学习成绩好坏的神经机制

ResearchBlogging.org 想像一下,如果高考时考生面对的不是白纸黑字的试卷,而是对着电脑做一些任务,同时脑袋上被贴上电极,记录他们的脑电活动。也许有一天,这样的场景就会成为现实。最新的研究发现,错误相关负波 (ERN),一个与错误监控和认知控制有关的脑电成分,可以预测一个人在大学的学习成绩。

被试要完成的任务很简单,就是以前经常提到的 stroop 任务 -____- 。实验中给被试呈现一系列表示颜色的词语,让被试判断字体颜色。而词语本身表示的颜色与字体颜色可能一致,如红;也可能不一致,如蓝。在不一致条件下,被试需要调动认知资源进行认知控制,抑制自己自动加工语义信息的倾向,而只靠颜色信息进行任务。

实验同时还记录被试的脑电信号。主要关心的脑电成分是在被试犯错误后 100 毫秒左右出现的负向成分,即错误相关负波 (error related negativity, ERN)。ERN通常被认为由前扣带皮层产生,反映了被试对行为表现的监控,以及对错误的检测。之前的一些研究已经发现,47% 的 ERN 的变异是由遗传因素决定的,因此可以把它看作一种人格特质一样的属性来看它是否可以预测个体的行为反应。
ERN
实验结果很清楚,学习成绩越高的被试,他犯错误之后的 ERN 反应也越高,两个的相关可以达到-0.4。另外一个相似的行为指标是,在被试犯错误之后的下一次反应中,被试的反应时会显著变慢。在这个研究中,学习成绩越高的人,在犯错误之后的下一次反应中反应时变慢的越多。

这个研究表明学习成绩的好坏与与错误的监控以及认知控制有很大的关系。用实验室中短短1个小时的实验就可以预测一个人在学校里的学习成绩,这是一个很有趣的结果。也许今后的考场上出现的将是各种古怪的认知任务和脑袋贴满电极的被试,而不是面对白纸黑字的试卷俯首狂书的考生。

当然,ERN强度与学习成绩之间的因果关系并不确定。也许是 ERN 强的人,他的错误监控与控制机制比较好,因此容易取得好成绩;但也可能是因为他学习很努力,取得了好成绩,同时努力学习也把 ERN 波形训练得更强。

更要注意的是,ERN 强度高不一定是好事,因为很多病人都会表现出更强的 ERN 反应。仔细想想这个,很有意思 :)

Hirsh, J., & Inzlicht, M. (2009). Error-related negativity predicts academic performance Psychophysiology DOI: 10.1111/j.1469-8986.2009.00877.x

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