脑刺激可提高视觉学习速度和效率

Tadin和Huxlin与意大利理工学院的研究人员合作

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练习可以更好地学习。考虑学习一种乐器,例如:练习越多,学习的人就越好。对于认知和视觉感知也是如此:通过实践,一个人可以学会更好地看到

对于健康的成年人和因创伤性脑损伤或中风而经历视力丧失的患者而言也是如此。

然而,学习的问题在于它经常需要大量的培训。例如,脑损伤患者可能需要重新训练他们的大脑以学习处理视觉线索,因此找时间尤其困难。

但是,如果这个学习过程可以加速呢?

这就是研究人员的国际合作所要确定的。团队成员包括罗切斯特大学的研究人员Duje
Tadin,大脑和认知科学教授,Krystel Huxlin,James V.
Aquavella,MD大学弗拉姆眼科研究所眼科学教授,以及意大利研究所组织负责人Lorella
Battelli。哈佛医学院技术与助理教授。由于脑刺激可能有助于学习的新证据,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脑刺激如何影响健康个体和脑损伤患者的视觉感知学习和保留。他们的结果,,可以提高两个人群的学习效率,改善皮质盲患者的视力恢复。

通过大脑刺激加强学习

Tadin说,学习很困难,而且往往需要很长时间,因为在童年早期,我们的大脑变得不那么可塑了。随着年龄的增长,大脑改变和重组自身的能力会下降,因此在经历脑损伤后学习新任务或重新学习任务变得更具挑战性。

为了测试是否以及如何加速视觉感知学习,研究人员向研究参与者提出了基于计算机的任务。参与者被显示出点云,并被要求确定点在计算机屏幕上移动的方式。该任务测量了参与者的运动整合阈值;运动感知对于使人们看到运动并避免或与移动物体相互作用非常重要。然后要求参与者执行任务,同时给予亚组不同类型的脑刺激,每个脑刺激涉及在视觉皮层上施加的非侵入性电流。研究人员发现,一种特殊类型的刺激,称为经颅随机噪声刺激(tRNS),对改善参与者有显着影响。

Tadin说:所有参与者群体都通过练习在点动作任务方面做得更好,但同样接受过tRNS训练的小组改善了两倍,并且能够比其他小组更好地学习动作任务。

令人惊讶的是,研究人员还发现,当他们在六个月后对参与者进行重新测试时,性能的提升仍然存在:tRNS小组的参与者保留了他们所学到的知识并且仍然能够在动作任务上做得更好给予其他刺激技术或单独训练的人群。

我们从来没有在这个患者群体中看到过的东西

然后,Tadin,Huxlin和Battelli将他们的研究结果扩展到患有中风或其他创伤性脑损伤的患者,这些患者的视觉皮层受到影响,使他们部分失明。

Huxlin此前开发了一种眼科训练系统,以帮助中风患者恢复视力。该系统包括基于计算机的设备,其提供一组练习以刺激视觉皮层系统的未损坏部分。通过这种视觉训练,未损坏的区域学会处理通常由损坏部分处理的视觉信息。

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tRNS应用于患者大脑的受损和未受损部位。这些参与者在10天之后也经历了视觉处理和功能的改进。

这种快速改善是我们在这个患者群体中从未见过的,Huxlin说。

该研究为克服中风或创伤性脑损伤患者视力治疗的关键障碍提供了希望。由于神经损伤而重新学习视觉感知通常需要数月的训练。此外,目前尚不清楚治疗结束后恢复能力的保留时间。

这种联合治疗的美妙之处在于非常短暂的训练,巴特利说。当你与中风患者一起工作时,你很快意识到他们的任务能力会有很大的波动。因此,短期和有效的训练是一个很大的优势。

但是,虽然双管齐下的方法可以带来更有效的治疗方法,但不清楚为什么这种方法有效。塔丁说,这将是未来研究的重点。看起来tRNS有助于使大脑处于更加可塑的状态,这使得它更容易被训练引起的变化或学习。我们希望在未来的工作中学到的是为什么会发生这种情况。

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