章“Perceptual Learning: Training together makes us better”,称本研究为理解知觉学习作出了令人兴奋的、崭新的贡献,并扩展了知觉学习研究的版图。
知觉学习过程中感知觉能力的提升,起初被认为只与感知觉加工相关的脑区或神经活动相关,证据是受训提高的感知觉能力对于训练任务有着很大的特异性,训练左眼判断条纹的朝向变得更加敏锐了,但换到右眼,表现的提升则会比较有限,改变只是发生在“基层”的单眼神经元。但是,随着研究证据的积累,研究者逐渐发现感知觉系统虽然基础且保守,但并非一座孤岛,感知觉神经活动的变化,同样也受到注意网络、奖赏系统的调控,当研究者操纵受试者在知觉训练过程中的注意力,或改变训练过程中的反馈或奖励,都有可能干预知觉学习的过程,带来截然不同的学习效果。
每个个体也同样不是一座孤岛,人类是社会性的动物,在漫长的历史过程中,人类的大脑与族群不断协同演化,帮助个体和族群更好地适应环境。那么人类与生俱来的社会性,是否会调控基础的感知觉功能呢?在既往的知觉学习研究当中,受试者往往是单独进行训练,因而忽略了在日常生活中普遍存在的社会情境对于学习的影响。在最新发表的研究中,方方研究团队通过一种创新的实验范式,让两名受试者同时进行基础视觉任务的训练,并可以通过训练程序的反馈,了解到同伴实时的表现情况。通过与单独训练的单人训练组进行比较,实验结果显示在社会情境下训练的双人学习组,无论是提高的总量,还是学习的速率,都表现出了显著的提升。当为期6天的双人训练结束后,对双人组受试者进行单独测试时,感知觉的提升也能得到保留。这一结果证明了感知觉加工,如同其他很多高级认知过程一样,也可以受到社会情境的影响和增强。
进一步地,实验发现知觉学习的提升效果,和学习搭档的能力有着很强的关系,和表现更好的搭档一同训练,往往提升的效果也会更好。在文章的第二个实验中,研究团队操纵了学习搭档的能力,设置了提前经过一段时间训练,任务表现更好的“强搭档” ,和在训练过程中被偷偷增加实验任务难度,任务表现更差的“弱搭档”。实验结果显示和“强搭档”一同训练,知觉学习的速率和总量都得到了更大的提升,而和“弱搭档”配对,则仅仅在训练之初表现出了学习速率的提升,当训练趋于尾声,任务表现的提升都相较于单人学习无异。这一结果提示不同的搭档会带来不同的社会情境,引发不同类型的社会比较,从而影响知觉学习的过程。向上比较会进一步刺激受试者在知觉任务中实现更大的提升,而向下比较则会让受试者满足于现状,停滞不前。
图1 双人知觉学习范式示意图(左上),两名受试者共同完成知觉训练任务。视觉训练任务示意图(右上),受试者被要求判断相继出现的两个黑白条纹之间细微的朝向角度变化。行为实验结果示意图,双人学习能够更有效地促进知觉学习的效果,带来更大的表现提升(左下),以及更快的学习速率(右下)
在第三个实验中,研究团队利用功能磁共振脑成像,探究了双人知觉学习背后的神经加工机制,通过对训练前和训练后受试者大脑的扫描和分析,结果显示,经过双人训练后,与单人训练相比,初级视皮层V1和外侧枕叶LO对视觉特征的辨别能力都有进一步显著,反映了社会情境对于知觉的影响可以发生在非常早期的阶段。而通过在训练过程中对单人训练和双人训练的比较,研究发现顶叶和背外侧前额叶这些与社会认知密切相关的脑区,会在两种训练之间表现出不同的活动模式,并在双人训练过程中表现出与视觉皮层更强的功能连接。这些结果显示与社会认知相关的脑区会参与到知觉学习的过程当中,并提示高级脑区与感觉皮层的互动,会影响初级感觉皮层的可塑性变化。
图2 利用功能磁共振脑成像探究双人学习的神经加工机制。双人学习能够显著提升初级视皮层和外侧枕叶对于朝向的神经解码正确率(上图),双人学习过程中,顶叶与背外侧前额叶与早期视皮层的功能连接显著增强(下图)
本研究是方方课题组近年来知觉学习系列研究中的重要一环,对探明知觉学习的神经机制和开发增强知觉学习的方法两方面均有贡献。一方面,通过创新的实验设计,研究团队大胆地探索了高级社会认知功能对于初级视觉知觉学习的影响,提示以一个复杂系统的视角研究真实世界学习或神经可塑性的必要性;另一方面,通过探索增强知觉学习的方法,为后续认知增强或康复研究提供了一种新思路,借助人类自身的神经环路和社会心理属性,可以直接提升行为训练的效果。相比于外加的电磁神经调控方式或者药物调控方式,可以预见这种方法会有更小的安全风险和更高的耐受性和接受度。
方方课题组已毕业博士生张翼飞为本文第一作者,方方为本文通讯作者,课题组博士生毕可言与了本项研究,并作出了重要贡献。该研究得到了北大-清华生命科学联合中心、国家自然科学基金委、科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目的资助。
标签:
-
2023-07-07 12:02:57
女子网购32次买真退假被抓 羊毛党用无理由退货漏洞薅了百万 基本情况讲解<
1、女子网购32次买真退假被抓2、羊毛党用无理由退货漏洞薅了百万3、以
-
2023-07-06 10:51:43
九号公司(689009):布局智能短交通全赛道 牵手英伟达探索机器人-世界今亮点<
九号公司(689009):布局智能短交通全赛道牵手英伟达探索机器人
-
2023-07-06 01:12:03
预包装食品经营范围包括茶叶吗(预包装食品的经营范围)<
1、预包装食品(prepackagedfoods),指预先定量包装或者制作在包装材
-
2023-07-05 21:27:08
江铃汽车6月份销量2.64万辆 同比增长1.7%<
上证报中国证券网讯(记者骆民)江铃汽车公告,公司2023年6月销量26,44
-
2023-07-05 12:43:11
天天视讯!创新药续约规则更新,港股创新药应声暴拉,恒生生物科技ETF(513280)涨超4% <
行业策略方面,申万宏源建议把握贯穿全年的创新药投资主线,医保谈判会
-
2023-07-07 13:04:59
科研人员报道双人知觉学习提升学习效果和脑可塑性
专业的影像科医生可以在复杂的X光片中准确识别出病灶的位置,出色的乒
-
2023-07-07 13:01:40
适用个税优惠的商业健康保险范围扩大
国家金融监督管理总局近日印发《关于适用商业健康保险个人所得税优惠政
-
2023-07-07 12:50:43
应急管理部:上半年中国自然灾害致4876.4万人次受灾
记者7日从中国应急管理部获悉,上半年,中国各种自然灾害共造成4876 4
-
2023-07-07 12:02:57
女子网购32次买真退假被抓 羊毛党用无理由退货漏洞薅了百万 基本情况讲解
1、女子网购32次买真退假被抓2、羊毛党用无理由退货漏洞薅了百万3、以
-
2023-07-07 11:56:58
【OFweek维科杯】易鸿智能参评卓越光伏配套企业奖项
评选简介维科杯·OFweek2023太阳能光伏行业年度评选(简称“OFweekSolar
-
2023-07-07 11:31:38
悲催事件33集(悲催)
悲催事件33集,悲催这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、从
-
2023-07-07 11:30:47
纽约金价6日下跌
新华社芝加哥7月6日电(记者徐静)纽约商品交易所黄金期货市场交投最活
-
2023-07-07 11:21:52
算力普惠推动AI在各领域释放潜力
算力普惠推动AI在各领域释放潜力,
-
2023-07-07 11:06:38
瞰南京丨汲古润今 大城励新
徜徉南京。
-
2023-07-07 10:45:27
睡觉为什么不能“脚朝西,头朝东”?是迷信,还是有科学道理?
睡觉为什么不能“脚朝西,头朝东”?是迷信,还是有科学道理?,朝东,枸
-
2023-07-07 10:14:34
开镰收割!新疆博州13.5万亩小麦喜获丰收
(潘琦赛永杰特日格丽)风吹麦成浪,仲夏人倍忙。7月5日,新疆博州广袤
-
2023-07-07 09:57:30
5G发展迎规模化发展关键期 从“建得好”迈向“用得好”
5G从“建得好”迈向“用得好”在日前举办的2023年上海世界移动通信
-
2023-07-07 09:36:44
猪企上半年销售数据陆续出炉 价格下跌影响业绩
生猪养殖企业6月及今年上半年成绩单陆续出炉,7月6日晚间,又有多家企
-
2023-07-07 09:01:52
高带宽内存价格已开始上涨 预计未来两年供应仍将紧张
据台湾电子时报报道,有业内消息人士透露,由于人工智能服务器需求激增
-
2023-07-07 08:17:44
我国首艘数字孪生智能科研试验船首航抵青
“海豚1”号开展船舶智能化水平和能力试验。青岛日报 观海新闻记者王世
-
2023-07-07 07:43:47
华电国际07月06日被沪股通减持90.39万股
07月06日,华电国际被沪股通减持90 39万股,已连续4日被沪股通减持,共
-
2023-07-07 06:51:09
Shibor隔夜创两个多月新低,7月流动性无忧,债牛还将继续?
Shibor隔夜创两个多月新低,7月流动性无忧,债牛还将继续?
-
2023-07-07 05:31:28
纽约金价6日下跌
纽约金价6日下跌---纽约商品交易所黄金期货市场交投最活跃的8月黄金期
-
2023-07-07 02:34:44
深圳市中盟易通跨境物流有限公司(关于深圳市中盟易通跨境物流有限公司介绍)
来为大家讲解以上的问题。深圳市中盟易通跨境物流有限公司,圳市中盟易
-
2023-07-06 22:57:53
人民币兑换英镑汇率走势(2023年7月5日)
人民币兑换英镑汇率走势(2023年7月5日)
-
2023-07-06 22:03:33
贵州梵净山成功申遗五周年有何变化?
中新网贵州江口7月6日电(周燕玲)贵州梵净山2023年7月迎来成功申遗五
-
2023-07-06 20:49:23
【分子对接】一、软件安装
一、软件安装1 AutoDock(https: autodock scripps edu )2 AutoDockT
-
2023-07-06 19:57:57
声卡怎么维修
声卡故障的诊断在开始维修之前,我们需要先确定声卡故障的具体表现。一
-
2023-07-06 19:52:46
大片陆续“就位” 暑期档票房料稳步恢复
今年暑期档将进一步催化电影市场的整体复苏。灯塔专业版数据显示,截至
-
2023-07-06 18:48:55
新闻发布|大数据、AI智能分析……德城区打造“互联网+明厨亮灶”社会共治体系
大众网记者李敏张振楠德州报道7月6日,德城区召开2023年创建国家食品安
-
2023-07-06 18:07:14
《80、90年代民乐也疯狂》流行音乐会强势来袭!
这是一个充满节奏感和电子声响的年代,人们或许需要一些更加平静而自然
-
2023-07-06 17:39:24
上半年24个创新药、28个创新医疗器械获批上市
经济日报北京7月5日讯(记者佘惠敏)国新办5日举行“权威部门话开局”
-
2023-07-06 17:14:56
李玟姐姐:不敢相信她会轻生,脑死亡后母亲仍不肯放弃,李玟遗产全部留给母亲
李玟于7月5日不幸离世,终年48岁。据港媒报道,李玟姐姐李思林在接受采
-
2023-07-06 17:00:26
PHP微信自动采集:智能爬虫助力公众号文章收录
PHP微信自动采集:实现自动化爬取微信公众号文章的利器随着微信公众号
-
2023-07-06 15:55:41
高性价比新宠!星途瑶光20万级SUV市场独领风 骚 当前短讯
如何评价一款产品是否成功?是基于其受欢迎程度还是其产品力?幸运的是,
-
临夏州财政收入顺利实现“双过半”-每日焦点
2023-07-06 11:23:29 -
讯息:万达电影预计上半年扭亏,电影扎堆上映,优质内容才能赢得观众
2023-07-06 00:09:27 -
TCL科技:公司在叠屏、透明Miniled等新型显示技术上均有布局
2023-07-05 17:38:07 -
国家发改委主任郑栅洁:巩固优势产业领先地位 多措并举优化石化、汽车、集成电路等重大生产力布局
2023-07-05 13:43:37 -
“伪金交所”现新变种 “猫鼠游戏”几时休
2023-07-05 01:00:50 -
中信证券:家电企业具备“先进制造基因”,布局机器人产业链打开新的成长空间
2023-07-05 00:20:39 -
长沙大众传媒学院帅哥_长沙大众传媒学院-今日热闻
2023-07-04 16:28:09