文摘
你有没有想要改善你的记忆力?或者你很难记住你学什么?内存使用特殊的大脑活动模式。这个实验测试了一种新的方式来创建脑电波模式,帮助记忆。我们想知道如果我们能改善内存使用灯光和声音,教脑波同步。人们戴着特殊的眼镜,闪光和耳机,发出哔哔的声音。这训练大脑通过这一过程被称为夹带。雾沫把大脑同步在一个特定的脑电波模式称为θ。人的大脑被训练成在θ最好的记忆相比,人的大脑没有得到训练。我们知道雾沫是一个很酷的新方法使记忆更好。
内存和脑电波
记住对日常生活很重要。它帮助我们很多东西,比如记住做作业或测试知道的答案。大多数时候忘记是正常的,但偶尔可引起大脑损伤或某些疾病。我们的实验研究了长期的记忆,包括诸如记住你第一天的学校或一个朋友的生日聚会。这些记忆发生在大脑中由于脑细胞的活动模式在不同的大脑区域,共同努力记住。大脑细胞,称为神经元,来回发送电信号在正确的序列,如朋友来回扔一个球。大脑是由数以百万计的神经元,其电活动模式被称为脑波。脑电波就像海浪在海滩上:他们可以大或小,快或慢。脑电波的速度频率,以一个单位赫兹(Hz)。赫兹告诉我们多少次脑电波发生在1 s。但要更容易,脑电波通常引用的名称。最慢的脑波叫做之一θ就出现了,它每秒4至8次(4 - 8赫兹)。θ人非常放松或在睡眠时发生。更快的脑电波,叫做β发生,每秒12到16次(12到16赫兹)。测试通常是发现当人们清醒和意识。
大脑可以训练有一定的脑电波吗?
节奏的大脑活动模式可以通过这一过程称为被改变夹带。也就是说,我们可以训练大脑在不同频率工作。这就像让一个音乐乐队一起玩速度快或慢,或像调谐到一个特定的广播电台。夹带的作品给大脑输入,如声音和灯光,在我们想要的频率。我们可以使用护目镜,闪烁的灯光在我们想要大脑的频率,或者我们可以使用耳机播放声音(哔哔声)在合适的频率。这些方法可以使我们大脑在不伤害它。
在我们的研究中,我们想看看夹带可以改善记忆通过提高θ波。我们有这样的想法,因为我们之前的研究表明,θ波发生之前一个人记得正确的东西(1]。科学家这是惊人的和令人兴奋的,因为我们的发现意味着它有可能改善一个人的记忆通过改变大脑活动发生之前remembering-imagine !提高θ波能改善人们记住什么?我们预测,提高θ波通过视听夹带会导致改善记忆。
我们测试的预测如何?
进行两个实验,看看提高θ波将改善记忆。第一个实验相比提高θ波提振的随机模式,调用白噪声。第二相比提高θ波增加β波。在两个实验中,人们第一次学习200个单词列表,一次一个。后来他们记忆测试中,那些相同的字和100个新词汇。单词一个一个出现在他们面前,参与者被要求记住每个单词是否已经在第一部分的研究实验。在学习和记忆之间的测试中,有一个第36分钟视听夹带,使用耳机,和谷歌如上所述(图1)。眼镜遮住了一切除了闪烁的灯光和耳机封锁一切听起来除被呈现。我们可以控制音量的声音和灯光的亮度。视听刺激的类型取决于组人分配参与者看到和听到θ,β,或随机模式。
- 图1 -我们的记忆有三个部分的实验。
- 首先,人们学会了电脑荧幕上的文字,一次一个。其次,他们想休息,收到了36分钟大脑夹带,组成的光和声音。第三,他们把记忆测试中,他们看到一堆他们研究,混合在新单词。他们被要求记住他们是否见过每个单词,每个分类为“老”或“新”。
在第一个实验中,50人(26岁女性,24岁男性,年龄要在18 - 25岁之间)进行了测试。他们同样分为两组。实验组接受灯光和声音提高了θ波(5赫兹)。对照组收到随机闪烁的灯光和声音的模式(白噪声),和这群被用作比较。没有参与者知道他们放在哪一组。在第二个实验中,40个新的人测试(22岁女性,18岁男性,享年18-26)。再一次,他们被分为两组,收到不同的夹带模式。这一次,另一组接受θ夹带(5赫兹),另一组接受β夹带(14 Hz)。这样做是为了看看培训其他的大脑模式也会改善记忆力,或者记忆改善特定于θ。
但是我们如何想象在参与者的大脑没有进入他们的头吗?脑电图(EEG)是一个安全的方式来测量脑电波产生的电活动,没有手术。它仅仅包括与传感器称为电极放置一个上限,一个人的头上“测量脑电波在教室里”(2]。科学家可以比较脑电图结果当人们记住一些成功和当他们忘记。EEG读出的差异告诉我们记忆的大脑活动是什么样子。我们先前的研究发现,θ波前大脑预测成功的记忆的一部分。在这些实验中,我们还研究了θ活动在大脑的前部期间当人们记忆的实验。
我们的预测是正确的吗?(提示:是的!)
我们第一次实验表明,组接收θ夹带有更好的记忆力比组接收随机噪声(图2)。这表明视听刺激θ的范围内改善记忆。但是我们怎么知道这是θ夹带的区别吗?这就是我们的第二个实验走了进来。我们想看看内存提高β波提振时,或效果是否特定为θ组。第二个实验的结果显示,只有接受θ增加显示改善记忆:接受β刺激没有记忆改善(图2)。
- 图2 -在第一个实验中,得到θ的大脑夹带在记忆测试中得分更好的小组相比收到白噪声。
- 在第二个实验中,收到的θ夹带显示内存的结果比收到的那组β夹带。夹带的条件之间的差异具有统计学意义,这意味着这些差异有一个小于5%概率由于随机的机会。每个栏的顶部线代表了平均数标准误差,他们显示多少数据点偏离平均水平。
脑电图的结果显示,人们的脑电波了相同的模式,他们收到的雾沫设备(图3)。这意味着人收到θ夹带显示增加θ波在记忆测试,和β夹带同样提高了β波(但重要的是——没有改善内存)。这很重要,因为它意味着夹带实际上是努力改变大脑。
- 图3 -(一)学习的单词后,参与者收到视听夹带的脑电波使用θ(4 - 6赫兹)或β(14 Hz)刺激。
- (B)记忆测试中,参与者与脑电图的脑电波记录。(C)收到的θ刺激显示更高的θ活动比β组在记忆测试。这大脑地图(如果我们从上面俯视着大脑)θ差异在记忆:减去团体之间事先得到θ或β刺激。颜色刻度显示θ活动在记忆测试。额的主要差异被认为网站,环绕。
那又怎样?
我们发现夹带可以安全地操纵脑电波来提高记忆。每项研究都有一些优点和缺点。本研究的优势之一是,它使用两个实验和对照组比较,排除其他可能性。虽然这是令人激动的,还有许多工作要做。例如,一个限制是,我们不知道所需的最少时间夹带工作,因为我们只测试了36分钟的夹带。我们也还不知道记忆改善持续多久,重要的是要注意,它尚未测试的孩子和闪光为癫痫的人可能不安全。我们也必须记住,虽然我们表明,θ脑电波的培训提高后记忆得分,也推动了θ活动在大脑记忆,这并不一定意味着提高了θ活动期间的记忆部分实验引起的改进的内存夹杂,改善记忆和后来θ波。然而,其他研究已经表明,记忆成绩可能是由于不同的脑电波如θ(1,3- - - - - -5]。
有许多令人兴奋的潜在的应用在未来的这些发现。希望我们可以使用夹带装置来帮助那些患有记忆障碍。例如,夹带可能帮助老年人忘记很多东西,头部受伤的人,或者那些有疾病,影响记忆(3- - - - - -5]。夹带的脑电波也可能帮助人们提高内存性能在正常情况下,。它可以帮助人们提高在学校,在体育运动中,或者在他们的工作。例如,夹带可以用来帮助宇航员在太空中飞行,以避免内存错误!我们正在做研究探索这些可能性,所以保持tuned-better学习和记忆可能会非常简单,进入正确的精神状态。所以,“认为θ!”
术语表
神经元:↑细胞内的神经系统,包括大脑和脊髓的细胞、发送和接收电子信息与其他细胞。
频率:↑在大脑记录,多少次一个信号(或波)发生。
赫兹:↑频率的基本度量单位,或者发生了多少次一个信号(或波)。它略(Hz)。
θ脑电波:↑缓慢的脑波,4 - 6赫兹的频率,这是常见的睡眠,放松,和深度冥想。
β脑电波:↑快速的脑电波,12到16赫兹的频率,通常与清醒和意识有关。
夹带:↑与外部刺激脑波同步,可以包括在特定频率的光脉冲和声音。夹带引导大脑温柔地和安全地进入特定的脑电波模式。
白噪声:↑随机信号像电视屏幕上的“雪”视图与无信号或粗糙的电台上听到只有静态的声音。
脑电图(EEG):↑一种技术,测量大脑的电活动,使用一种称为电极的帽子与传感器,这是穿在一个人的头。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
作者感谢的支持这项工作由国家卫生研究院格兰特1翻译NS112849-01和格兰特2翻译NS112849-02从国家健康研究所和CSUSB办公室的社区参与。我们感激地承认Drs的工作。布鲁克·罗伯茨,亚历克斯·克拉克和查兰在最初的实验中,并感谢所有的积极贡献的科学编辑,科学指导,年轻的评论家,包括额外的成人评论家,塞拉,19岁,来自谷堡干细胞很感兴趣,喜欢环境科学。
原始的文章
↑罗伯茨B.M.克拉克,。,Addante, r . J。,and Ranganath, C. 2018. Entrainment enhances theta oscillations and improves episodic memory.Cogn >。9:181 - 193。doi: 10.1080 / 17588928.2018.1521386
引用
[1]↑Addante, r . J。,Watrous, A. J., Yonelinas, A. P., Ekstrom, A. D., and Ranganath, C. 2011. Pre-Stimulus theta activity predicts correct source memory retrieval.《美国国家科学院刊。108:10702-7。doi: 10.1073 / pnas.1014528108
[2]↑van Atteveldt, N。,Janssen, T. W. P., and Davidesco, I. 2020. Measuring brain waves in the classroom.年轻人面前。8:96。doi: 10.3389 / frym.2020.00096
[3]↑Hanslmayr, S。,Axmacher, N., and Inman, C. S. 2019. Modulating human memory via entrainment of brain oscillations.趋势>。42:485 - 99。doi: 10.1016 / j.tins.2019.04.004
[4]↑Eschmann, k c J。巴德,R。,and Mecklinger, A. 2020. Improving episodic memory: frontal-midline theta neurofeedback training increases source memory performance.科学杂志。222:117219。doi: 10.1016 / j.tins.2019.04.004
[5]↑Addante, r . J。,Ranganath, C., Olichney, J., and Yonelinas, A. P. 2012. Neurophysiological evidence for a recollection impairment in amnesia patients that leaves familiarity intact.这项研究。50:3004-14。doi: 10.1016 / j.neuropsychologia.2012.07.038