薪水、好成绩或晋升的前景能够极大地集中注意力,研究人员现已识别出负责这种奖励驱动学习的大脑回路。
在2006年5月的《Neuron》期刊中,Alison Adcock及其同事报告了对人类进行脑部扫描的研究,揭示了特定的与奖励相关的大脑区域如何“提醒”大脑的学习和记忆区域,从而促进记忆的形成。
在他们的研究中,研究人员要求志愿者参与两种类型的奖励相关任务,同时使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描受试者的大脑。在这种技术中,利用无害的磁场和无线电波检测大脑中血流量较高的区域,这反映出更高的活动水平。
在第一个任务中,研究人员旨在识别与奖励预期相关的区域。该任务涉及向受试者展示圆形或方形等符号,这些符号指示受试者可以通过快速按下按钮来获得或失去的金额——从没有钱到5美元不等。受试者会立即被告知他们是否获得了奖励。研究人员发现,奖励预期激活了“中脑边缘”区域中特定的脑结构,该区域与情感处理有关。
在第二个任务中,研究人员试图测量这一奖励中心如何促进记忆的形成。他们首先向受试者展示一个“价值”符号,表明接下来展示的场景图像如果被他们在第二天记住,将会获得5美元或10美分的奖励。然后,他们展示了场景,并在第二天测试受试者从一组中挑选出该场景的能力。
研究人员发现,受试者更有可能记住高价值的场景而非低价值的场景。重要的是,他们发现那些高奖励场景的提示在被记住之前激活了中脑边缘区域的奖励区域,以及大脑内侧颞叶(MTL)中与学习相关的海马体。场景可视化之前的激活表明,大脑实际上是在提前准备过滤输入信息,而不仅仅是对外界的反应。MTL的激活与更高的脑功能相关,包括学习和记忆,显示出在这些区域激活更强的受试者也表现出更好的记忆能力,Adcock及其同事发现。
研究人员总结道,他们识别出的学习机制“可能让有机体的期望和动机与物理世界中的事件相互作用,从而影响学习。因此,这一中脑边缘回路的预期激活可能有助于将动机转化为记忆。”
研究人员包括来自加利福尼亚大学旧金山分校和斯坦福大学的R. Alison Adcock和Arul Thangavel,斯坦福大学的Brian Knutson,以及来自斯坦福大学和麻省理工学院的Susan Whitfield-Gabrieli和John D.E. Gabrieli。该工作得到了NIH资助MH59940、NARSAD青年研究员奖和Giannini家庭基金医学研究奖学金、VAMC特殊神经科学奖学金及NARSAD青年研究员奖的支持。
Adcock等人:“奖励驱动的学习:中脑边缘激活先于记忆形成。”发表于《Neuron》,50,507-517,2006年5月。DOI 10.1016/j.neuron.2006.03.036