对于那些在理解新的数学作业方面遇到困难的成年人,或者对孩子们能学习第二语言的速度之快感到惊叹的人来说,现在有了新的证据表明,孩子们确实比成年人学习东西的速度快得多。
今天发表在《Current Biology》杂志上的一项研究发现,儿童和成年人在一种称为γ-氨基丁酸(GABA)的关键大脑信使的浓度方面存在差异。这种信使能够稳定新近学习到的内容,这就是它在大脑学习新事物过程中发挥作用的原因。
GABA是一种神经递质,通过阻断身体中枢神经系统中的特定信号来减缓大脑活动。根据克利夫兰诊所的说法,GABA还能产生镇静作用,并被认为在控制与焦虑、压力和恐惧相关的神经细胞过度兴奋方面起着重要作用。
“我们的研究结果表明,小学生在给定时间内可以比成人学习更多的东西,从而使儿童的学习效率更高,”该研究的合著者、布朗大学的Takeo Watanabe在一份声明中表示。
之前的研究已经考察了GABA在年龄与学习中的作用,但该研究的作者指出,儿童体内的GABA仅在一次测量后进行过测量,并且在学习过程中没有显示出任何特殊的意义。
“人们常常认为儿童比成人学习效率更高,尽管这种说法的科学支持充其量只是微弱的,而且如果这是真的,那么导致儿童学习效率更高的神经机制尚不清楚,”Watanabe说。
该团队使用了类似于功能性磁共振成像(fMRI)的神经成像技术,来研究小学生和成年人的视觉感知学习。参与者被展示了多张不同的图片,并在测试后被问及相关问题。
视觉学习在儿童的视觉皮层(处理视觉信息的脑区)中引发了GABA的增加,并且GABA的增加在训练结束后持续了数分钟。当成年人进行相同的视觉测试时,GABA水平根本没有变化。
训练结束后,儿童参与者将GABA的增加水平保持了数小时,而成年人的GABA浓度则保持稳定。
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“在随后的行为实验中,我们发现儿童确实比成人更快地稳定了新学习的内容,这与人们普遍认为儿童在学习能力上优于成人的观点一致,”研究合著者Sebastian M. Frank(现就职于德国雷根斯堡大学)在一份声明中说。“因此,我们的研究结果表明,GABA是儿童高效学习的关键因素。”
作者认为,这些研究结果应该鼓励教师和家长在孩子的童年时期,不断为他们提供学习各种事物的机会,从骑自行车到演奏乐器,再到学习乘法表。
这些发现也可能改变神经科学家对儿童大脑成熟度的看法。儿童保留GABA水平以及快速稳定他们学习到的新概念或技能的能力,可能有助于他们在给定时间内学习更多内容,并提高学习效率。
根据Watanabe的说法,儿童在许多方面都是优秀的视觉学习者。Watanabe说:“尽管儿童的大脑尚未完全成熟,许多行为和认知功能不如成人高效,但总体而言,儿童的能力并不逊色于成人。”
在未来的研究中,该团队计划探索大脑区域和功能之间的成熟速率差异,以及GABA在阅读和写作等其他类型学习中的反应。