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人脑被认为是相当快速的,但它缺乏高效计算机的许多特性。例如,我们在任务之间切换时会遇到困难,而且似乎无法真正同时做一件以上的事情。因此,尽管越来越多的选择——以及需求——要求进行多任务处理,但我们的大脑似乎难以同时关注多项活动。
然而,一项新的研究表明,大脑可以同时跟踪两个独立的目标,即使它正忙于执行与其中一个目标相关的任务,这暗示着大脑可能比之前认为的更擅长多任务处理。
“这是我们首次在大脑中观察到不同奖励的同时表征,”法国国家健康与医学研究院 (Inserm) 巴黎认知神经科学实验室主任兼这项新研究的合著者Etienne Koechlin 在给ScientificAmerican.com 的电子邮件中写道。
在这项研究中,32 名右撇子受试者被要求匹配字母,同时使用功能性磁共振成像 (fMRI) 记录他们的大脑活动。受试者受到金钱奖励的激励,他们将根据无错误匹配的字母数量获得奖励。在基线测试期间,大脑内侧前额叶皮层(与动机有关)的两个半球都显得活跃。然而,当研究人员引入第二个任务时,受试者除了匹配相似的小写字母外,还必须匹配相似的大写字母,并分别累积奖励时,Koechlin 和他的合著者 Sylvain Charron(来自同一机构)发现,受试者的大脑将两个基于奖励的目标分配到该区域的两侧。《科学》杂志于 4 月 15 日在网上发表了这项研究结果 Science。
在观察到的多任务处理行为中高度活跃的大脑区域,即额极皮层(在完成另一项任务时组织待定目标),在人类中“尤其发达”,Koechlin 说。它有助于组织任务以及其组成部分应完成的顺序(正如那些大脑这一部分受损且尤其不擅长多任务处理的患者所强调的那样,他指出)。Koechlin 认为,与其他灵长类动物物种相比,该区域的发育程度较低,这使得同时记住多个目标的能力可能是我们物种独有的。
然而,昆士兰大学圣卢西亚分校的心理学讲师 Paul Dux 在给ScientificAmerican.com 的电子邮件中指出,这项新工作并没有表明大脑实际上可以完全同时执行两个不同的任务,例如字母匹配。数据表明,尽管独立的目标可能在大脑中同时运行,但当人们必须在两个任务之间切换时,仍然存在“巨大的双任务成本”,导致“非高效的多任务处理”,Dux 警告说,他没有参与这项新研究,但也研究过大脑中的注意力。(一些常见的活动,例如开车和在手机上交谈经常同时进行,但大脑可能在两种活动之间快速切换其主要焦点,这也许是这种搭配如此危险的原因。)
尽管字母匹配任务很简单,但 Koechlin 说,在受试者执行更复杂的任务时,也可能会观察到相同的半球分裂。“任务复杂性本身并不能阻止双任务处理,”他解释说。“人们应该能够在两个复杂任务之间来回切换(通过推迟一个任务,同时执行另一个任务),前提是追求每个任务的动力足够大。” 然而,如果其中一项任务引发了太多无关的想法,“你的额叶应该会失去对一项任务的跟踪,”他指出(这也许为分心驾驶的危险提供了更多证据)。
在 Koechlin 的研究结果中,可以解释为什么人们倾向于选择二元选项,例如是或否问题以及如果-那么语句。“这一发现进一步表明,额叶功能无法同时跟踪超过两个目标/任务,”Koechlin 解释说。“人类在在两个以上的选择之间做出决定时会遇到问题……。一种可能的解释是,他们无法记住并在三个或更多选择之间来回切换。”