
纽约大学坦登工程学院(NYU Tandon School of Engineering)的一项新研究发现,日常生活中的简单乐趣——如听音乐、喝咖啡或闻香水——可以通过改变大脑活动状态,显著提升认知能力,尤其是在需要集中注意力和记忆力的任务中。该研究采用了一项名为 MINDWATCH 的突破性大脑监测技术,该技术由生物医学工程系副教授 Rose Faghih 团队历时六年开发,通过分析可穿戴设备(如皮电活动监测腕带)采集的数据,实时推断大脑的认知唤醒水平。
研究发表在《自然·科学报告》(Scientific Reports)上。受试者佩戴皮肤电活动(EDA)腕带和脑电图头带,在听音乐、喝咖啡、闻香水(个人喜好)以及无刺激条件下,完成标准的工作记忆任务——n-back测试(包括1-back和3-back两种难度)。MINDWATCH算法分析发现:与基线相比,音乐和咖啡显著增强了受试者的 β波段脑电波 活动,这一波段与高度专注和认知高峰状态密切相关。其中,AI生成的个性化音乐 带来的认知提升最为显著,熟悉的活力音乐次之,放松音乐效果最弱;咖啡效果不如音乐但依然明显;香水则仅有微弱改善。
值得注意的是,在更具挑战性的 3-back测试 中,所有刺激物的提升效果均更强,提示当认知负荷较高时,这类干预手段可能发挥更大作用。研究人员认为,MINDWATCH技术未来有望集成到可穿戴设备中,实时监测大脑认知状态,并在检测到急性压力或注意力下降时,主动建议用户采取听音乐等简单干预措施,从而优化工作或学习表现。目前该技术仍在开发中,但已提供公开数据集供学术界进一步研究使用。
本研究第一作者为 Hamid Fekri Azgomi(原Faghih课题组博士生,现加州大学旧金山分校神经外科博士后),通讯作者为Rose Faghih。研究得到了多模态智能无创大脑状态解码器项目(MINDWATCH)的支持。
参考文献:
Fekri Azgomi, H. et al. Regulation of brain cognitive states through auditory, gustatory, and olfactory stimulation with wearable monitoring. Scientific Reports, 2023. DOI: 10.1038/s41598-023-37856-7 (Open Access).