實驗室談話

EEG中的教育和旅行

教育和旅行都增加了對大腦進行更複雜、新穎刺激的空間。反過來,隨著旅行和教育水平的提高,大腦EEG信號的複雜性也隨之增加。

在一個上一篇博文我展示了刺激消耗和EEG信號複雜性之間的係統關係[1]。腦電圖複雜性的關鍵刺激因素是什麼?

教育與腦電複雜性

教育可能是我們大多數人想到的第一種刺激類型——它增加了我們通常會遇到的知識的範圍和複雜性。研究表明,教育與灰質體積的增加和認知能力的提高有關(參見相關文章[2,3])(大腦中的大學).然而,這在腦電圖中是如何反映的?

[1]中的數字
我們的研究[1]覆蓋了印度450名成年人,他們的教育水平從沒有受過教育(文盲)到受過大學教育。研究表明,平均腦電圖複雜度隨著教育年限的增加而係統性增加,線性擬合良好。當然,教育年限隻是刺激複雜性的一個總體衡量標準,因為教育質量可能會有所不同,人們的教育嚴格程度也可能因學校而異。那些沒有完成高中學業的人通常是低收入人群,他們也無法進入更好的私立學校。因此,上大學的人往往來自收入較高的家庭,他們可以負擔得起更好的私立學校。這或許可以解釋為什麼那些完成大學學業的人——如圖所示,16年的教育程度往往比整體線性擬合的複雜度更高。

腦中旅行

另一個關鍵的刺激因素是旅遊。與教育相比,這有一種截然不同的刺激模式。與教育不同,教育是對識字和算術的符號係統及其教學應用的正式研究,旅行是一種完全互動的感官體驗,涉及到新的物理環境和潛在的新語言和文化,需要計劃。有很多研究表明,將齧齒類動物置於更複雜的新環境中會增加神經發生和基因表達的變化[4.5]。旅行可能是人類最接近的自然刺激。

[1]中的數字
在這項研究中,個人旅行足跡是根據過去一年離家旅行的距離進行分類的。使用的編碼如下

  1. –從未離開過家鄉
  2. –在家鄉100公裏半徑範圍內旅行
  3. –旅行半徑超過100公裏,但在州內(在印度,每個州都有不同的官方語言)
  4. –旅行半徑超過100公裏,包括州外但在國內
  5. –出國旅行(幾乎總是>100公裏)

當然,這隻是一種順序編碼,其中5並不明確表示1多於4,而是代表下一個最複雜的旅行類別。

因此,毫不奇怪,每個連續類別的複雜性都更高。因此,更多的旅行伴隨著更大的複雜性。

分析旅行和教育的影響

受過更多教育的人也可能會更多地旅行。反過來,兩者都與收入有關。因此,很重要的一點是要了解每一個都有不同的效果,或者是一個驅動效果,而另一個隻是整個過程中的一個關聯。當然,要像在實驗室動物身上那樣控製活體呼吸係統是非常困難的。然而,這些數據提供了一些強有力的線索。高學曆組和低學曆組在旅行的複雜性上表現出相同的增長。同樣,高收入和低收入群體的複雜性都有所增加,旅行強烈表明旅行有其自身的影響。

[1]中的數字

複雜性的增加意味著什麼?

這種複雜性度量是相對較新的,代表EEG中複雜波形的多樣性,大約為100-300毫秒,這是人類感知的時間尺度。我們還不知道它對認知或其他心理功能方麵的影響。然而,一些初步的研究表明,與其他相關的測量方法相比,它能更好地預測模式識別任務的結果樣本熵還有Lempel-Ziv複雜性。這意味著旅行和教育的這種影響反映了某種認知意義上的東西——這並不奇怪,因為旅行和教育都與認知增益有關。

工具書類

〔1〕PARAMESHWAN D等,社會經濟和刺激不平等對人腦生理學的影響,自然科學報告,2021年4月

[2] Boller B等人,健康老年人受教育年限、區域灰質體積和工作記憶相關大腦活動之間的關係。大腦成像表現。2016

[3] Cox SR等人。73歲時教育與大腦結構之間的關係,根據11歲時的智商進行調整。神經學2016;87(17):1820-6

[4] Rampon C等人。環境富集對大腦基因表達的影響。Proc Natl Acad Sci U S.2000;97(23):12880-4.

[5] Bayat M等人,豐富的環境改善了慢性腦灌注不足大鼠的突觸可塑性和認知缺陷。大腦是公牛。2015;119分(A點):34-40分。

“五個思考”EEG中的教育和旅行

  1. 你好

    就我而言,圖表包含相關數據,不一定有因果關係。旅行的原因可能有所不同,可能因為未知原因(例如,從事需要國際旅行的工作可能需要更複雜的腦電圖),腦電圖更複雜的人比腦電圖不太複雜的人旅行更多。

    1. 事實上,人類係統的複雜性,即一切事物都與一切事物相關,人類無法像實驗室動物那樣被控製,這使得控製混亂變得非常困難。盡管如此,我們認為,隨著時間的推移,係統性趨勢可以為我們的發展方向提供信息。我們當然會邀請大家提出方法建議,以分析人類進化係統研究中的困惑——這是一個困難的挑戰。

      1. 瑞恩的論點是正確的。我認識的大多數長途旅行的人通常都是精明的人(工作流動就是一個很好的例子)。說旅行是聰明頭腦的一個原因,而不是相反的原因,似乎有點鬆懈:聰明的人可能有理由探索不同的地方……你說得對,人類很難控製變量的交叉;然而,我們在設定科學假設時必須小心。

        1. 事實上,這很可能是一個反饋回路。聰明的人會進一步冒險,在這樣做的過程中,他們會受到更多新奇的刺激,從而增加他們的知識和“聰明”。

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