本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
衰老带来的悲剧之一是记忆力缓慢但稳定的衰退。电话号码记不住?忘记购物清单上的重要物品?打开门却想不起来为什么?高达50%的64岁及以上成年人表示有记忆力方面的困扰。对我们中的许多人来说,老年痴呆症的出现是由于大脑结构和功能的正常变化,而不是痴呆症的征兆,而且它将不可避免地困扰我们所有人。
科学家们没有坐以待毙,而是正在设计干预措施来帮助老年人保持头脑清醒。一种流行的方法——借鉴了记忆专家的训练方法——是教老年人使用助记法,即利用节奏、图像或空间导航来帮助编码和回忆新信息的小技巧。
目前为止,最广泛使用的助记方法是位置记忆法(MoL),这是古希腊人发明的一种技术。在2002年的一项研究中,研究了人类卓越记忆的神经相关性,10位记忆大师中有9位自发地使用了该方法。它包括想象通过建筑物(你童年的家)或城镇(你上班的路线)的高度熟悉的路线。沿着这条路线走,想象着把要记住的物品放置在沿途引人注目的地方;你把这些图像制作得越超现实或越怪异,它们就越能帮助你记忆。要回忆这些储存的物品,只需追溯你的脚步。就像钓鱼线一样,这些位置与记忆相连,帮助你把它们拉到表面。尽管通常用于记住物体、数字或名称,但MoL也被用于抑郁症患者,成功地储存快乐的自传式记忆片段,以便他们在压力时轻松提取。
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然而,随着年龄的增长,大脑逐渐失去对训练做出改变的灵活性。尽管精神状态衰退,许多研究表明,MoL成功地减缓了正常衰老人群的记忆力衰退,但这种情况发生的原因完全是一个谜。直到最近才有所进展。
大脑增厚
2010年,一个挪威团队着手寻找MoL诱导的神经可塑性的最明显迹象:大脑中的宏观结构变化。专家讲师带领23名平均年龄为61岁的志愿者参加了为期八周的强化项目。这些志愿者成功地使用了MoL在不超过10分钟的时间内按顺序记住了30个单词的三个列表,这是一项卓越的记忆壮举!对照组——在年龄、性别和教育程度上匹配——被指示在八周内“像往常一样生活”。在最后的测试中,研究人员用以下任务挑战了两组:他们首先闪现一个包含15个不相关单词的列表,每个单词只显示一秒钟,并要求志愿者记住这些单词及其顺序。然后,研究人员向他们展示了一个包含30个单词的列表——15个之前出现过的单词和15个新单词——并要求两组不仅选出匹配的单词,还要识别它们在第一个列表中的位置。第二个任务涉及空间识别,应该特别受益于MoL训练。
正如研究人员所想,经过MoL训练的志愿者平均比没有接受训练的志愿者正确地说出多六个单词的位置,尽管他们识别出的匹配单词数量与对照组相似。在训练前后拍摄的结构性MRI图像显示,经过MoL训练的志愿者的大脑形态发生了惊人的巨大变化。这些人在右侧梭状皮层和右侧眶额皮层显示出明显的增厚,这些区域尤其参与编码抽象的视觉记忆。一个人的变化越大,他的记忆表现就越好。
另一方面,对照组在八周内皮层有变薄的趋势,这可能反映了正常衰老过程中皮层的萎缩。同样,后来的研究表明,与对照组相比,学习MoL增加了老年参与者白质的完整性。白质由神经元的髓鞘轴突组成,这些轴突连接大脑的不同区域,并为这些区域之间的交流提供高速公路。
这项初步的调查揭示了老年大脑在学习使用空间图像处理语言信息时具有显著的适应性。虽然令人着迷,但这些研究只是触及了表面:志愿者是通过回答报纸广告而自我选择的,而且样本量小,不宜推广。此外,这些变化可能反映了认知负荷的普遍增加,而不是MoL本身的使用。但与其他助记法相比,MoL的好处通常在初始训练后仍然存在,即使没有后续的练习,因此研究人员想知道这些结构性变化是否可能是该方法长期益处的根本原因。
重塑大脑
仅从结构推断功能和行为变化是非常困难的,如果不是完全不可能的话。两组研究人员决定确定学习MoL是否会改变大脑活动模式。在2003年的一项小型研究中,瑞典的科学家招募了20多岁的年轻志愿者和60多岁的老年参与者,并使用PET扫描来跟踪他们在使用MoL记忆随机单词列表时大脑活动的变化。经过几次精神上令人疲惫的训练后,所有年轻志愿者——但只有一半的老年志愿者——记住了大约比他们最初测试时多四个单词,而年轻人的表现要好得多。
那些有所改善的人在编码过程中表现出枕顶皮层和左侧后脾皮层活动增加。这些大脑区域与空间心理可视化和导航有关。此前在记忆冠军自发使用MoL时也发现了类似的激活模式。这表明这些变化是由于志愿者采用了助记法,而且尽管年龄大了,大脑仍然能够以质的方式改变其编码新记忆的方式。后来的使用fMRI的研究证实了这些结果,并进一步证实了梭状回和舌回参与了记忆编码。
但是等等,那一半没有进步的老年参与者呢?一个重要的线索是他们在测试期间完全缺乏MoL相关大脑区域的激活,这促使研究人员想知道这些志愿者是否真的使用了MoL。结果证明,他们没有!随后的非正式聊天显示,许多老年参与者发现很难在实验的紧张时间限制下将位置与单词联系起来,感到沮丧并放弃了。
因此,虽然对于许多人来说这是一种有希望的技术,但MoL训练是困难的,特别是对于那些不太能够生成和依赖于独特地标的心理地图的老年人。有没有办法降低学习MoL的门槛?
助记法现代化
在2012年初,一个加拿大研究团队为古老的MoL助记法进行了21世纪的改造。受到第一人称射击游戏《半条命2》的启发,该团队构建了几个详细的虚拟现实环境作为位置,而不是让MoL学习者生成自己的位置。这项技术背离了位置需要具有个人意义才能使该方法奏效的1000年规则。
但这得到了回报。研究人员只允许142名本科志愿者五分钟来熟悉虚拟环境,然后指示其中三分之二的人使用MoL来记忆110个不相关的单词。有些人被告知要选择熟悉的环境,而另一些人则允许使用他们刚刚导航的虚拟环境。另外三分之一的人没有收到关于记忆技术的具体指导。
两个MoL组的表现都优于对照组。他们的回忆准确率提高了10%到16%,而且使用虚拟环境的学生与那些被告知要生成自己的地标的学生表现一样好。但有趣的是:在这两个组中,参与者报告说他们并不总是遵循指示,而是有时使用除MoL以外的方法来记住单词。但是,与标准MoL组的参与者相比,那些使用虚拟环境的参与者更容易接受助记法。平均而言,他们在记忆单词列表时更频繁地调用视觉地标。
将年轻成年人的数据推断到老年人群需要谨慎,但研究人员持乐观态度。通过使用创建许多不同环境的软件,老年人可以根据自己的学习能力和他们想要记住的内容来调整每个空间的丰富程度和主题。一位来自比利时的年轻科学家正在做着远大的梦想:在最近的一次TED演讲中,Kasper Bormans描述了使用他们家的虚拟现实副本,帮助患有阿尔茨海默病患者使用MoL“存储”他们所爱的人的脸的记忆。通过将助记法与其他认知领域的训练(逻辑和推理、组织和注意力)以及在需要时的抗痴呆药物相结合,研究人员希望减缓(如果不是阻止)我们随着年龄增长而经历的记忆力丧失。
参考文献
Engvig A 等。(2010年)记忆训练对老年人皮层厚度的影响。NeuroImage 52: 1667-1676。
Engvig A 等。(2012年)记忆训练影响衰老白质的短期变化:一项纵向弥散张量成像研究。Hum Brain Mapp ; 33(10): 2390-406。doi: 10.1002/hbm.21370
Nyberg L 等。(2003)。成年期和老年期训练相关记忆改善的神经相关性。PNAS 100 (23), 13728-33 PMID: 14597711
Legge EL 等。(2012年)几分钟内建立记忆宫殿:使用虚拟环境与传统环境的位置记忆法的等效记忆表现。Acta Psychol (Amst). 141(3):380-90
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