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科技重塑大脑  

2009-04-13 15:59:38|  分类: 文章选登 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科技重塑大脑 - 科学美国人 - 环球科学

撰文 加里·斯莫尔(Gary Small )

      吉吉·沃根(Gigi Vorgan)

翻译 冯志华

    在一架满载商务人士的飞机上, 鲍勃(Bob) 一边在笔记本电脑上阅读《华尔街日报》,一边下载资料,同时还忙着整理飞抵纽约后要在第一场会议上演示的PPT 文档。他不禁陶醉于自己工作计划、待办清单及电话簿的井井有条。这时,鲍勃偶然瞥见隔壁排的一位女士,正将一些便签夹入备忘录中……不是吧?她怎么好像是从远古时代穿越来的?嗨,夫人,醒醒吧!嗅一嗅电脑时代的气息吧!现在,鲍勃已走出机场,和几十位旅客一起不耐烦地等着出租车。终于轮到他了,可还没摸到车门把手,一个彪形大汉突然闯到他身前,几乎将他撞翻。公事包飞到一边,笔记本电脑和手机散落在人行道上。当鲍勃愤愤地收拾着这些高科技产品时,忽然发现备忘录的主人,也就是那位女士,款款地迈入了一辆出租车,扬长而去。

    数字科技的蓬勃发展不仅影响着我们的生活和交流方式,也迅速而深远地改变着我们的大脑。日常使用的高科技产品——电脑、智能电话、视频游戏、谷歌和雅虎等搜索引擎,刺激着脑细胞的改变和神经递质的释放。它们在逐渐弱化大脑旧有神经通路的同时,也强化形成了新的神经通路。科技革命使我们的大脑正在以前所未有的速度“进化”。

    数字科技不仅影响我们的思考方式,还改变着我们的感觉和行为。人们通过互联网和数字科技进行娱乐、讨论政见、与友人同事交流。当不断进化的大脑将关注的焦点转向新科技的使用技巧时,一些最基本的社交能力(比如在交谈中察言观色,或通过细微的动作捕捉情感蕴意等)却被慢慢弱化。2002 年美国斯坦福大学的一项研究发现,我们每在电脑前度过一小时,与他人面对面交流的时间就会减少约30 分钟。

    “数字土著”

    如今的年轻人,从小就长时间在使用电脑之后是否有所变化。浸泡在数字科技当中,人称“数字土著”。

    如今的年轻人被冠以“数字土著”的称号。对他们而言,没有电脑、没有全天播放的电视新闻、没有互联网或没有手机的世界是无法想象的。数字土著很少去图书馆,更别说用传统的百科全书来查询信息了——谷歌、雅虎及其他在线搜索引擎才是他们的新宠。“数字土著”的大脑神经网络已经显著区别于“数字数字/ 电脑时代来临时已经长大成年的人,包括婴儿潮时代出生的大多数人。他们大脑的基本回路是在直接交往为主要社交方式的时期形成的。

    我们的大脑每天长时间浸泡在高科技中,就连婴儿和儿童也不例外。2007 年,美国得克萨斯大学奥斯汀分校进行了一项研究,调查了1,000 多名儿童一天的正常活动。结果显示:75% 的孩子每天都要看电视,32%看录像或DVD。此类活动平均每天耗时1 小时20 分钟。在这些孩子当中,五六岁的儿童平均每天还要花费50 分钟使用计算机。恺撒家庭基金会(Kaiser Family Foundation)2005 年的一项研究发现,8~18 岁年轻人的大脑平均每天有8 个半小时在接受数字或视频信号的刺激。该研究报告称,人们接触大多数科技都是被动的,比如看电视和视频 (每天4 小时) 或者听音乐(每天1 小时45 分钟);不过,接触有些科技则是主动的,需要用心去参与,比如玩电子游戏(每天50 分钟)或使用计算机(每天1 小时)。

    众所周知,大脑的神经回路每时每刻都会对输入的信号作出反应。人们每天花大量时间去网上冲浪、收发电邮、参加视频会议、进行即时通讯以及网上购物,这些数字信号不断刺激着我们的大脑神经。我在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究团队进行了一项研究,想要弄清楚下列问题:长时间使用电脑会对大脑的神经回路产生多大影响?建立一个新的大脑回路到底有多快?我们能否观察并测量已经发生的改变?

    搜索大脑

    研究人员通过实验来检测“电脑新手”与“电脑老手”的大脑回路有何不同,探寻“电脑新手”的大脑在使用电脑之后是否有所变化。

    本文作者之一斯莫尔取得了加利福尼亚大学神经心理学及神经影像学专家苏珊·布克哈默(Susan Bookheimer)和蒂娜·穆迪(Teena Moody)的帮助。我们计划让受试者在联网计算机上完成一项常见任务——利用谷歌来检索精确信息,同时用功能性磁共振成像(fMRI)技术观察他们大脑的活动情况。

科技重塑大脑 - 科学美国人 - 环球科学

▲当不断进化的大脑将关注的焦点转向新科技的使用技巧时,一些最基本的社交能力,

如在交谈中察言观色,或由一个细微的动作捕捉情感蕴意等,却在慢慢弱化。

   

    颇费一番周折之后,我们终于招募到了3 位从未使用过个人计算机的自愿者。这些五六十岁的受试者对数字科技十分生疏,但他们愿意尝试。为了比较受试者的大脑活动情况,我们还征集了3 位年龄、性别和社会经济状况都与前者相似、但熟知电脑操作的自愿者。实验中,我们要求受试者利用谷歌针对不同主题搜索特定且精确的信息,比如食用巧克力对健康有什么益处,筹划前往加拉帕戈斯群岛的旅游等等。

    接下来,我们必须想办法在受试者使用互联网时,用fMRI 扫描他们的大脑——因为实验时受试者必须身处fMRI 狭长的测试台上,那里没有空间放置电脑、鼠标及键盘。

    为了让受试者在fMRI 里也能进行谷歌搜索,我们为他们佩戴了一副可以显示网页图像的护目镜,并在某一合适的位置放一个小型键。受试者可以操控“模拟”计算机的屏幕,并用一根手指触碰小键盘进行选择和搜索。

    要确保fMRI 能够测量大脑中控制互联网搜索的神经回路,需要剔除其他的刺激因素。为此,我们添加了一项对照任务——在fMRI 扫描期间,受试者透过护目镜阅读几页书。这样,我们就可以在fMRI 扫描结果中剔除掉因阅读文本、观看图像或集中精力而产生的非特异大脑活动。

    我们只希望观察并测量由网络搜索引起的大脑活动,比如寻找目标关键词、从数个选项中迅速作出选择,以及当某个特定的搜索结果无用时返回上一页面等。实验中,简单的阅读文本任务和互联网搜索任务交替进行。另外我们还严格控制了由网页上常见的照片和图像引起的非特异大脑刺激活动。

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▲如果经常忙于查看即时通讯信息及好友列表,可能会分神,这种状态被称为“持续性局部注意力”。

    为了确定能否训练互联网新手的大脑,我们在第一次大脑扫描之后,要求每个受试者每天花1 小时进行网上搜索,并持续5 天。我们对熟悉电脑操作的对照受试者提出了同样要求。历经5 天的搜索训练后,所有受试者将再次接受fMRI扫描。

本文作者:加里· 斯莫尔目前是美国加利福尼亚大学洛杉矶分校塞梅尔研究所记忆与衰老研究中心主任,吉吉·沃根与他的丈夫斯莫尔先生一起,共同创作了畅销书《记忆圣经》(The Memory

Bible )。

更多内容请浏览《环球科学》2009年第4期“科技重塑大脑”

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