大脑如何学习-前言2

大脑如何学习-前言2

脑电图EEG和脑磁图MEG

这两种技术用于有效确定某种现象发生在大脑中的速度有多快。为了达到这个目标，两种技术测量大脑运作时的电和磁活动。在EEG过程中，19到128个电极连接到大脑皮层各种位置，通过导电胶，电波信号被计算机记录下来。在MEG过程中，在头部放置100个左右的磁性探测仪，来记录磁活动。脑电波和脑磁波，可以记录一毫秒时间内的大脑运动，这是大脑加工语言的时候的一个通常的速度。当一组神经元对特定的事件进行反应：比如说针对一个单词，他们被激活了，他们的电和磁运动，比起没有被激活的神经元细胞，更容易被监测到。这种反应被称为事件相关电位，或者ERP。ERP监测结果提供了大脑做数学运算以及阅读过程所需要的时间方面的信息。脑电图和脑磁图，不会对被试产生电磁辐射，因此没有危害。

正电子发射计算机断层成像PET

PET是第一个观察大脑功能的技术。这种技术需要对被试注射一种放射性溶液，以传导到大脑。大脑中高活动区域，会堆积更多的辐射物，辐射物聚集的信息被环绕在被试头部的探测仪所捕捉。计算机针对辐射浓度，进行图片化的演示。图片是有颜色的，活跃区域用红色和黄色表示。非活动区域用蓝色和绿色表示。PET的缺点在于，要注射入侵性的辐射物。因此，这种技术不被用于健康的儿童，因为辐射的风险很大。

功能性核磁共振成像fMRI

这种技术正在迅速替代PET扫描，因为它是无痛的，并且是非入侵性的，且不含辐射。这一技术，可以精准定位高活动和低活动脑部区域。其运作机制是基于：当大脑中任何一个部位变得更加活跃时，需氧量和营养需求量，都会提升。脑细胞中的氧是由血红蛋白携带的。血红蛋白包含铁元素，而铁元素是有磁性的。功能性核磁共振成像技术就是使用一个大的磁铁，来比较进入脑细胞的携氧血红蛋白，比之离开脑细胞的去氧血红蛋白，之间的数量关系。计算机在更高携氧量的大脑区域中标色，并在一厘米之内的范围内精准定位活跃的脑区。

功能性磁共振光谱fMRS

这种技术使用的是功能性磁共振成像相同的仪器，但他们用的是不同的计算机软件，来记录大脑中，当被试正在思考时，产生的不同水平的化学物质。正如同fMRI。功能性磁共振光谱fMRS，可以精准的定位大脑活动的区域，不过这种技术还可以辨认出究竟是哪一种化学物质出现在活跃区域。功能性磁共振光谱被应用于对语言功能的研究，定位具体的化学物质，比如说乳酸分泌的变化。这种化学物质，通常都在语言任务进行中，响应脑区的活动。

研究者还发现数十种大脑中的化学物质被称为神经递质。脑细胞就浸没在这些物质之间，神经递质起到脑细胞间的信息传导或者信息阻隔作用。在特定脑区神经递质密度的剧烈变化，可以改变我们的情绪，影响我们的运动，降低或提升我们的警惕性，影响我们的学习能力。

为了决定，究竟是哪一部分的大脑区域，控制了我们什么样的功能？神经外科医生使用微小的电极来刺激单独的神经细胞。除了通过上述技术，获得的信息以外，通过逐渐增多的对大量脑损伤病人恢复案例的收集，也给了我们提供了，关于大脑是如何发展变化、学习记忆、从损伤中恢复等一系列新证据以及洞见。