长期以来，科学界普遍认为人类大脑无法真正同时处理多项任务，所谓的“多任务处理”不过是注意力在不同任务间的快速切换。然而，乔治城大学医学院的一项突破性研究彻底颠覆了这一认知。研究发现，通过大量重复训练，大脑能够重塑自身神经回路，将熟练技能“卸载”到不同脑区，从而释放前额叶皮层的认知资源，实现真正的并行处理。
训练重塑神经回路：从主动控制到自动执行
研究团队设计了一项精细的视觉分类任务：参与者需要学习区分经过形态混合处理的汽车图像，将其归入两组。通过一款手机应用，参与者在5至10周内完成了超过3万次试验，将分类任务转化为游戏。研究采用功能性磁共振成像（fMRI）和脑电图（EEG）在训练前后对参与者进行脑部扫描。结果显示，在训练初期，分类任务主要激活前额叶皮层——这一区域负责执行功能和深思熟虑，但处理能力有限。然而，经过数周训练后，脑部扫描显示分类过程转移到了颞叶皮层，该区域参与记忆编码和复杂物体识别。第一作者、现为理海大学心理学助理教授的Patrick Cox博士指出：“先前研究显示，有经验的观察者（如鸟类、汽车甚至宝可梦专家）的颞叶皮层会被特定物体类别激活，但这些研究仅在参与者成为专家后观察。本研究的优势在于其纵向设计，我们测量了训练前后的变化，从而证明大量训练在颞叶中创建了之前不存在的类别选择性区域。”这一发现表明，长期训练能够在大脑中创建新的功能区域，将技能处理从需要主动控制的脑区转移到更自动化的脑区。
绕过前额叶“瓶颈”：实现真正多任务处理的关键
研究进一步揭示，颞叶皮层中形成的汽车选择性区域直接与大脑输出区域连接，绕过了前额叶皮层。资深作者、乔治城大学神经科学教授Maximilian Riesenhuber博士解释道：“经验重塑大脑，绕过了前额叶的瓶颈。前额叶皮层因此保持空闲，可用于其他任务，从而提高了处理能力。”研究团队发现，当参与者将更多汽车分类过程从前额叶皮层“卸载”后，他们能更有效地同时执行另一项任务。这一结果直接挑战了传统观点，即人类无法真正多任务。Riesenhuber强调：“我们证明神经回路确实发生了改变，使大脑能同时做两件事。这是真正的多任务处理。”这一机制的核心在于，通过训练，大脑将需要高度认知控制的技能转化为自动化的神经活动，从而释放前额叶皮层用于处理新任务。
对成瘾行为、持续学习与人工智能的启示
研究结果还对理解成瘾行为提供了新视角。当学习行为转移到较少受意识控制的脑区时，这些行为变得难以通过意志力改变。Riesenhuber指出：“理解某事在大脑中实际发生的位置是消除它的第一步。这解释了为什么告诉某人‘想点别的’往往无效，因为他们实际上无法有意识地控制该行为。”此外，研究揭示了人类持续学习能力的神经基础——将已学技能转移到颞叶皮层，同时释放前额叶皮层，可能允许大脑以已有知识为基础学习新事物。Riesenhuber指出，当前的人工智能模型尚未实现这种机制。Cox补充道：“另一个有趣的问题是哪些任务能通过学习达到并行处理的程度。我们可以边走路边嚼口香糖，但开车时看手机发短信永远不安全，因为视线离开了道路。关键在于能否训练出完全独立的神经回路，使两个任务兼容。”这一发现为开发更接近人类学习方式的人工智能系统提供了重要线索。
DOI: 10.1162/JOCN_a_2618