Research Digest网站4月10日发布的一篇新文章给了咖啡爱好者们一个喝咖啡的新理由(一个大大的好理由):
咖啡因会增加「脑熵」。而脑熵增加的后果,简单来说,是提高智商!
喝咖啡很可能让人在短时间内变聪明了。
什么是脑熵(brain entropy)?「熵」这个概念大家应该都不陌生,它指的是一个系统的混乱度。而脑熵,是神经科学家用来测量大脑中信息混乱度的指标,它主要是用从某一个时刻到下一个时刻大脑活动产生了多大程度的不规则变化为标志的,也以大脑不同区域之间神经活动的长距离相关性为标志。
我们可以把大脑看做一个随时涌动着庞大信息流的网络。信息变化越快,长距离的信息通讯越多,脑熵越高,更大的熵意味着更多的信息处理能力。而如果信息变化速度减慢,长距离信息通讯消失,脑熵就变低(深度睡眠或昏迷时的大脑就处在低熵状态)。
那么,咖啡因会怎么改变脑熵值呢?
在刚刚出炉的一项研究里,来自杭州师范大学的研究者让受试者服用了200毫克咖啡因片(大约相当于两杯咖啡),半小时后再让他们平躺在磁共振成像仪中接受扫描。受试者只是躺在扫描仪里,什么也不用做,这在神经科学的术语里叫「静息状态」。
扫描结果显示,咖啡因增加了几乎整个大脑皮层的静息脑熵,尤其是在与注意力和记忆等多种高级思维活动相关的前额叶外侧皮层、涉及白日梦和自我反省的默认模式网络、视觉皮层和运动网络中,脑熵增加非常明显。这不但呼应了以往研究中发现咖啡因可以提高注意力、警觉和运动功能的结论,也暗示咖啡因的摄入很可能增强了静息脑的信息处理能力。
在与这项研究几乎同时发表的另外一项研究里,纽约大学医学院的研究者对900多名受试者的脑熵进行了测量,并把脑熵值与受试者的言语智力及推理能力测验(智力的两个关键维度)的结果进行了比对,结果发现,脑熵与智力之间存在正相关。脑熵越高越聪明。
具体来说,左下额叶的静息状态熵越大,词汇学习成绩越好,而双侧前额叶的静息状态熵越大,推理能力越强。研究者认为,高熵值的大脑可能更有能力模拟和预测复杂而混乱世界会如何运转。
结合这两项研究的结果,可以推测:喝咖啡很可能会产生一种短期提高言语智力和推理能力的效果(之所以说是短期,是因为咖啡因在血液循环中的平均代谢半衰期是5.7个小时,随着血液中咖啡因浓度的下降,脑熵会逐渐回到正常水平)。
很多人梦寐以求的聪明药,或许早就已经在我们身边了。
p.s.:
Research Digest网站的报道:https://digest.bps.org.uk/2018/04/10/caffeine-causes-widespread-brain-entropy-and-thats-a-good-thing/
文中两项研究:
Chang, D., Song, D., Zhang, J., Shang, Y., Ge, Q., & Wang, Z. (2018). Caffeine Caused a Widespread Increase of Resting Brain Entropy. Scientific reports, 8(1), 2700.
Saxe, G. N., Calderone, D., & Morales, L. J. (2018). Brain entropy and human intelligence: A resting-state fMRI study. PloS one, 13(2), e0191582.
p.p.s.:
上面提到的两项研究都都只是扫描了静息状态下的脑熵,也就是大脑在「空转」时的表现。现在科学家们还不了解大脑在执行各种具体的任务时,脑熵会如何变化。
说明
- 这个“心理学新知小课”系列的文章是当年配合《魏知超:心理学新知课》相关内容而写的科普/杂谈小短文,在已关闭的平台“饭团”上发表,原文链接已不存在。