2017年1月30日

熟能生巧，“过度学习”会让你固步自封

想要学习一些东西，然后快速掌握?布朗大学一项关于人们学习视觉感知任务的新研究表明，即使在你认为自己无法取得更好的成绩之后，你也应该继续练习一段时间。这种“过度学习”锁定了成绩的提高自然神经科学描述其作用及其潜在神经生理学的论文。

从学习台词的演员，到学习新歌的音乐家，再到试图向学生传授关键知识的老师，每个人都注意到，学习必须“深入”大脑。例如，之前的研究和新的研究都表明，当人们学习一项新任务，然后很快学习类似的任务时，第二次学习通常会干扰并破坏在第一次学习中获得的掌握。

这项新研究表明，过度学习可以防止这种干扰，从而很好地、快速地巩固学习，实际上，相反的干扰会发生。在一段时间内，对第一项任务的过度学习阻碍了对第二项任务的有效学习——就好像为了保持对第一项任务的掌握而将学习锁定了一样。研究人员发现，潜在的机制似乎是两种神经递质平衡的暂时转变，这两种神经递质控制着大脑中发生学习的部分的神经灵活性或“可塑性”。

布朗大学认知语言学和心理科学教授、通讯作者渡边武夫(Takeo Watanabe)领导的研究团队写道:“这些研究结果表明，只需短时间的过度学习，就能极大地改变训练后的可塑性和不稳定(学习状态)，使其变成一种高度稳定的状态，这种状态对新的学习有弹性，甚至会破坏新的学习。”

不同的学习方法

这些发现来自于几个实验，在这些实验中，Watanabe，主要作者Kazuhisa Shibata和他们的合著者共要求183名志愿者参与一项任务，即学习检测两张连续呈现的图像中哪一张具有模式方向，哪一张描绘的是非结构化噪声。在总共持续约20分钟的8轮或“单元”训练之后，最初的60名志愿者似乎掌握了这项任务。

在此基础上，研究人员又组成了两组新的志愿者。在进行任何训练前进行预测后，第一组人练习8个街区的任务，等待30分钟，然后再训练8个街区的新的类似任务。第二天，他们对两项任务都进行了测试，以评估他们学到了什么。另一组做了同样的事情，只是他们在第一个任务中过度学习了16个模块的训练。

在第二天的测试中，第一组在第一个任务上的表现与前测试相比相当差，但在第二个任务上有了很大的进步。与此同时，过度学习组在第一个任务上表现出色，但在第二个任务上没有显著提高。正常学习的受试者容易受到第二项任务的干扰(正如预期的那样)，而过度学习者则不会。

在第二个实验中，同样是新志愿者，研究人员将任务训练之间的休息时间从30分钟延长到3.5小时。在第二天的测试中，两组人——过度学习的人和没有过度学习的人——表现出相似的表现模式，他们在两项任务上都有显著提高。在两项学习任务之间给予足够的时间，人们成功地学会了两项任务，而且两种干扰都不明显。

发生了什么事?研究人员在第三个实验中寻求答案，他们使用磁共振波谱技术跟踪志愿者学习过程中两种神经递质的平衡。研究人员聚焦于每个受试者大脑中的“早期视觉”区域，追踪促进可塑性的谷氨酸和抑制可塑性的GABA的比例。一组志愿者训练八个街区，另一组训练16个街区。与此同时，他们在训练前、30分钟后和3.5小时后都进行了MRS扫描，并进行了训练前和训练后的常规表现测试。

过度学习者和正常学习者在神经递质水平的变化比例上显示出完全相反的模式。他们都从相同的基线开始，但对于经常学习的人来说，训练后30分钟谷氨酸与氨基丁酸的比率显著上升，然后在3.5小时后几乎回落到基线。与此同时，过度学习者在训练后30分钟谷氨酸与氨基丁酸的比例急剧下降，3.5小时后几乎恢复到基线水平。

换句话说，在正常学习者的可塑性达到顶峰(使他们的第一次训练容易受到第二次训练的干扰)的阶段，过度学习者会受到抑制(保护第一次训练，但关闭第二次训练的大门)。3.5小时后，每个人都恢复了正常。

在最后一个实验中，研究人员表明，每个志愿者的谷氨酸与氨基丁酸比例的下降量与他们的第一次训练对第二次训练的干扰程度成正比，这表明神经递质比例与过度学习的影响之间的联系并非巧合。

时机就是一切

尽管这项研究的重点是视觉学习任务渡边说，他相信这种效果可能会转化为其他类型的学习，比如运动任务，在这些任务中，干扰等现象的作用类似。