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为什么学习能力会随年龄不断减弱?科学家给出了这些解释

神译局 · 2020-05-21
衰老和学习能力退化是一件不可避免的事,但是你仍然可以做到将不良影响最小化。

神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按:随着年龄的增长,你会发现学习变成了一件越来越困难的事。这是为什么?我们的大脑随着年龄的增长产生了怎样的变化?这些变化如何让获取信息的能力减弱?我们可以采取怎样的措施让大脑保持活跃?这篇科学短文将为你回答上述问题。本文来自Medium,作者Scott H. Young,原文标题“The Science Behind Aging and Learning Ability”.

年龄越大,学习速度越慢

我常常被问到关于年龄和学习能力的问题。说实在的,年龄和大脑衰老本身并不是我的研究领域,我写书、做研究的主题都是关于通用的学习策略的。

但是最近,我开始深入研究年龄的增长如何影响我们的学习能力。

首先我们得到的一个结论是:那些觉得随着年纪增长、学习速度越来越慢的人,他们所经历的并非幻觉。大量的研究已经表明,当年龄增长,思维能力会不断退化。 

大脑和各种能力的关系变化示意图 | 图片来自Medium

但是有趣的是,并不是所有学习能力都会不可避免地恶化。我们可以从上述的图表中看到,一个人一生中的词汇量是不断增加的,对这个世界的认知也是不断扩展的。

词汇量和对世界的认知不断扩展,其他能力却在退化,研究人员将其总结为“智慧结晶(crystallized intelligence)和流动的知识(fluid intelligence)之间产生了平衡”。即使当我们年老时,思维变得缓慢,我们依旧可以积累不少人生经验。当年龄不断增长,学习的速度越来越慢,获取新信息的能力越来越差,我们的智慧却不减分毫。

年龄增长时,大脑会发生怎样的变化?

关于年龄和思维的关系,现在学界有不同的说法。

一种比较通俗的说法是,大脑思维的运转会随着年龄的增长而放缓:神经元之间的突触会渐渐消失,信号会不断减弱,直到无法传递信息,导致思维便无法连贯和深入。

但另一种理论与之不尽相同。这种理论认为,大脑的衰老是分区的,一些区域比另一些区域衰老地更加严重,所以相对应的,人类不同的学习能力退化的程度才会不一样。“额叶衰老”学说就认为,随着年龄的增加,额叶皮层衰老的程度最大。这个皮层的功能非常多,但是最主要的功能就是控制我们的思维活动。这样的思维活动包括记忆、判断、分析,指导我们完成复杂的思考和操作。

在“额叶衰老”学说的框架下,研究人员托德·布拉弗(Todd Braver)和罗伯特·韦斯特(Robert West)提出了延缓学习能力退化的建议:不要让老人同时处理多种任务。根据这个假说,年纪越大的人越是难以摆脱经验、转换自己的目标,因为对他们来说,认知过程是下意识、自动化的。举个例子,斯特鲁普效应(Stroop tasks)就表明,对老年人来说,他们需要反映比较长的时间才能辨识文字的颜色。

斯特鲁普效应实验:将一个颜色的名称(例如“蓝色”、“绿色”、“红色”、“橘色”)以不是它所代表的颜色显示(例如文字“红色”以绿色油墨显示,而非红色油墨;或是文字“橘色”是以蓝色油墨显示而非橘色油墨),老人相较于年轻人,必须花较长的时间来辨识文字的颜色,而且辨识过程也更容易出错 | 图片来自Medium

比起年轻人,让老年人频繁转换目标、适应新的刺激非常困难。这也解释了为什么老年人很难同时完成多个任务,因为这种模式要求老年人在短时间内不断切换目标。老人每次切换目标后需要反映相当长的一段时间,因此效率会大打折扣。

对老人来说,学新事物的另一个困难在于:他们很难把当下收到的信息和特定的情景绑定到一起。这使得他们吸收和接受新事物的能力比年轻人缓慢。

换句话说,如果不将信息绑定在一起(而是以分散的形式)储存在长期记忆中,我们记不住某个信息的可能性就会加大。我们可能段时间内记住学到的具体内容,但是当我们年纪越来越大,我们也有可能会忘记学某个内容的当下的情景和环境,这种信息不绑定会造成记忆粘性缺失。环境和情景要怎么解释呢?举个例子,你可能在街上看某个人觉得眼熟,但是因为想不起来见到他的具体情景,所以你想不起来他是谁。

图片来自Medium

但是衰老就一定是坏事吗?研究表明,随着年龄增长,老年人不仅会积累越来越多的“智慧的结晶”,也更擅长管理情绪。良好的情绪管理是学习多项技能的前提,所以老年人虽然学习的速度会比较慢,但是面对消极情绪(如沮丧)时却能更好地应对。

不同的人衰老的速度会不一样吗?

所有认知能力的下降速度都是一致的吗?还是说有些人比另一些人衰老地更快?

在这个问题上,目前的研究结果有点相互矛盾。比如说,一篇论文认为,我们的年龄和认知能力的衰退呈现比较一致的线性关系,差距不会很大。换句话说,在没有重大疾病等因素干扰的前提下,我们的衰老速度大多数是一致的。

这四张图片展示了不同的人随年龄增长,认知衰退的方式不尽相同 | 图片来自Medium

相比之下,第二篇论文的作者却表示(如上图),总体上而言,年龄和认知能力的衰退呈现线性关系,但是不同的人认知能力衰退的速度是不一致的:一些人可能比另一些人能更能保持长久的敏锐思维。这样的结论和很多研究是一致的,许多研究都表明,一个人的衰老可能有多种因素,并不只是和年龄相关。

“多余的认知”也有价值

也有一些研究结果表明,一些老人的认知能力之所以下降,而另一些人却能永葆思维活跃,是因为后者在大脑中吸收了很多“多余的内容”。在物理层面,这些多余的内容会占据了部分大脑的容量,虽然比例不多,但是非常重要。

从认知储备(Cognitive reserve)这个概念出发,研究人员发现很多身体衰老的人认知能力却没有退化。

这幅图展示了不同的人认知能力的衰退速度不同,以及“认知储备”在这个过程中起到的作用 | 图片来自Medium

通过功能磁共振成像(fMRI)技术,你可以看到有些老年人的额叶皮层甚至比一些年轻人的还要活跃。一个可能的解释是,随着年龄增长,前额叶皮层会相对应地衰退,但是大脑为了抑制这种衰退,会减缓前额叶皮层处理信息的效率,拉长这种活跃的过程。

研究人员还发现,教育似乎可以抑制这种衰老。这可能是因为教育过程中,大脑里做了许多认知储备。当年纪增长时,这些年轻时储存的认知会对我们的大脑起到保护作用。

但是这种观点遭到一些人反对。反对者认为:不是因为教育让一部分人变得头脑敏锐,而是头脑敏锐的人才能接受教育。换句话说,教育是一个结果,而不是原因。

老年人如何减少认知能力下降的影响?

专家们认为,适当进行训练,有助于减小认知能力衰退的影响。但是我们早已经过了期待奇迹发生的年龄,知道衰老是一个不可避免的过程,也知道这样的训练效果是有限的。我甚至觉得,我们甚至无法找到一个放之四海而皆准的对抗衰老的方法。

不过也不能太悲观,已经有不少实例表明,一些方法还是奏效的。

首先就是要预防衰老。在你年轻的时候,吃得健康,多多锻炼。多学知识,给自己的“认知储备”扩容,哪怕这些知识最后会被你忘掉,它们还是会有一部分凝结成“智慧的结晶”储存在你的大脑里,保护你的认知能力。

其次就是创造一个适合你的环境,减少认知能力衰退带来的不便。具体来讲,你需要:

  • 避免给自己制造多任务同时处理的环境。前面讲过,多任务同时处理对老年人来说相对困难,需要反映的时间更长。相反,你要给自己创造一个可以专心处理一件事的环境,保证不受干扰。

  • 对重要的信息设置提示。当你的记忆力不如从前,当你想要把某件事情推迟一会儿再做时,很可能就会忘记这件事。这时候你需要设置系统的提示,提醒自己重要的待办事项,提醒自己近期的任务和目标。

  • 明确你想要学习的内容。将碎片知识绑定在一起储存进大脑,这可以是大脑下意识的行为,也可以由我们主动完成。随着年龄的增长,我们会发现“绑定知识”越发困难,这就需要我们刻意地让碎片知识产生联系,将其绑定在一起,增加记忆粘度。

第三个方法就是按照你认知能力的发展过程,合理分配学习时段。因为人的知识储备和记忆复杂事物的能力在成年初期达到一个峰值,那么这个阶段就很适合学习对你一生最重要的技能,比如说数学。

反之,当你学习的内容需要你提前有一定的认知储备或者人生经验,你就需要在年纪大一点时再学习它们:比如历史和法律。我就是在年纪稍微大一点的情况下补充了这两门学科的内容,我发现自己之前的储备、体验和感悟立马可以转化成智慧,对我之后的人生非常有益。

当然,学习某些技能也不能僵硬死板地限定在某个年龄段:15岁就学历史或者50岁才开始学数学,对我们来说都是有胜于无的。我之所以给出这样的建议,是因为从科学的角度讲,不同年龄段学习不同的内容,可能会有事半功倍的效果,帮助我们延缓衰老,降低认知能力下降后的不良影响。

译者:Michiko

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