

五个月来,每周一和周五,安娜·特里亚娜·霍约斯都会看10分钟的《布达佩斯大饭店》。这并不是说这位哥伦比亚神经学家是韦斯·安德森的死忠粉。她在一次视频采访中解释说:“这部电影很好,但当你看了30遍后,它就失去了魅力。”她这样做不是为了好玩,而是为了工作。在这些过程中,一个设备记录了她的大脑活动。它还记录了她在进行思维敏捷性和反射练习时的大脑活动。当她让她的大脑休息,让她的思想游荡。
这项研究的目的是在几个月内追踪她大脑活动的变化,并将其与她的身体和心理活动联系起来,她使用手机、手表和智能戒指来监测这些活动。Hoyos的目标是研究大脑“不是作为一个独立的、孤立的器官,而是与外部因素的关系”。通过这项研究,她得出结论,运动、睡眠、压力和情绪都会影响大脑活动。这些影响,就像回声或阴影,逐渐消失,但在大脑中徘徊大约15天。
大多数关于人类大脑的研究涉及众多参与者,但收集的数据有限,往往只提供一个瞬间的快照,而没有考虑大脑如何随着时间的推移而进化,也没有考虑外部因素如何影响它。霍约斯是芬兰阿尔托斯大学(University of Altos)的神经学研究员,他试图采取相反的方法,接受它的局限性和优势。为了达到这个目的,她决定深入研究一个大脑——她自己的大脑。她的研究结果发表在周二的科学杂志《公共科学图书馆·生物学》上。
Hoyos回忆道:“哈佛大学的神经学家Sebastian Seung做了一个很好的类比。“神经元的活动就像河流的流动,永远不会保持不变,总是在变化和转移。”基于这个想法,Hoyos的目标不是捕捉大脑活动的静态快照,而是创建一个动态的“视频”,观察大脑流动如何随着时间的推移而演变,以及外部因素如何影响它。“如果我今天往水里扔一块石头,它会怎样影响水流?”要是下雨怎么办?涟漪会持续多久?她问道。
在这项研究中,收集了133天的数据,包括30次功能磁共振成像扫描,测量注意力、记忆力(使用大脑游戏)、休息状态和对自然刺激的反应(通过播放10分钟的《布达佩斯大饭店》)。Hoyos分析了她的反射和记忆,将它们与行为、生理和生活方式因素联系起来。然后将这些数据基于两个时间框架进行比较:过去一周的最新数据和前一周的旧数据,使她能够检查外部影响对大脑活动的即时和延迟影响。
这项研究与斯坦福大学科学家罗素·波德拉克的工作相呼应。近十年前,波德拉克用18个月的时间分析了自己的大脑活动,观察咖啡因摄入等外部因素是如何重新编程大脑连接的。Hoyos承认这两项研究有相似之处,尽管它们可以被视为互补。波德拉克的研究关注的是食物和饮料,而霍约斯的研究关注的是睡眠、情绪和运动。这两项研究之间的十年也标志着技术上的飞跃:波德拉克依靠问卷调查来测量外部因素,而霍约斯使用的是客观记录生理数据的设备。
安达卢西亚神经学协会主席Jesús Romero说:“这项研究表明,外部因素可以影响我们的大脑,甚至在某种程度上改变它们。”
这位没有参与这项研究的神经学家认为,分析大脑是如何做出决定的,以及它是如何被学习塑造的,这一点很重要。“从更哲学的意义上说,这项研究表明,通过选择一个更好的环境,我们可以让我们的大脑受到更有益的经历的影响,这反过来又增强了大脑的连通性,”专家总结道。
Hoyos承认,平衡科学家和受试者的角色可能是“复杂的”。为了保持实验的完整性,她的团队遵循了严格的方法:当她收集数据时,她不允许分析数据,直到五个月后项目结束。在回顾结果时,Hoyos注意到,例如,睡眠不足如何对她的大脑活动产生负面影响。睡眠质量差与大脑几个区域的连通性降低有关。
Hoyos承认这一发现并不特别令人惊讶——这是相当直观的。“这有点像证明水是湿的,”她解释说。“但科学证明水是湿的并不那么简单。”然而,这项研究也揭示了一些出乎意料的结果,比如体育锻炼的积极作用,这显著提高了她在敏捷性和反射测试中的表现。另一个令人惊讶的发现是,她的表现与她睡了多少小时无关,而是与睡眠质量有关。“虽然,当然,这可能只是我的一个特点,”她承认。
这是这项研究的主要局限性:虽然它提供了对特定大脑的详细了解,但将其发现推断到一般人群是具有挑战性的。“心理学之所以存在,是因为没有两个人是相同的,”巴塞罗那自治大学的心理生物学教授伊格纳西奥·莫加多(Ignacio Morgado)解释说,他没有参与这项研究。“对单一主题的研究可能具有启发性,但它们永远不能被认为是决定性的。”
不用深入研究Hoyos大脑的复杂细节,我们可以合理地假设,外部因素对大脑功能的持久影响可能是一种普遍现象。正如专家指出的那样,这个想法特别有趣。通常情况下,人们可能会认为,如果你在某一天经历了压力、睡眠不好或不活动,那么第二天你的敏捷性和大脑活动就会减弱。然而,不太明显的是,这些影响会持续存在,就像同心圆波在河流中荡漾一样——每一波都变得越来越弱,并从源头向更远的地方传播。
现在,Hoyos的目标是探索这些涟漪的范围。它们会在两周后消失,还是会以某种方式继续影响大脑的运行轨迹?她还试图了解这些影响是否会随着时间的推移而累积。当这些外部因素的积累过度时会发生什么?“你要扔多少块石头才能改变河道?”雨下了很久,河水会泛滥吗?”
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