【國際消息】倫敦計程車司機的腦部結構與眾不同

所有的倫敦計程車司機都必須熟記「知識大全」(the Knowledge),這份資料內含倫敦市中心兩萬五千條街道和數千個景點錯綜複雜的分布位置。而如今惠康基金會(Wellcome Trust)資助的一項新研究發現,牢記「知識大全」會改變倫敦計程車司機的腦部構造和記憶力。

圖片來源:Wikipedia

編譯 | 汪芃

這份於十二月八日發表在《當代生物學》(Current Biology)的研究,進一步證實人在成年後仍可透過學習改變腦部構造,這無疑鼓勵了終生學習,也指出腦部受傷後仍有康復的可能。

在倫敦,想受訓取得計程車司機執照的人,都必須熟記「知識大全」,這份資料中詳載了倫敦的上萬條街道和所有街道的分布位置。培訓通常需要花三到四年,接著學員必須通過一套嚴格的測驗,才能取得營業執照,而最後往往只有一半的學員能合格。比起世上其他地方,倫敦對計程車司機如此浩大的訓練和檢定流程絕對稱霸全球。

這次這份新研究的主持人是埃莉諾.馬奎爾(Eleanor Maguire),她是倫敦大學學院惠康基金會神經造影中心(WellcomeTrust Centre for Neuroimaging, University College London)的教授,同時是惠康基金會的資深研究員;她早先曾主持另一份相關研究,當時研究團隊觀察取得執照的倫敦計程車司機後發現,這些人和一般的汽車駕駛相比,腦中海馬體(hippocampus)後部的灰質(grey matter,即腦中負責處理資訊的神經細胞)較多,而海馬迴前部的灰質則較少。這份研究也顯示,這些計程車司機雖然對倫敦相關資訊的記憶力比較好,但記憶其他視覺資訊的學習能力則較差;這代表想精通「知識大全」,似乎得有所犧牲。這份研究顯示,這些司機的大腦為了容納倫敦的交通資訊,腦部結構很可能會受到認路經驗影響而產生變化。

馬奎爾教授為了進一步驗證這項假說,與同仁凱瑟琳.巫雷特博士(Katherine Woollett)追蹤了79位倫敦計程車駕駛受訓學員及31位對照受試者(即一般駕駛),他們用MRI磁振造影技術(magnetic resonance imaging)追蹤這兩組受試對象的腦部結構變化,並觀測他們在記憶測驗中的表現。這些學員當中,後來只有39位通過所有檢定並取得倫敦計程車營業執照,因此研究人員得以將這些自願受試者分成三組,分別是通過檢定者、接受培訓但未通過檢定者,以及未受訓者。

研究一開始,在所有學員都還沒接受訓練的時候,研究人員便檢視過受試者的腦部結構,檢查結果發現,學員組和對照組的海馬體前、後部都沒有明顯的結構差異,且各組在記憶力測驗的表現也不相上下。

經過三、四年,所有受訓學員無論通過與否,都已已經接受過「知識大全」檢定,這時研究人員再度掃瞄觀察所有受試者的腦部結構,並測試他們的記憶力,發現三組成員的海馬體後部出現很大的差異:成功通過檢定的學員在這個區域中的灰質變得比受訓前大,而未通過的學員和對照組受試者的腦部結構則沒有明顯變化。令人玩味的是,這時三組受試者的海馬體前部都還沒有明顯變化,代表合格駕駛的海馬體前部會在海馬迴後部改變後才隨著漸漸改變。

而在記憶力測驗中,合格和未合格的受訓學員對於倫敦各地標的記憶力都比對照組好,然而另一方面,合格學員在其他的記憶力測驗中卻表現得比對照組差,例如記憶複雜的視覺資訊等;未合格的學員則沒有這種情形。

馬奎爾解釋:「人腦始終具有可塑性,即使成年後依然如此,這樣我們學習新事物時,腦部才能因應調整。我們追蹤這些計程車駕駛學員記下「知識大全」前後的情形,由於熟記這份資料是高難度的空間記憶考驗,我們等於是監測了受試者的外在表現和腦中的情形,一探他們的海馬體構造如何受外界刺激而改變。這份研究成果對於想學習新技能的成年人來說,無疑是一劑強心針。」

馬奎爾表示:「但目前還有一點不清楚,就是那些後來成為正式計程車司機的學員,是不是比被淘汰的學員更具有先天優勢,例如他們的大腦是否原本就有較強的適應力、「可塑性」比較高?換言之,『先天』和『後天』哪個重要,這個長年存在的問題依然懸而未決。」

馬奎爾教授和巫雷特博士在這份研究論文中探討造成這些腦部變化的生物機制。有一種經鼠類實驗證實的理論認為,動物付出認知努力(cognitive effort)進行有效學習時,神經細胞新生和存活的機率都會提高,而目前已知腦中會生成新神經細胞的區域屈指可數,海馬體正是其中之一。另一個可能的說法則是合格學員的神經細胞間連結會變得比較強,這種神經細胞連結也就是所謂的突觸(synapse)。

惠康基金會神經科學及心理健康部門(Neuroscience and Mental Health)的主任約翰.威廉斯(John Williams)表示:「早先那份對倫敦計程車司機海馬體的研究點出很吸引人的可能性,指出腦部結構能藉由學習而改變;而現在馬奎爾的後續研究長時間追蹤計程車駕駛受訓學員,針對這點進行直接觀測,新的研究成果證實了先前的推論。目前只有區區幾份研究直接證明成人腦部的記憶力等重要功能具有可塑性,所以這次的新研究對這個研究領域貢獻良多。」

(本資料由惠康基金會提供)
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 研究出處:Changes in London taxi drivers' brains driven by acquiring 'the Knowledge', study shows

責任編輯:Nita Hsu


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