大脑刺激改善视觉感知学习

实践有助于更好地学习。考虑学习一种乐器,例如:练习越多,就越能学会演奏。认知和视觉感知也是如此:通过实践,一个人可以学会看得更好——这对于健康的成年人和因脑外伤或中风而视力下降的患者都是如此。

然而,学习的问题在于,它往往需要大量的培训。对于脑损伤患者来说,寻找时间尤其困难,例如,他们可能需要重新训练大脑来学习处理视觉信号。

但是如果这个学习过程可以加速呢?

这就是一个国际合作的研究人员开始确定的。研究小组成员包括罗切斯特大学的研究人员,脑和认知科学教授杜杰·塔丁,以及Krystel Huxlin,该大学Flaum眼科研究所的James V.Aquavella,M.D.眼科教授,以及意大利理工学院的小组负责人Lorella Battelli。哈佛医学院的技术和助理教授。

由于新出现的证据表明大脑刺激可能有助于学习,Tadin和Huxlin与意大利理工学院的研究人员合作,研究不同类型的非侵入性大脑刺激如何影响两个健康个体的视觉感知学习和记忆。还有那些脑部受损的人。他们的研究结果发表在《神经科学杂志》的一篇论文中,可能会提高两个群体的学习效率,改善大脑皮层失明患者的视力恢复。

用脑刺激提高学习能力

塔丁说,学习是困难的,而且往往需要很长的时间,因为在儿童早期,我们的大脑变得不那么具有可塑性。随着年龄的增长,大脑自我改变和重组的能力会降低,因此学习新的任务或经历脑损伤后重新学习任务的能力会变得更强。具有挑战性的。

为了测试视觉感知学习是否可以加速以及如何加速,研究人员向参与者展示了一项基于计算机的任务。参与者被展示成一团圆点,并被要求确定圆点在电脑屏幕上的移动方式。该任务测量了参与者的运动整合阈值;运动感知对于让人们看到运动、避免或与运动物体互动非常重要。

然后,参与者被要求执行这项任务,而小组则被给予不同类型的大脑刺激,每个刺激都涉及到施加在视觉皮层上的非侵入性电流。研究人员发现,一种特殊类型的刺激,即经颅随机噪声刺激(TRN),在参与者执行任务时对提高他们的运动整合阈值有显著的效果。

所有组别的参与者在实践中都能更好地完成点运动任务,但同时接受TRN训练的组别的进步是其他组别的两倍,并且能够更好地学习运动任务。”

杜杰·塔丁,罗切斯特大学脑与认知科学教授

相关的故事在线脑游戏可以使老年人多任务认知,就像年轻人在空间中的个体活动性,以及它对大脑中被发现与口吃有关的细胞的脑丢失的影响。研究人员还发现,当他们重新测试这些分型时六个月后,运动成绩的提高仍然存在:与单独接受其他刺激技术或训练的组相比,TRNS组的参与者保留了他们所学的知识,并且仍然能够在运动任务上做得更好。

“我们在这个病人群体中从未见过的东西”

Tadin、Huxlin和Battelli随后将他们的发现扩展到中风或其他影响他们视皮层的创伤性脑损伤患者身上,使他们部分失明。

Huxlin以前开发过一种眼部训练系统,帮助中风患者恢复视力。该系统包括一个基于计算机的设备,该设备提供一组练习,以刺激视觉皮质系统的未受损部分。通过这种视觉训练,未受损区域学会处理通常由受损部件处理的视觉信息。

研究人员与经历过创伤性脑损伤的参与者合作,将Huxlin的视觉训练疗法和TRN应用于患者大脑受损和未受损部分。这些参与者也在仅仅10天后在视觉处理和功能上经历了改善。

“这种快速的改善是我们在这个病人群体中从未见过的,”Huxlin说。

这项研究为那些经历过中风或创伤性脑损伤的患者提供了克服视觉治疗中关键障碍的希望。由于神经损伤而丧失的再学习视觉知觉通常需要数月的训练。此外,在治疗结束后,恢复的能力还能维持多久还不清楚。

巴特利说:“这种联合治疗的好处是训练时间很短。”当你和中风患者一起工作时,你很快就会意识到他们在工作中的能力有很大的波动。因此,短而有效的培训是一大优势。”

但是,尽管这种双管齐下的治疗方法可能会导致更有效的治疗,但不太清楚为什么这种方法有效。塔丁说:“这将是未来研究的重点。”看来,TRN有助于使大脑处于一种更具可塑性的状态,这使得它更适合于训练引起的改变或学习。我们希望通过未来的工作来学习,这就是为什么会发生这种情况。”

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