實驗室討論

腦電圖複雜度與刺激消費同步增加

更複雜的環境,對大腦刺激範圍的擴大,會對大腦的各個方麵產生深遠的影響。伟德BV下载智人實驗室的人類大腦多樣性伟德国际备用网站項目表明,刺激消費的增加與腦電圖信號複雜性的係統性增加有關。這些發現對我們理解收入不平等有著深遠的影響。

大腦需要刺激才能發育和生長

大多數其他器官從出生到死亡的行為本質上是一樣的,它們的生長和功能完全依賴於熱量和營養,而大腦不同,它必須消耗其他東西——刺激。正是來自外部世界的刺激通過感官產生,這對從出生到成年乃至以後的大腦線路的塑造至關重要。正是這種依賴於刺激的神經可塑性決定了突觸的修剪、新突觸的形成以及貫穿大腦的活動的性質。

動物研究顯示了環境中不同程度的刺激對大腦的巨大影響(例如,盡管有大量的文獻,但參見refs[1])。例如,把老鼠放進刺激豐富的籠子裏,籠子裏有輪子和迷宮,環境中有一組更複雜的物體,這些老鼠在神經發生、樹突分支和基因表達方麵表現出大量的變化。所有這些變化都會影響大腦的生理機能——電活動的途徑及其結構。

我們不斷變化的刺激環境

在過去的200年裏,人類已經看到了刺激環境的複雜性顯著增加。現代環境和前現代環境在複雜性上的差異,甚至比在籠子裏增加一個迷宮、一個輪子和幾個物體更引人注目,它們會極大地改變老鼠的大腦。

讀寫、計算和正式的製度化教育開始傳播,擴大了我們可以消費的知識的複雜性和範圍。1870年,平均受教育時間大約是2年。今天大約是8年,世界上幾乎一半的人完成了高中學業。機動車輛和航空旅行的出現從根本上改變了我們探索更廣泛環境的能力,極大地擴大了世界上個人的平均足跡。旅行改變了我們的節奏和新奇刺激的範圍,從導航新的空間環境到用新的語言交流和在不同的文化中互動。最近還有手機和互聯網,它們改變了我們與他人互動的速度,以及我們獲取知識和信息的速度。把這比作一種科技刺激的節奏自由生活,過著步行的生活。

收入與刺激消費

然而,並不是世界上的每一個地方都已經過渡到現代生活,而且許多這些刺激擴張的因素都需要花錢。隨著收入不平等的加劇,刺激不平等也在加劇。對於收入最低的5美元或以下的人來說,大部分錢都花在了食物和住所上。隨著收入增長超過這一生活水平,人們越來越多地把錢花在獲得這些巨大的刺激擴大因素上——教育、手機、交通工具和旅行。圖表(來自[2])顯示了刺激消費是如何作為收入的函數而變化的——這裏的刺激消費是對教育、旅行、燃料消耗和手機使用的綜合衡量。

收入和刺激消費之間的關係本質上是對數關係。在印度,每天30到50美元的價格就能負擔得起所有這些刺激擴張的基本要素。

腦電圖與刺激消費

從動物研究中我們知道刺激環境的劇烈變化會引起大腦的劇烈變化。此外,在人類中,刺激消費隨著收入[2]的增加而係統地增加,先前的研究表明,在貧困中長大的人大腦[3]有結構性差異。那麼這在腦電圖中是如何反映的呢?

智人實驗室(Sapien Labs伟德BV下载)的“人類大腦多樣性”(H伟德国际备用网站uman Brain Diversity)項目最近的一項工作,研究了印度各種各樣的人,他們的收入和獲得刺激的途徑各不相同。參與者來自非常偏遠的“前現代”生態係統,沒有汽車、手機和學校,每天收入低於3美元,到有大學學位、汽車和手機的城市中心。也許在閉眼休息狀態下測量到的腦電圖驚人的複雜性與刺激消費的增加是同步的。這種複雜性的測量本質上反映了腦電信號中複雜波形模式的多樣性。在最低刺激消費群體(基本上是那些過著“前現代”生活的人)和最高刺激消費群體(城市數字連接)之間有很大的差距。

從複雜性到認知

腦電波形複雜度與熵值相關,並與模式識別任務[3]的表現高度相關。這是否意味著我們消費的刺激越多,我們的認知能力就越強?

事實上,有充分記錄的弗林效應表明,在過去的一百年裏,隨著現代技術和製度的發展,我們消費刺激的能力不斷增強,我們作為一個集體的人類的智商也在不斷提高。然而,我們必須問,在收入分化、刺激手段分化的背景下,這意味著什麼?當後果不僅是外在的,而且是生理上的,這就特別令人心酸。

參考文獻

Nithianantharajah J, Hannan AJ。豐富的環境,依賴經驗的可塑性和神經係統的紊亂。Nat轉速>.2006

[2] Parameshwaran D.等人,社會經濟和刺激不平等對人類大腦生理的影響自然科學報告2021

高貴KG等。家庭收入,父母教育和兒童和青少年的大腦結構。Nat >。2015

Parameshwaran D, Thiagarajan TC。波形複雜度:腦電分析的新指標。J >方法.2019.

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