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考試腦科學揭示了什麼記憶原理

生活 更新时间:2024-08-25 00:12:13

考試腦科學揭示了什麼記憶原理(學習時會産生錯誤記憶)1

常言道“耳聽為虛,眼見為實”,意思是聽來的傳聞通常靠不住,親眼所見才是事實。然而孔子也曾說過,“所信者目也,而目猶不可信”。意思是,按理說人們應該相信眼睛所看見的,但是,親眼看見的也不一定真實可信。

看到這,你可能不禁發出了疑問:我們的耳朵和眼睛究竟靠不靠譜?如果靠不住,那我們還可以相信借助耳朵和眼睛所形成的記憶嗎?

随着認知神經科學的發展,研究者發現記憶并不總是可靠,耳聽為虛,眼見也未必為實,兩者相比,耳聽更容易出錯。為什麼“聽”會比“看”産生更多錯誤記憶?有哪些方法可以明辨記憶真僞?我們将從學習記憶在編碼與提取階段的腦機制出發讨論這個問題。

考試腦科學揭示了什麼記憶原理(學習時會産生錯誤記憶)2

為什麼“聽”比“看”更容易産生錯誤記憶?

記憶的編碼與提取。我們先來思考這樣一個問題,大腦是如何感知我們聽到或看到的刺激的?此刻,你正在看這篇文章,文章上的文字作為一種視覺刺激投射到你的視網膜,視網膜将光學信号轉換為神經電信号并将信号傳遞到大腦枕葉的視覺皮層。視覺皮層的多個神經元同時放電,來表征刺激的顔色、線條、大小等信息,實現對字形的編碼。

我們把不同神經元共同激活來表征和處理信息的過程稱為大腦對信息的編碼。視覺皮層将詞形信息傳遞到角回,完成詞形到語音的轉換,之後角回将語音信息傳遞到颞葉的威爾尼克區,實現對聲音信息的理解。

如果你并沒有看到這篇文章,而隻是聽到别人的朗讀,聲波信息則先經過耳朵轉換成神經信号并傳遞到大腦颞葉的聽覺皮層,完成語音的編碼,及語音到語義的轉換。

從外部行為來看,編碼也可以被理解為學習。當你在學習某個東西、獲取新經驗時,你的大腦就在進行編碼。如果你看到這兒,發現有些東西似曾相識,進而記起此前看過本欄目2020年5月發表的另一篇文章《人腦如何處理語言》,那麼你的大腦就實現了對先前記憶的提取。先前編碼的信息會被存儲起來,在再次經曆相同或相似的刺激時,大腦會在一定程度上再現編碼時的神經活動模式,将存儲的信息提取出來。在進行記憶測驗時,你的大腦就在不斷地進行提取活動。研究發現,學習編碼和測驗提取的神經模式相似性越高,真實記憶效果越好。

詞語關聯引發的錯誤記憶。什麼是詞語關聯引發的錯誤記憶?如果你看到詞語“毛肚”“肥牛”“麻辣”“清湯”“底料”後,在試圖回憶這些詞時,有可能會錯誤回憶出沒出現在詞表中但語義相關的誘餌詞(例如“火鍋”)。基于記憶的語義聯想特征,美國心理學家亨利·羅迪格(Henry Roediger)和凱瑟琳·麥克德莫特(Kathleen Mc Dermott)改進了美國心理學家詹姆斯·迪斯(James Deese)于1959年創造的詞表,使得每個詞表包含多個語義相關的詞語(被稱為已學詞),如“做夢”“叫醒”“床鋪”“哈欠”“被子”等。研究者讓人們學習這些詞表,結果發現:在測驗階段,很多人會回憶出并沒有出現過但與已學詞語義相似的詞語(如“睡覺”,被稱為誘餌詞),而且有些人堅信自己在學習階段學過這些誘餌詞。這個記憶實驗範式以這三位心理家的名字共同命名,被稱為Deese-Roediger-Mc Dermott範式(簡稱DRM範式)。

“聽”比“看”更容易産生錯誤記憶的腦機制。2019年,北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室的多位研究者,從學習與測驗階段記憶表征的多重交互角度,采用功能磁共振腦成像技術和基于模型的多體素模式分析方法,計算了學習編碼和測驗提取階段神經全局模式相似性,以及學習編碼階段神經全局語義相似性等指标,探索了人類錯誤記憶的腦機制。

在這項研究中,學生們在聽覺學習——視覺測驗和視覺學習-視覺測驗兩種條件下,學習詞表并對其進行再認測試。結果發現,學生在聽覺學習-視覺測驗條件下會比在視覺學習-視覺測驗條件下産生更多的錯誤記憶。它的原因在于:枕葉視覺皮層上代表真實記憶的編碼提取神經全局模式相似性更弱;額葉辨别真實記憶和錯誤記憶的監控能力更弱;颞極編碼神經全局語義相似性強,編碼時更加依賴語義編碼。

具體來說,聽覺學習-視覺測驗條件下,學習階段缺少視覺刺激,其視覺皮層得不到有效激活,但測驗階段視覺皮層被激活,前無後有,極大地削弱了視覺皮層的真實記憶信号。視覺學習——視覺測驗條件下,視覺皮層真實記憶信号強,而且負責監控決策的前額葉能夠拒絕誘餌詞,降低錯誤記憶。

此外,無論我們采用聽覺學習還是視覺學習,大腦颞極語義編碼活動都存在,但聽覺學習時,大腦颞極的語義編碼活動更強,這意味着記憶更加依賴于詞語概念之間的相似性。依據詞語相似性來将記憶歸為“親身經曆”,這會增大虛報的概率。因此,相比于“眼見”,“耳聽”的錯誤記憶更高。這就回答了我們一開始的問題,錯誤記憶時有發生,耳聽為虛,眼見未必為實,聞之不若見之。

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如何減少錯誤記憶,提升學習效果?

下面,我們介紹幾個能夠減少錯誤記憶的方法。

編碼:提升警惕,保持懷疑。除了利用記憶的聯想特點來誘發錯誤記憶外,研究者還發現通過一些巧妙的暗示就足以讓個體記憶“無中生有”。但無論是聯想激活還是暗示誤導,研究者發現在個體學習編碼之前先對其進行預警,告知他們有關錯誤記憶的信息,能夠有效地降低錯誤記憶。

現在你已經知道了錯誤記憶這種現象,你就擁有了一面抵禦錯誤記憶的護盾,隻需适時啟動它。在生活中,我們不能盲目相信他人的回憶。不論他說得多麼激情澎湃栩栩如生,都不足以證明他說的就是百分之百的事實,也許他也被自己的記憶欺騙了。

另一方面,當你發現身邊有人總是不斷對你進行暗示誘導,你也應該提升警惕。

在學習中,當你在學習一些相關性程度高的材料時,這個時候你也應該打起精神來,因為稍不留神,你就有可能在考試時張冠李戴,無中生有。你可以對學習内容進行有條理地歸類排序,區分相似内容的不同之處,同時檢查自己是否自動聯想到其他相關内容,給這些想法打上标簽記号,這些做法都能在一定程度上降低考試時的錯誤記憶。

提取:監控記憶,辨别真僞。記憶監控扮演着守門人的角色,它根據提取到的信息來做出決策,判斷哪些記憶是我們想象的,哪些記憶是我們親身經曆的。這個守門人并非永遠處于“嚴防死守”的狀态。它懈怠時,虛假記憶就會乘虛而入。比如,僅根據回憶内容的熟悉性而非準确性來做判斷,放松記憶的判别标準,将感到熟悉的記憶判斷為真實的。

好在,這個守門人是靈活機動的,可以因地制宜。當你意識到自己的記憶有可能是虛假時,守門人就該嚴陣以待。你不能根據主觀熟悉感輕易下結論,你可以搜索是否存在與“真實判定”相矛盾的新證據,根據新的證據來綜合評判記憶的準确性。你也可以提高“真實判定”的決策标準,隻有回憶出更多細節信息,才能将其判定為真實的,倘若期待得不到滿足,則将其判定為虛假的。這種方法的前提依據是我們認為真實記憶是親身經曆過的,比錯誤記憶具備更多的細節記憶,更經得起“嚴刑拷問”。

然而,兒童和青少年未必能很好地使用該方法。大腦前額葉的發展與人類的高級認知功能和記憶監控息息相關。從出生到青春期這段時間,人類大腦額葉處于不斷發展的狀态,直到成人期才發育成熟。兒童和青少年前額葉發育不成熟,可能是其記憶監控能力較低的原因之一。雖然兒童和青少年記憶監控的現有水平比較低,但中小學生可以有意識地對自己的記憶監控能力加以練習,從而提升辨别記憶真僞的能力。

編碼與提取:保持學與測情境一緻。記憶效果與學習和測驗階段的情境一緻性有關。比如,研究者讓潛水員在岸上或水下學習一些詞,随後讓他們在岸上或水下回憶這些詞。結果發現:相比于不同情境,學與測的情境相同時,記憶效果更好。

與之類似,相比于視覺學習——視覺測驗,在聽覺學習——視覺測驗條件下,學習階段和測驗提取采用的視聽情景不一緻,因此學習效果也會降低。這些研究發現對如何減少學生在考試時出現的錯誤記憶具有一定啟示,我們可以嘗試保持學習和測驗的情境一緻,從而減少測驗時的錯誤記憶。比如,用視覺學習去應對視覺測試,聽覺學習去應對聽覺測試,嘗試在學習階段保持考試時的心境狀态,甚至是在同一教室或使用相同的文具進行學習和測試,都有可能在一定程度上提升考試時的記憶準确性。

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小結:大智若愚的記憶

人類的記憶與攝像機不同,不能完美無缺地還原事件的本來面貌。它更像是一位富有創造力的視頻博主,擁有奇思妙想和過硬的剪輯手法,能夠根據當前素材聯想到其他素材,對大量的素材進行選擇與整合,形成一個流暢連貫的作品,并将作品上傳到視頻平台以待審核。平台審核通過後,視頻作品才能被正式發布。這個視頻作品不是對事實原原本本的反映,它可能包含虛構的成分,也就是我們的錯誤記憶。

錯誤記憶雖然存在,也确實給人類社會造成了許多困擾,但倘若加以巧用,也能給人類帶來好處。目前,通過神經刺激、光遺傳學等現代神經科學手段,研究者已經可以在動物大腦中植入虛假記憶,改變動物個體行為。科學家正在嘗試探索在清醒狀态下的記憶植入技術,通過喚醒先前記憶并植入新記憶的方法,試圖在一定程度上改善人類個體的焦慮、抑郁和行為問題,這可能會在未來的心理咨詢和治療中具有非常廣闊的應用前景。

錯誤記憶雖然看似給人類帶來很多麻煩,但卻是人腦适應環境的重要基礎,是人腦進化的副産品。錯誤記憶反映了人腦對相似信息的整合,是人腦基于過去的知識經驗對外在信息進行同化的結果。這種聯想與整合特征正是人類創造性思維和問題解決的源泉,體現人腦智能核心特征,可謂是大智若愚,大巧若拙。

— END —

來源 | 本文刊于《教育家》2020年9月刊第4期,原标題《“耳聽為虛,眼見為實”,你的記憶是真的嗎?》

作者 | 北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗碩士研究生陳曉丹,北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室教授朱皕

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