高中和大学老师总是恳求他们的学生放弃死记硬背。在一个学期中一点一点地学习才是正道。《自然神经科学》杂志于12月25日在线发表的一项研究不仅似乎证明了这种教学真理的生物学基础。它实际上更进一步，提出了优化训练间隔的方法，这种洞察力理论上可以转化为记忆芋螺毒素分子结构或汉字部首的策略。
这项研究并非要刺激新一轮风险投资，以启动下一代大脑训练游戏。目前，这仍然只是在加州海兔（神经科学家实验室中的明星动物）身上进行的概念验证。埃里克·坎德尔，这位查理·罗斯大脑系列节目中和蔼可亲的常客，实际上是骑在海兔的背上获得了2000年诺贝尔奖，以表彰他对记忆背后生化过程的研究。
在这项新研究中，坎德尔的前学生，约翰·H·伯恩，现任德克萨斯大学休斯顿医学院神经生物学和解剖学系主任，为坎德尔实验室开发的原始学习方法带来了一个新的转折——该技术包括以有规律的间隔电击海兔的尾巴，然后观察当再次受到电击时，动物是否会过度反应，这表明它们对折磨者记忆犹新。
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伯恩和团队承担的问题是确定是否可以调整这种过程背后的化学反应，以增强学习过程。进行这项研究的标准方法是用装有动物神经细胞的实验室培养皿代替海兔。将五次神经递质血清素脉冲（相当于电击）施加到海兔的感觉和运动神经元，每次脉冲间隔20分钟。神经元中的两种酶激活称为转录因子的蛋白质，这些蛋白质开启基因。这启动了新蛋白质的产生，这些蛋白质增强了神经元的放电，信号相当于“我记得这个。它很痛。”
启动这种“长期易化”过程的两种酶协同工作以推动事情进展。使用标准计时方案，这两种酶在神经细胞内不会同时达到峰值激活，这暗示通常的做法可能不是最佳方法。
因此，伯恩的团队部署了一台计算机来模拟脉冲之间间隔的10,000种排列组合，以尝试协调酶的激活并最大化它们的相互作用。结果表明，最佳方案不是通常的、均匀间隔的方案，而是一系列不规则的血清素脉冲，其中两个脉冲间隔10分钟发出，然后一个脉冲在五分钟后发出，最后一次喷射在30分钟后发出。使用这种方案，两种酶之间的相互作用增加了50%，这表明学习过程运行得更有效率。
那么，您应该每隔一天学习两周黎曼和，然后在重新学习之前休息一个月吗？现在说还为时过早。伯恩发现的计时方案可能是海兔适应龙虾爪子咬碎它们尾巴的方式。学习积分微积分可能会有所不同。但伯恩研究的含义是，最佳的学习方式可能不会以简单的时间块形式出现——这为神经科学家留下了一系列重要的新研究问题。“认知神经科学的梦想是通过大脑从分子走向行为，”纽约大学心理学家、吉他零：新音乐家与学习科学的作者加里·马库斯说。“这是朝着这个方向迈出的伟大一步。”
对于伯恩及其公司而言，他们现在将使用相同的技术来尝试优化海兔记忆形成过程的其他方面。如果证明成功，他们最终可能会转向人类。运动技能可能是首要目标——投掷棒球、跳高或帮助中风患者再次行走。科学作业将不得不等待。研究人员对小脑（与运动有关）中的大脑回路的了解多于海马体（启动有机化学所需的事实记忆的场所）。
基于脑科学的更好的学习方法将对教育实践产生巨大的影响。“遵循这个方向并不容易，因为它意味着需要大量细致入微的工作来理解学习的生物化学，”伯恩说。“但我认为它表明，如果你掌握了这些信息，你也许能够通过与潜在的分子动力学同步来在提高学习能力方面取得重大进展。与其服用认知增强药物，不如采取更好的训练程序。”
拿出秒表，藏起药瓶。
图片来源：约翰·伯恩