练习永无止境:如何让技能牢牢记住

Agnieszka Radwanska of Poland grips her racquet as she receives serve from Elena Dementieva of Russia during their match at the Indian Wells WTA tennis tournament in Indian Wells, California March 17, 2010. REUTERS/Kevin Lamarque (UNITED STATES - Tags: SPORT TENNIS) - RTR2BR6I
To acquire a new skill, you need to go above and beyond expectations, research says.Image: REUTERS/Kevin Lamarque
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想快速学会一项技能并牢牢记住它,就在掌握之后再训练20分钟。

《自然·神经科学》刊载的一项新研究,让参与者学习视觉感知任务。研究显示,“过度学习”能够巩固成绩提升。

以往研究以及这项新研究都表明,人们学会一项新任务后不久又学习类似任务时,第二次学习往往会造成干扰,削弱他们对第一项任务已达到的掌握程度。

这项新研究显示,过度学习能够防止这类干扰,事实上,它能如此迅速而牢固地巩固学习,以至于反而会出现相反类型的干扰。在一段时间内,过度学习第一项任务会妨碍有效学习第二项任务——仿佛学习被锁定,以保住对第一项任务的掌握。

研究人员发现,其背后的机制似乎是两种神经递质的平衡暂时发生变化。这两种神经递质控制着神经灵活性,也就是学习发生的脑区中的“可塑性”。

Image: 《自然·神经科学》

尽管这项研究聚焦于视觉学习任务,通讯作者、布朗大学认知、语言与心理科学教授渡边武夫表示,他相信这种效应很可能也适用于其他类型的学习,例如运动技能任务;在这些任务中,干扰等现象的作用方式类似。

如果后续研究证实过度学习的效应确实也适用于一般学习,那么这些发现就能为优化训练时机提供一些建议:

- 若想快速巩固训练成果,过度学习应该会有帮助,但要注意,它可能会干扰紧接着进行的类似学习。

- 如果不进行过度学习,就不要接连快速学习类似内容,因为第二轮学习可能会削弱第一轮学习的成果。

- 如果时间充裕,可以在两次训练之间间隔几小时,从而在不受干扰的情况下学习两项任务。

“如果你想学会非常重要的东西,过度学习也许是个好办法,”渡边说。“如果进行过度学习,你或许能提高所学内容不被遗忘的几率。”

分段训练

这些发现来自多项实验。渡边、第一作者柴田和久以及共同作者让183名志愿者参与一项任务:学习辨别依次呈现的两幅图像中,哪一幅具有规律的方向排列,哪一幅只是无结构的噪声。经过八轮(即“训练组块”)训练,总时长约20分钟后,最初参与实验的60名志愿者似乎掌握了这项任务。

确认这一点后,研究人员又招募了两组志愿者。在任何训练开始前进行预测试后,第一组练习这项任务八个组块,等待30分钟,再针对一项新的类似任务训练八个组块。第二天,研究人员测试他们的两项任务表现,以评估学习成果。另一组也进行相同训练,区别在于他们将第一项任务过度学习了16个训练组块。

第二天的测试中,第一组在第一项任务上的表现比预测试时差得多,但在第二项任务上取得了明显进步。与此同时,过度学习组在第一项任务上表现出色,但在第二项任务上没有显著进步。常规学习组的受试者容易受到第二项任务的干扰(符合预期),而过度学习者则没有受到这种干扰。

第二项实验再次招募了新的志愿者,研究人员将两项任务训练之间的间隔从30分钟延长至3.5小时。这一次,在第二天的测试中,无论是否进行过度学习,两组都呈现出相似的表现模式:两项任务的表现均显著提升。只要学习两项任务之间有足够的间隔,人们就能成功掌握两项任务,也没有观察到任何一种干扰。

窥探大脑

这是怎么回事?研究人员在第三项实验中使用磁共振波谱技术,追踪志愿者学习过程中两种神经递质的平衡,以寻找答案。

研究人员聚焦于每位受试者脑中的“早期视觉”区域,追踪谷氨酸与GABA的比例。谷氨酸促进可塑性,GABA则抑制可塑性。一组志愿者针对一项任务训练八个组块,另一组则训练16个组块。与此同时,所有人都在训练前、训练后30分钟和3.5小时接受磁共振波谱扫描,并参加常规的训练前后表现测试。

过度学习者和常规学习者的神经递质水平比例变化呈现出完全相反的模式。他们的起始基线相同,但常规学习者的谷氨酸与GABA比例在训练后30分钟显著上升,到3.5小时后才几乎回落至基线。与此同时,过度学习者的谷氨酸与GABA比例在训练后30分钟大幅下降,到3.5小时后才几乎回升至基线。

换句话说,在常规学习者的可塑性达到峰值时(这使他们的第一轮训练容易受到第二轮训练的干扰),过度学习者则处于抑制状态(保护第一轮训练成果,却关闭了学习第二项任务的大门)。3.5小时后,所有人基本都恢复了正常状态。

在最后一项实验中,研究人员发现,每位志愿者谷氨酸与GABA比例的下降幅度,与其第一轮训练对第二轮训练造成的干扰程度成正比。这表明,神经递质比例与过度学习效应之间的联系并非偶然。

这项研究由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会和日本学术振兴会资助。

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