丘脑枕
人类的大脑为何能处理如此海量的信息?这个问题一直成谜。最近,普林斯顿大学科学家的相关研究取得新突破。他们发现,在人脑的深处有一个叫做丘脑枕的区域,它就像个信息“总机操作员”,负责将外界的刺激信息分类整理。研究人员指出,这一发现有望为因注意力缺乏而导致的紊乱类疾病带来新疗法,如注意力缺陷多动障碍、精神分裂症等。另一项新研究则指出,人在睡眠时事实上也能有限度地进行学习。大脑处理信息有哪些奥秘?一心多用可能吗?我们走访相关专家,解读这些新鲜有趣的科学。
人在睡眠中具备一定的“学习”能力
“睡眠中的自由呼吸”实验
人类在清醒时,会听从以丘脑枕为主导的“总机操作员”的指示,对信息进行处理。那么在睡眠中,人脑是否处于一个相对“休眠”的状态呢?科学家们近期也有新发现。以色列魏茨曼科学研究院已通过实验证实,在睡眠中学习存在可能性。
研究者Prod Noam Sobel和他的团队对志愿者做了睡眠学习实验:让他们在放有气体并伴随着音调的环境中睡眠,很快,他们就对应气体及其音调做出了相似的呼吸节奏。这些固定搭配的音乐和气体有几点优势,它不但不会唤醒熟睡的人,而且能在人们熟睡时推动大脑的进程甚至反应。研究者发现,在实验中,大脑在沉睡时比在清醒时会做出更多行为:当闻到香味时人们会深度呼吸,而对于难闻的气体则会停止吸入。
研究者分别对志愿者睡眠和清醒时的呼吸变化做了记录,这种情况看似简单,但是却关联着我们大脑更高级的区域,包括大脑中有助于记忆形成的海马体。
志愿者被安排在特殊的实验室进行实验,睡眠被全程监视。在他们熟睡中,不同的音调会伴随不同香臭味的气体响起。在一个愉快气氛下的气体转换后,音调也会改变。通过一晚关联实验的加强,志愿者会随着音调做出不同深浅度的呼吸,仿佛气体还在一样。次日,醒来的人们在没有气体的伴随下再次单独听音调,虽然他们对前晚的音乐毫无意识,但他们的呼吸方式却令人惊讶:当前一天晚上伴随香气的音调响起时,人们会做出深度呼吸;反之,那些伴随臭气的声音响起,他们的呼吸就变得尤为短促和浅薄。
人在做梦时“学习能力”最高
在动物界,当属海豚的睡眠方式最特别:一半大脑休息,另一半照常感知周围情况。而人类的大脑在不同的睡眠阶段,也拥有不同的信息处理能力。
“人的睡眠阶段分为慢波睡眠和快动眼睡眠,它们在整个睡眠过程中多次循环和重复。慢波睡眠的行为表现主要是循环系统、呼吸系统和交感神经的活动水平均降低,且唤醒阈的变化与脑电所显示的睡眠深度相一致;快动眼睡眠的主要特征是眼球快速运动以及呼吸不规则、血压升高、心率加快,此时的唤醒阈较慢波睡眠时高。”中山大学神经领域专家信文君教授在接受专访时表示。如将受试者在此时期唤醒,大多诉说正在做梦,而在慢波睡眠期被唤醒则没有做梦,这表明快动眼睡眠期间,至少有一部分神经元是活跃的。因此有研究认为,快动眼睡眠期大脑的不同部位仍对接受的信息进行加工处理,因而有利于记忆信息的储存。
“睡眠学习”具有一定局限性
通过实验,研究者们认为,人脑在睡眠中不仅会获取新信息,并且会在清醒后无意识地改变行为。但人类在睡眠中的这种信息处理能力是有限的。对于一名英语学习者而言,是否能够通过在睡眠中收听单词拼写录音,而在醒来后记住那些单词?信教授的答案是否定的。“学习英语这类活动是一个高级的条件反射,它需要个体有意识地去主动建立条件反射,睡眠中收听单词是被动过程,因此不可能在醒来后记住那些单词。在睡眠中听单词是一种信息刺激,它是否会在大脑中形成痕迹,还需进一步研究。”
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