研究發(fā)現(xiàn)，特定的腦波模式揭示了大腦移除（舊的）無關(guān)習(xí)得聯(lián)結(jié)（learned associations）從而給新信息讓位的能力。研究顯示一種特定的行為會依賴于大腦中不同區(qū)域高頻腦波的同步。
本文來自微信公眾號：神經(jīng)現(xiàn)實（ID：neureality），作者：Sohal、Cho、Thomas Davidson、Guy Bouvier、Jesse Marshall、Mark Schnitzer，譯者：BX，校對、編輯：山雞
我們的大腦時時刻刻都在以新的規(guī)則替換掉舊規(guī)則。當(dāng)你換了部手機，買了新車，甚至更新了一個app，你的大腦都需要用新的信息來替換舊的。你可能在剛剛租到一輛新車時把雨刮器和大燈弄混，但幾天之后便把它們的位置熟記于心了。
外部環(huán)境日新月異，這種調(diào)整對于我們適應(yīng)環(huán)境顯得至關(guān)重要。而無法替換舊的信息與規(guī)律，可不僅僅是讓日常的生活變難。干擾人們對事物重新評估的能力，會使人們無法更替與現(xiàn)實、邏輯相悖的想法，也許還能導(dǎo)致精神分裂等精神異常。
加州大學(xué)舊金山分校威爾神經(jīng)研究所維卡斯索哈爾（Vikaas Sohal）副教授表示：“我們用‘持續(xù)性動作’來描述一個人對某些事情過于堅持的狀態(tài)，在許多神經(jīng)精神類疾病中都能見到這個問題?！?/p>
當(dāng)人們進行規(guī)則更新的能力受損而引起持續(xù)性動作時，大腦發(fā)生了什么？索哈爾團隊在19年發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學(xué)》中的一項新研究提供了一些線索。他們發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)協(xié)調(diào)不同腦區(qū)中的伽馬波尤為重要。它們是摒棄舊規(guī)則，接受新信息的關(guān)鍵。
這項研究進一步澄清了關(guān)于腦波重要性的持久爭論。盡管神經(jīng)科學(xué)家們早就能夠測量到不同形式、和諧且有規(guī)律的神經(jīng)活動模式，但他們對于腦波重要性的看法卻一直無法達成共識。有研究者認(rèn)為這些腦波對大腦的認(rèn)知能力至關(guān)重要，一些認(rèn)知疾病就是因腦波異常所導(dǎo)致。比方說人們認(rèn)為每秒30~120個周期的伽馬型腦波就與注意力和意識有關(guān)。但也有人認(rèn)為腦波不過是腦神經(jīng)活動時產(chǎn)生的副產(chǎn)品，因而并不重要。
索哈爾教授說：“研究腦波的意義就如同外星人站在橄欖球館外，通過聽里面的聲音來判斷場內(nèi)發(fā)生著什么。它們大多數(shù)時候聽到的是隨機的噪聲，但時不時又能聽見一些有規(guī)律的喝彩或者漫罵聲。我們就像這些外星人一樣，想要知道這些聲音是否有意義?！?/p>
索哈爾團隊采集了大腦不同部位的神經(jīng)活動，來“聆聽粉絲們在球場內(nèi)發(fā)出的聲音”。過去大量的實驗都是使用EEG技術(shù)，通過在大腦外部探測到的微弱電信號來研究腦波。而這個新的研究是將采集信號的探頭放在大腦內(nèi)部，能更精準(zhǔn)地觀察腦波的功能。該研究團隊還用基因工程技術(shù)將特定神經(jīng)元打上熒光標(biāo)記。
這些神經(jīng)元能讓人們觀察到重要認(rèn)知腦區(qū)的伽馬波。當(dāng)這些神經(jīng)元有電壓變化時，熒光標(biāo)記發(fā)出的光能讓人們看到細(xì)胞之間的交流。
為了了解伽馬波與持續(xù)性行為是否相關(guān)，研究人員設(shè)計了威斯康辛卡片分類任務(wù)（Wisconsin Card Sorting Task）的“小鼠版本”。這是一個用來衡量實時學(xué)習(xí)新規(guī)則能力的工具，該任務(wù)對精神分裂患者具有挑戰(zhàn)性。
在“小鼠版本”中，有一個碗中放著細(xì)沙，一個碗中放著少量粗糙的貓砂，研究人員們在給兩種沙施加了不同的味道。他們將食物獎勵藏在其中一個碗下，而小鼠的任務(wù)就是學(xué)習(xí)哪一種味道對應(yīng)著獎勵。一旦小鼠學(xué)會了這個任務(wù)，研究人員會交替規(guī)則，使味道變得無關(guān)緊要，而小鼠需重新習(xí)得哪一種沙對應(yīng)著食物獎勵。
在小鼠學(xué)習(xí)新的規(guī)則時，研究團隊在小鼠大腦兩側(cè)都觀察到了更強的伽馬波同步。當(dāng)研究人員通過光刺激擾亂神經(jīng)元的伽馬波時，這些小鼠學(xué)習(xí)替換規(guī)則的能力會迅速下降。它們不斷出現(xiàn)持續(xù)性錯誤，并需要雙倍的嘗試次數(shù)來習(xí)得新的規(guī)則。
索哈爾說道：“如此看來，伽馬波的同步對于替換舊規(guī)則來說至關(guān)重要。而這與一種新觀點不謀而合。該觀點認(rèn)為在精神分裂等相關(guān)疾病患者的大腦中，各區(qū)域之間的交流受損。”
令人好奇的是，打亂伽馬波并不會導(dǎo)致小鼠失去學(xué)習(xí)新技能的能力，也不會影響已經(jīng)習(xí)得的舊規(guī)則。打個比方，將提示從大蒜味替換到香菜味，小鼠依然能夠?qū)W會尋找香菜味來找到獎勵。只有當(dāng)線索從一種感官信息換到另一種時（比如從嗅覺到觸覺），伽馬波的同步才會起到作用。這可能是因為要學(xué)會放棄這種持續(xù)性行為非常困難。
索哈爾教授說：“這說明，注意之前我們所忽視事物的學(xué)習(xí)行為，存在著特殊之處?！?/strong>
包括索哈爾實驗室在內(nèi)的過往研究表明，伽馬波無法正常同步是導(dǎo)致精神分裂癥和阿爾茨海默病中認(rèn)知障礙的關(guān)鍵?！皩ゑR波更深一步的研究，了解其正常情況下與被干擾時的表現(xiàn)，一定能幫助到需要幫助的病人?！彼鞴枌嶒炇业牟┦亢髣P瑟琳·曹（Kathleen Cho）說道。
她還說：“這類認(rèn)知疾病的治療研究還處于初級階段，很大一部分原因是我們對相關(guān)疾病機理不理解。本研究使人們對此類疾病有了更深刻的認(rèn)識，從而開辟了一條治療方法的新思路?！?/p>
