图片来源：Unsplash
本该在宿舍学习或者家中加班的你，深谙摸鱼之术，为何只有去图书馆或咖啡馆才能开启专注模式，学习工作效率激增？排除掉各种被迫专注的因素，其实大脑本就偏向新鲜陌生的场景，这样它会更容易打开学习模式的开关。
回忆过去，你也许会发现在你人生中留下深刻印象的，并不都是那些重要的事件，有些甚至会让你很困惑：这件事明明无足轻重，为何我至今仍记得它？事实上，如果总结归纳这些看似无意义的回忆，你会发现有相当一部分是伴随着“惊喜”，也就是违反预期的意外事件。
而我们的认知功能，正是搭建在对外界信息的记忆之上。因此陌生感会促使大脑打开学习模式的开关，或者说“惊喜”能提高学习效率。这个说法乍看之下十分古怪，但仔细思考却合乎常理。就像身处熟悉的环境中，突然冒出的新鲜事物总会吸引我们全部的注意力一样，这正是大脑紧急开启学习模式的表现。它像一个警觉的守护者，一旦发现陌生的环境、意外的事件，就随时准备捕获新的知识，来武装自己。
分身乏术的海马体
在大脑这个工厂中，负责记忆的主管是海马体（hippocampus，人类和哺乳动物都拥有两个，分别位于大脑的左右半球）。过去的研究已发现，海马体的记忆功能主要表现为记忆编码和记忆检索两种。前者之所以称为记忆编码，是因为大脑在遇到需要记忆的知识时，并不会将信息以它原本的形式直接储存，而是要基于对信息的理解和认知进行编码，之后才能使信息以神经元间突触连接的形式被感知。而记忆检索，则需要提取已存储的记忆，可以理解为对信息的定位和访问。
右脑半球的海马体示意图。图片来源：Pixabay
但由于大脑的资源有限，或者说为了提高信息处理效率，记忆的编码和检索机制间存在冲突。因此海马体不得不在编码和检索状态间做到随机应变地切换，这就取决于我们当前是学习新知识，还是需要复习或调取记忆。
英国曼彻斯特大学（University of Manchester）的认知神经科学家达里娅・弗朗克（Darya Frank）博士一直在研究大脑的认知学习模式，她过去的研究提出，学习前或学习过程中出现违反预期的事件，会触发海马体自适应编码机制，从而大大提升对意外事件的记忆力。
但相关的理论研究一直未有实验证实，同时意外事件是否会在信息检索过程中触发类似的自适应机制也尚未明确。为此，弗朗克和她的团队设计了一项实验，这项研究的结果最近发表在了《神经科学杂志》（The Journal of Neuroscience）上。
“惊喜”的实验
研究人员首先给 50 位志愿者展示了许多物品的图片，比如自然类的水果、树木、花朵等，或是人造类的飞机、鼠标等。志愿者在第一轮需要对物品的类别做出判断。第二轮，研究人员会再次将这些图片重复展示给志愿者看，同时在给出图案前，提供方形的线索和三角形线索。
前两轮实验主要是为了训练志愿者，使志愿者将自然类物品和方形图案联系起来，将人造类物品和三角形图案联系起来。这相当于为志愿者设定了心理预期：理论上志愿者只要一看到方形线索，就能通过记忆检索功能，识别出对应的物品图片，对三角形也是类似。
但在第三轮，志愿者被分为了两组。研究人员在之前展示给志愿者的每张旧图片中，掺入了另外几张新图片，再结合对应线索，一同展示给志愿者。也就是说，志愿者需要结合线索（预期事件），从这些图片中识别出前两轮看过的目标图片，以此来检验信息检索能力。
在一组志愿者中，研究人员依然遵守着方形-自然类和三角形-人造类的规则。但在另一组志愿者中，设置了 30% 的“惊喜”事件：提供错误的线索，比如在提供三角形线索后，反而给出了自然类图片，这样就打破了志愿者的预期。在此过程中，志愿者被要求识别哪些图片是前两轮中出现过的“旧图片”，哪些是只在第三轮出现的“新图片”。
根据两组志愿者的结果对比，研究人员发现在信息检索过程中遇到“惊喜”事件时，会影响志愿者对图片识别的结果 —— 他们更不擅长找到“旧图片”。这说明，违反预期的意外事件的确会触发信息编码机制，抢占海马体信息检索功能的资源。
“惊喜”事件会提高对当下事件的信息编码能力，但同时会牺牲掉对待检索信息的识别能力。但有趣的是，大脑对“惊喜”过后预期事件的记忆性能有所提升。也就是说，经过意外事件后，志愿者再遇到符合预期线索的对应图片时，会比之前更容易识别出目标图片。这意味着，从短期来看，意外事件会破坏我们对当前任务的记忆检索能力，但从长期来看，意外事件可能有利于记忆。
发生违反预期的事件时，参与者大脑海马体（红色）和中脑（橙色）区域显示被激活。（图片来源：原论文）
与此同时，研究人员利用磁共振成像（MRI）扫描仪实时监测了志愿者实验过程中的大脑活动。图像显示，经历意外事件的志愿者，其大脑中负责记忆功能的海马体和释放多巴胺的中脑被激活。这说明，海马体-中脑的激活是意外事件触发记忆编码状态的标志，而海马体不同状态的切换很可能是受多巴胺输入的调控。
总体而言，违反预期的意外事件以牺牲检索功能为代价，不仅提升了对意外事件本身的记忆力，还对后续预期事件的记忆性能有增益。前者的提升很好理解，但为什么对后续记忆也有帮助呢？对此，研究人员提出了两种可能的解释。其中一种是，违反预期触发的编码过程，很可能优化了后续对预期事件的检索过程。因为它的编码代表了检索当前预期事件的同时，也能与先前的意外事件形成对比，从而为当前的识别决策提供信息和指导，整体上提升了记忆性能。
神奇的咖啡馆
那么回到最初的问题：为何在图书馆或咖啡馆学习工作的效率会更高呢？其中一项很重要的机制正是本文一直探讨的，陌生感促使海马体开启了记忆编码功能，使大脑切换到了学习模式。相比图书馆，一家合适的咖啡馆可能对学习工作效率的提升效果尤为突出。
与家中熟悉舒适截然相反的陌生场景、适度嘈杂的环境白噪声、空气中弥漫的诱人咖啡香气、幽暗的灯光、甚至包括周围人的窃窃私语，所有这一切都为身处其中的我们提供了生动而新鲜的视听体验，不断地挖掘着我们的潜力，促使大脑提升学习效率。
图片来源：Unsplash
而另一个原因则可能与社会促进效应（social facilitation effect，也译作社会助长效应）有关，它涉及到了观众效应与共作效应两个概念。近百年来，我们对观众效应的理解已经足够深刻 —— 感知到少量观众的存在可以增强我们的内驱力，从而提升工作效率。而共作效应则是说，在有人与我们竞争时，会触发我们对结果不确定性的警觉，因此我们也会更加努力。
看到身边的人在专注地学习，自己也更容易撇除杂念、精心学习，这种体验对于常去图书馆自习的同学而言，应该并不陌生。但咖啡馆中的情形会更复杂些，因为不是所有人都为了工作而来，有些人只为单纯地放松或聊天。在这样混乱的人群中，那些工作的人究竟是怎样做到提升效率的？2016 年，发表在《心理环境通报与评论》（Psychonomic Bulletin & Review）的一项研究指出，脑力劳动似乎具有传染性，这意味着只要和努力工作的人坐在一起就足以让我们提升工作效率。虽然脑力劳动的传染机制并不明确，但真诚地建议需要陌生感（或许还有咖啡因）开启学习模式的你，挑选一家社交人群少、工作人群密集的咖啡馆。
Tips：当我们检索信息时遇到意外事件，比如在一个陌生的环境中复习，我们的大脑会选择切换到记忆编码模式，或许能增强未来考试时的记忆力。反之也是如此，当我们在考试时试图回忆起学习过的知识，一个熟悉的环境也可能会有所帮助，因为大脑此时更倾向于检索模式。
但相比能在熟悉的环境中考试的概率…… 还是选择前者吧。
参考链接：
-
https://www.jneurosci.org/content/42/33/6435
-
https://medicalxpress.com/news/2022-08-potential-tune-brain-mode.html
-
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.15.422817v1.full
-
https://www.jneurosci.org/content/40/17/3455
-
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00224540109600546?journalCode=vsoc20
-
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2015.00601/full
-
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26265430/
-
https://www.jstor.org/stable/10.1086/665048?seq=1&version=meter+at+2&module=meter-Links&pgtype=Blogs&mediaId=%25%25ADID%25%25&priority=true&action=click&contentCollection=meter-links-click#metadata_info_tab_contents
本文来自微信公众号：环球科学 （ID：huanqiukexue），撰文：不周，审校：二七、clefable