可塑大脑:大脑区域与训练的更好连通性

与数字事实检索相关的光纤连接。基于媒体的训练加强了连接长期记忆的纤维的导电性。莱布尼兹研究所für Wissensmedien

无论一个人是学习新知识还是进行新的身体运动,突触、神经细胞连接和整个大脑区域,即大脑的功能和结构都会发生变化。

人类的大脑在一生中都具有“可塑性”,也就是说它能够改变。莱布尼兹研究所für Wissensmedien (IWM)的埃莉斯·克莱因博士领导的研究人员调查了基于媒体的数字学习导致的大脑功能和结构变化。很明显,算术训练对我们的计算能力有影响。

这项研究在神经元水平上证明了这一点:计算训练改变了在解决数学计算时被激活的大脑区域网络。然而,这项研究现在也揭示了计算训练导致的大脑结构变化——以及神经元网络的解剖变化。

研究结果表明,学习过程是如何在大脑中表现出来的,并显示了成年后神经认知可塑性的潜力。

计算训练不仅成功地提高了参与者的表现,Tübingen的研究人员还成功地确定了这种学习过程是如何在神经元水平上发生的。在之前的一项研究中,他们已经观察到,训练增加了与从长期记忆中提取算术事实相关的大脑区域的功能激活(如海马体)。通过使用扩散加权磁共振成像,研究人员现在已经能够表明,训练也加强了这些区域之间的结构连接,这导致了一个成功的学习过程。IWM的Elise Klein说:“在仅仅五个训练单元之后,基于媒体训练的神经元可塑性就已经很明显了。”

“神经元水平上的这种变化表明,即使是短期的认知训练也能诱发大脑中的可塑性过程。反过来,神经结构变化的选择性让我们深入了解大脑对算术事实的处理。”这些发现不仅表明了学习过程是如何在大脑中表现出来的,而且还显示了成年后神经认知可塑性的潜力。

神经认知可塑性初级研究小组的负责人Korbinian Moeller对这项研究的结果发表了评论:“这项研究提高了我们对数字学习的神经元基础以及大脑中神经元重组可能性的理解。研究结果可用于开发对有学习障碍的儿童和脑损伤后算术困难的患者的干预措施。”

这项研究的结果发表在著名的《大脑皮层》杂志上。

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自2015年4月以来,Elise Klein一直在兰格尔康复项目神经认知可塑性初级实验室工作。该实验室的研究人员对知识获取和知识应用的神经基础特别感兴趣。该初级研究小组的主题重点是数字认知,特别关注数字处理的神经关联及其在儿童时期的发展。

研究:https://doi.org/10.1016/j.cortex.2018.05.017

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