文献:Addante, R., Yousif, M., Valencia, R., Greenwood, C., & Marino, R. (2021). BOOSTING BRAIN WAVES IMPROVES MEMORY. Frontiers for Young Minds, 9. https://doi.org/10.3389/frym.2021.605677

论文原文 ¶

1.研究背景 ¶

1.1 记忆与脑电波 ¶

记忆对我们的日常生活非常重要，大多数的遗忘都是正常的，一些是由于大脑的损害或其他疾病。本实验研究的是长期记忆，例如上学的第一天以及朋友的生日会由于大脑不同区域的脑细胞的活动模式共同保持记忆。神经元以正常的顺序发送电信号，大脑由无数个神经元组成，它们的电活动模式被称为脑电波。脑电波就像海浪一样:可大可小，可快可慢。脑电波的速度以Hz为单位，Hz描述了在1s内发生了几次脑电波。为了方便，脑电波通常以名字来指代，其中最慢的一个脑电波被称为θ波，每秒钟出现4到8次(4-8Hz)，θ波在人们非常放松和睡觉时候出现；β波为一种更快的脑电波，每秒钟出现12到16次(12-16Hz)。β波通常在人们清醒有意识的时候出现。

1.2 大脑可以通过诱导训练保持特定的脑电波 ¶

大脑活动的节奏模式可以通过诱导的过程改变，也就是说可以训练大脑在不同的频率下工作。诱导是通过使脑电波与外界刺激同步的方式例如给大脑输入想要的频率的声音和光。可以通过能精准控制光闪烁的护目镜以及用头戴式耳机播放某种频率的哔哔声来达到诱导的作用并且对大脑无伤害。

因为之前的研究表明θ波发生在一个人正确回忆起一些事情之前，这个发现意味着有可能通过改变记忆前的大脑活动来改善一个人的记忆，因此本研究的主要目的是探究是否可以通过增强θ波来改善记忆。并且本研究预测通过视听诱导来增强θ波会提高记忆力。

2. 研究方法 ¶

共进行了两个实验，第一个实验比较了θ波的增强和称为白噪音的随机模式的增强；第二个实验比较了增强θ波和增强β波。如下图1所示，实验分为三个步骤。第一步，让被试在一个电脑屏幕上学习200个单词，每个单词呈现一次，每次呈现1s；第二步，戴上护目镜和耳机，护目镜挡住了除闪烁的灯之外的一切，耳机挡住了除正在呈现的声音之外的所有声音，被试接受36min的视听觉刺激，视听刺激的类型取决于被试被分配到的组——被试看到和听到的要么是θ波，要么是β波，要么是随机模式；第三步，把学习过的200个单词与100个新单词混合进行测试，要求被试回忆之前是否见过每个单词，将每个单词归类为“旧”或“新”，并在记忆测试中用EEG记录被试的脑电波。

使用EEG测量大脑内的脑电波活动模式，研究人员可以比较被试成功记住某事和忘记某事时的EEG结果。因为之前的研究表明大脑在成功记起某事之前大脑表现出θ波，因此实验中观察了在记忆之前的大脑的θ波活动。

3. 实验结果 ¶

如下图2所示，第一个实验中θ波诱导组的记忆表现优于白噪音组，这表明θ波范围内的视听觉刺激会改善记忆。但是怎么知道是θ波造成的记忆差异呢？这是本研究做第二个实验的目的，想看当接受β波诱导刺激时记忆是否会改善，这种记忆改善是否只针对θ波的诱导。结果如下图2所示，只有接受θ波诱导组记忆有改善，而β波组无改善。

4. 讨论 ¶

实验发现可以通过诱导方式来安全的操控脑电波从而改善记忆。本实验使用了两个实验和对照组进行比较，排除了替代的可能性。但是本实验有一定的限制，比如不知道诱导起作用所需的最短时间，因为实验只测试了36分钟的诱导。并且不知道记忆的改善会持续多久以及这个方法没有在儿童身上进行测试，并且这个方法可能对癫痫患者不安全。另外，尽管实验证明了θ波的诱导训练提高了后来的记忆分数，也提高了记忆过程中大脑中的θ波活动，但这并不一定意味着实验记忆部分中增强的θ活动导致了记忆的改善——只是表明了诱导改善了记忆和后来的θ波。

这个发现在未来有很多潜在的应用，比如可以通过诱导训练改善那些有记忆障碍的人。诱导训练也可以在日常情况中帮助我们改善记忆。

5.思考 ¶

本实验中θ波范围内的视听觉刺激到底是5Hz的声音还是声音呈现的频次，这一点会使人有疑惑，如果是频次那么它没有标明呈现刺激声音的音高。