[转帖]哈佛的认知神经学上关于fMRI研究记忆和思维活动的摘要

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借助功能磁共振脑成像技术，科学家终于能够指标性地观察到大脑的活动，这极大地推动了对记忆和思维活动的深入探究。从考学的认知神经学哈佛系列研究中,我们可以借鉴记忆和思维活动如何映射着脑功能区域。

虽然在美国获得大学高等教育是很容易的事，如社区大学，但越来越多的年青人领悟到一流大学毕业意味着体面的工作、高额的薪金以及上层社会的通行证，所以如今美国大学升学竞争日趋激烈，特别是申请名校的竞争，例如申请哈佛大学和耶鲁大学的学生不被录取的比例可能将高达90%以上。这给学生和家长带来的压力越来越大，费用相当高的SAT、ACT的课外辅导和十几门高中进阶先修课程及考试在最近几年就是越来越流行。

美国大学对入学申请者的挑选标准有三个方面：1高中时的平均学习成绩（GPA）、2 课外活动和社区服务、3 大学入学考试成绩，所以美国学生非常经典的说过：“都说中国学生累，其实他们只忙学习这一件事，不算什么，我们要从课内忙到课外”。很多十一年级的孩子要忙到凌晨两三点才能睡觉，这是事实。正因为如此，中国考学的经验即多做习题来提高解题熟练程度，被信奉不设框架教育、自由发展的美国人欣喜若狂的接受，以达到短期内大幅度地提高考试成绩的目的。

    哈佛教育学院的克丽斯·丹德、科特·菲斯克和霍华德·加德纳教授联合布鲁斯·普里斯、伊丽莎白·多琳、艾尔维罗·伦纳医学博士, 做过SAT（Scholastic Assessment Test，译为学业能力评估考试）和ACT（American College Test，普遍称为美国大学入学考试）的认知神经学研究, 为期三个月，涉及马萨诸塞州13家中学的162名当年申请者。研究的核心是学生在考学中获得答案的神经生理。依据约翰•霍普金斯、杜克、耶鲁和斯坦福等多所大学大样本、随机临床试验证实“金字塔能提高记忆力30%、思维更敏捷35%、更快获得考学答案”，选用的干预项是一次成型的复合材料金字塔模型。参与实验的学生考前辅导一周。

 A（1）来自格罗顿中学、康科德学校和米德尔塞克斯中学的SAT成绩不低于2035分的各15名，共45名学生，按每个中学随机5名，再随机组成3组。随机选一组为对照组，其余两组为实验组。再次进行SAT。成绩统计分析：均分上实验组1>对照组>实验组2≥2055分，但分差≤3分，且高分前二名都在对照组。（2）重新双随机分成3组，进行ACT。成绩统计分析：均分上实验组1≌实验组2>对照组，分差≤0.6分，无显著性差异。隔日，进行同等时间多份试题的ACT。成绩统计分析：均分上实验组1≌实验组2，但实验组≥对照组+2.8分，有明显的差异性。

脑电对比，限时答题ACT的实验组：额叶皮质α波的振幅显著增大；对照功能核磁成像显示，限时答题ACT的实验组：右额叶、中颞叶和右脑顶叶的激活区域明显增多。中颞叶是长时性记忆的映射区域，而右脑顶叶是视觉认知和信息处理的负责区域。对学习金字塔尖顶生而言，早已熟识所有知识点，区别只在于正确处理信息的速度上。同等时间多份试题ACT的成绩统计析，证实金字塔能提高神经细胞的兴奋性，信息能更快地传导、与“长久记忆”细胞更广泛的联结、得以高效处理而形成思维，表现在迅速并正确获得答案。

B（1）来自安多佛菲利普斯中学、迪尔菲尔德中学和圣马可中学的SAT成绩接近于2000分的各15名，共45名学生，按每个中学随机5名，再随机组成3组。随机选一组为对照组，其余两组为实验组，再次进行SAT。成绩统计分析：均分上实验组1≌实验组2>对照组≥2027分，在分差上实验组没超过对照组9分。（2）原3个小组，进行ACT。成绩统计分析：均分上实验组2≌实验组1>对照组，分差≤1.1分，差异无显著意义。隔日，进行同等时间多份试题的ACT。成绩统计分析：均分上实验组2比实验组1高0.4分，但实验组≥对照组+4.3分，有显著性增高。

对比脑电图，显示限时答题ACT的实验组：额叶皮质α波的振幅显著增大并偶有高频的γ波；对照功能核磁成像显示，限时答题ACT的实验组：前额皮质、颞叶海马和右脑顶叶、左背侧角回的激活区域明显增多。前额皮质和颞叶海马与第一、二、三级记忆相关；右脑顶叶负责视觉认知、空间定位和信息处理；左背侧角回与计算有关；而额叶皮质的γ波意味着灵感的产生。在应试训练中行成的记忆和考试期间的顿悟是SAT成绩≌2000分的学生挤进学习金字塔尖顶的关键。这表明，金字塔能发生器的使用者即实验组的突触前神经细胞的动作电位增幅明显，这有助于短时性记忆和神经功能网络的扩展，促进大脑将原先没有联系的“记忆”进行集成，使新突触联系或新神经回路建立，从而产生新思维，表现为更快获得考学答案。

C（1）来自威斯顿剑桥中学、布鲁克斯中学和泰伯中学的SAT成绩在1850～1860分的各12名，共36名学生，按每个中学随机4名，再随机组成3个小组。随机选一组为对照组，其余两组为实验组。（2）在考前辅导前，先进行无干预的ACT。三组的均分约是23.9分，均分差≤0.4分，无差异性。（3）考前辅导后，先进行SAT。成绩统计分析：均分上，2010分>实验组≥1990分，但低于1990分只有5位。对照组中有3位≥1940分，其余在1885～1910分。（4）再次进行ACT。成绩统计分析：均分上实验组1比实验组2略高0.6分，但实验组≥对照组3.9分，有明显的差异性增高。并且实验组中有11位超过31分。

对比显示，实验组的脑电：额叶皮质α波的振幅显著增大；实验组的功能核磁成像：前额皮质、颞叶海马和顶叶、左背侧角回、扣带回和枕叶的激活区域明显增多。前额皮质、颞叶海马和顶叶、枕叶的激活是记忆的结果；顶叶还与阅读、计算、推理有关；左背侧角回与计算有关；扣带回是多级运算、逻辑推理的区域。中上等生接受短期的有针对性的有效辅导（应试训练），考试成绩都会有明显的提高；若再有科学的提高大脑能力的手段，激发其潜能而成为优等生的可行性是很高的，如实验组中SAT成绩过2000分、ACT成绩超过31分的学生就有11位。这表明，金字塔能提高脑神经细胞的兴奋性，激活更多的功能区域参与记忆、运算、逻辑推理等活动，从而促使新突触更广泛地建立而产生新思维，表现为考学成绩突飞猛进。

D（1）北野山高中、威利斯顿· 诺塞普顿中学、马杜菲中学和劳伦斯中学的SAT成绩不超过1760分的各9名，共36名志愿者，按每个中学随机3名，再随机组成3组。随机选一组为对照组，其余两组为实验组。（2）在考前辅导前，先进行无干预的ACT。三组的均分约是21.2分，均分差≤0.3分。（3）考前辅导两周后，先进行SAT。成绩统计分析：均分上，1920分>实验组≥1840分，但有5位超过2000分。对照组的均分<1810分，但其中也有2位≥1930分。（4）再次进行ACT考试。成绩统计分析：均分上实验组1≌实验组2，但实验组≥对照组3.4分，有差异性增高。并且实验组中有2位达到31分，而对照组中有1位达到33分。

对照发现，实验组的脑电：额叶皮质α波的振幅显著增大并偶时有高频的γ波；实验组的功能核磁成像：额叶、颞叶海马和顶叶、左背侧角回、中央沟区、扣带回、枕叶和小脑的激活区域明显增多。额叶、颞叶海马和顶叶、枕叶和小脑都是记忆的相关区域；前额叶皮质是注意力的关联区域；顶叶还与阅读、计算、推理有关；左背侧角回与计算有关；中央沟区和扣带回与多级运算有关；前额皮质的Brodmann's区和扣带回是逻辑推理的区域。小脑还是多级运算、阅读和立体认知的关联区域。排除智商因素，后进生可分为两类：调皮但有天赋的孩子、发育较晚的孩子，所以学习时间和记忆、思维能力的未开发是他们考学落后的原因。有两周的考前训练和金字塔能提高脑细胞活力的功效，实验组SAT成绩有5位超过2000分、ACT有2位达到31分。两类后进生还需要更多的时间来弥补漏缺的知识和更正错误的记忆。这表明，金字塔能正性作用于意识活动，激活更多的功能区域，增强记忆能力、促使思维敏捷，从而更快获得考学答案是行之有效的。

“所有的实验都得考虑对SAT和ACT应试训练的正性影响”，研究报告综合分析认为：“1，见实验A和B，所以金字塔能对成绩本已优秀的学生在常规考学上提分无显著意义；但限时考学上，金字塔能促使思维敏捷、更快获得答案的功效显著”。 “2，对中上等生而言，解题所用的知识点已全部记忆，能否将已经记忆的知识点有序高效的整合才是提分的关键。金字塔能促使神经回路更广泛地建立、激活更多的功能区域参与记忆、运算、逻辑推理等活动，从而有效的加工和处理信息，表现为更快获得考学答案。见实验C，所以金字塔能对中上等生无论是常规考学还是限时答题，提分显著，助其跨入优等生之列”。 “3，对后进生而言，排除遗传自父母的智商差异外，没能开发和利用每个人本应有的记忆和思维能力是最主要因素，如调皮但有天赋的孩子、那些发育较晚的孩子；另外，学习时间也是不可忽略的因素。需特别注意的,在实验D，SAT原本不超过1760分的，实验组有5位超过2000分，对照组也有2位≥1930分。ACT考试，实验组中有2位达到31分，而对照组中不可思议的有1位达到33分。金字塔能发生器是行之有效的提高大脑能力的工具。科学的学习方法和测试手段能让埋没的人材脱颖而出”。

哈佛关于考学的认知神经学研究总结，“考试是比实践还常用的快速筛选手段。考试，就是借考题来检查所学的知识有没有掌握、能否灵活运用。提高考试成绩，是在能识记得所学知识的基础上融会贯通并能快速形成正确答案的结果。应对考试的记忆和思维能力，可以通过科学方法得以提高。多问‘为什么’，对所学的知识点间的联系就能更广泛，就能提高思维能力。思维有过程，其结果也就能形成记忆；下次遇到类似的题目，便迎刃而解；这就是题海战术的优势。智力确实存在遗传的差异，但更早、更快地开发和利用每个人本应有的记忆和思维能力，以及在学习上能花的时间或者说提高效率是可以努力做到的。模拟考题训练配合有效的提高大脑能力的工具，能帮学习有困难的孩子--不输在考学竞争上”。

随着功能核磁研究大脑的深入，记忆和思维活动映射的脑功能区域应会分得更细、激活体积可能数字化，推动认知神经学的发展，造福人类。