好奇心為更佳學習做好大腦準備

神經影像揭示大腦的獎勵和記憶通路如何激發求知慾,以獲取知識


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在您點選這些連結之前,不妨考慮一下您求知若渴的大腦是如何為答案做準備的。加州大學戴維斯分校的一項新研究表明,當我們的好奇心被激發時,大腦的變化會讓我們準備好不僅學習手頭的主題,還會學習附帶資訊。
 
神經科學家查蘭·蘭迦納特和他的同事們要求 19 名參與者檢視 100 多個問題,並根據他們對答案的好奇程度對每個問題進行評分。接下來,每個受試者重新審視了 112 個問題——其中一半強烈地吸引了他們,而另一半他們覺得毫無興趣——同時研究人員使用功能性磁共振成像 (fMRI) 掃描了他們的大腦活動。
 
在掃描過程中,參與者會先看一個問題,然後等待 14 秒,再看一張與瑣事完全無關的面部照片,然後看到答案。之後,研究人員測試了參與者回憶和保留瑣事答案以及他們所見的面孔的能力。
 
蘭迦納特和他的同事們發現,對問題更濃厚的興趣不僅可以預測對答案的更好記憶,還可以預測對之前出現的無關面孔的更好記憶。一天後的後續測試發現了相同的結果——如果一個面孔之前出現了一個有趣的問題,人們就能更好地記住它。不知何故,好奇心可以更廣泛地為大腦的學習和長期記憶做好準備。
 
這些發現有點讓人想起加州大學歐文分校神經科學家詹姆斯·麥高的工作,他發現情緒喚醒可以增強某些記憶。但是,正如研究人員在10 月 2 日的《神經元》雜誌中揭示的那樣,好奇心涉及非常不同的通路。
 
為了理解大腦中究竟發生了什麼,研究人員轉向了他們的成像資料。他們發現,答案出現之前的等待期間的大腦活動可以預測後來的記憶表現。在此期間發生了一些變化。
 
首先,中腦的腹側被蓋區和伏隔核這兩個區域的大腦活動增強。這些區域傳遞分子多巴胺,多巴胺有助於調節愉悅感和獎勵感。這表明在答案出現之前,大腦的強烈興趣已經激活了獎勵系統。“這種期待非常重要,”蘭迦納特的合著者、加州大學戴維斯分校認知神經科學家馬蒂亞斯·格魯伯說。受試者越好奇,他或她的大腦就越積極地參與這種預期網路。
 
此外,研究人員發現,好奇心強的人在海馬體中的活動增加,海馬體參與記憶的產生。事實上,海馬體和獎勵通路相互作用的程度可以預測個體記住偶然引入的面孔的能力。大腦的獎勵系統似乎為海馬體的學習做好了準備。
 
其影響是多方面的。首先,蘭迦納特懷疑這些發現可能有助於解釋患有涉及多巴胺水平低的情況(如帕金森病)的人的記憶和學習障礙。
 
激發好奇心也可能幫助教育工作者、廣告商和故事講述者找到幫助學生或受眾更好地記住資訊的方法。“這項研究增進了我們對參與學習過程的大腦結構的理解,”倫敦大學金史密斯學院心理學家索菲·馮·斯圖姆說,她與這項研究無關。她希望其他研究人員能夠透過變體來重複這項工作,這些變體可以闡明好奇的人可以保留哪些型別的資訊,以及對於具有廣泛“特質”好奇心的人與暫時誘發的特定興趣的人,結果是否有所不同。
 
蘭迦納特的發現也暗示了好奇心本身的本質。科羅拉多大學博爾德分校的神經科學家瑪麗克·傑普瑪也未參與這項研究,她之前發現好奇心可能是一種不愉快的體驗,大腦的獎勵迴路可能要到問題解決後才會啟動。然而,她懷疑她的發現和蘭迦納特的成果是同一枚硬幣的兩面。為了解釋這一點,她提到了閱讀偵探小說的體驗。“當你知道兇手的身份將被揭露時,對兇手身份的不確定可能是一種令人愉快的獎勵預期感,”她說。“但如果最後一章丟失了,這將變成挫敗感。”
 
蘭迦納特同意,對知識的渴望並不總是一種令人愉快的體驗。“這就像你必須抓撓的癢,”他說。“這真的不愉快。”

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