为什么你只看得下去纸质书？这项研究告诉你大脑更活跃的关键
本文作者：协和小卒
手机、平板电脑等移动设备使用正在改变人们的日常工作学习方式，甚至有的实验室已经在尝试无纸化记录。
平时阅读文献的时候，许多人可能有把文献打印出来阅读的习惯。明明电子产品也有高亮、备注这些工具，为什么有的人还是喜欢纸上阅读记录呢？
今天介绍的这篇研究从神经科学与行为学的角度对此进行了研究！
背景介绍
目前，关于人类记忆的特征，已经通过多种方法进行了研究，其中包括临床、心理和神经影像学等方面的研究。然而，在回忆的过程中，大脑是如何被不同的「程序」调节的，迄今为止仍不清晰。
其中，关于使用纸质笔记本和进行手写笔记是否可以增强记忆及随后的回忆过程仍待更加深入的研究，同时这些不同的信息输入方式会在大脑水平上造成怎样的差别仍然是未知的。
揭开这些问题的答案将极大的影响现代人的工作生活理念！
2021 年 3 月 19 日，来自日本东京大学的研究团队在 Frontiers in Behavioral Neuroscience 杂志上发表了题为《Paper Notebooks vs. Mobile Devices: Brain Activation Differences During Memory Retrieval》的研究性文章，通过对不同的学习方式进行比较分析，发现使用纸质笔记组在准确性和大脑激活度上均有显著优势，这提示使用纸质笔记本能够促进信息的有效编码和空间信息的获取，而这些信息可以作为有效的回忆线索，使脑部特定区域的激活水平更高。
图片来源：Frontiers in Behavioral Neuroscience
有研究报道，记忆有可能与特定信息输入大脑的编码方式相关。比如说，在进行知识学习过程中，使用纸质笔记本、电脑、移动设备这些不同的工具，都可能影响后期的回忆过程。
最近的一项行为学研究也表明，在概念性问题上，做手工笔记的学生比用笔记本电脑做笔记的学生表现得更好。对于这一有趣的发现，一个合理的解释是，使用纸质笔记本可以让学生用自己的语言进行信息的总结和重构，以便进行更好的记忆；而使用笔记本电脑往往会使学生被动地写下信息。
另外，这项研究也提示：视觉和触觉线索对于感知恒定的物理大小和空间位置的重要性，因为纸的材料基底提供了物理的、触觉的、时空固定的线索来判断文本的信息。
主要研究内容
01. 研究人群及分组依据
该研究共纳入了 48 名日本大学生，在进行测试之前，每个参与者要回答一份关于他们日常使用纸质笔记本、电子平板电脑和智能手机来安排学术或个人生活的问卷。基于这个结果，电子平板电脑用户被分配到平板电脑组，而智能手机用户 (使用智能手机比例最高的用户) 被分配到平板电脑组或手机组。最终，这些 18～29 岁的志愿者，根据记忆技能、个人对数字或模拟方法的偏好、性别、年龄等方面被平均分为三组：纸质笔记本、电子平板电脑和智能手机组。
之后，48 名志愿者阅读了一段虚构的人物对话，这些人物在讨论他们在将来两个月的计划，包括 14 个不同的上课时间、作业截止日期和个人约会。参与者被要求在默读对话的同时，将这些时间表录入每月的日历中。随后，在包含执行干扰任务在内的一个小时后，研究人员利用以视觉呈现的问题形式来测试这些参与者对上述时间点的识别记忆，同时用功能性磁共振成像扫描进行记录。
图片来源：Frontiers in Behavioral Neuroscience
02. 纸质笔记本组回忆表现更佳
首先，他们比较了三组人员写下对话中的日程安排所需的时间，并通过单因素方差分析进行了差异分析，结果发现，使用纸质记事本的参与者在大约 11 分钟内填写了日历。平板电脑用户需要 14 分钟，智能手机用户需要 16 分钟，也就是说，与平板电脑和手机组相比，笔记组的使用的时间明显更短。除此之外，三组人员在回忆的准确性上并无显著差异。然而，当将研究范围缩小到那些较简单的时间点上时，组间存在显著差异。
上述的结果表明，与人们普遍认为数字工具能提高效率的观点相反，使用纸张的志愿者完成回忆任务的速度比使用平板电脑或智能手机的志愿者快 25%。研究人员提到，纸质笔记本包含的空间信息比数字纸更复杂。物理纸张允许不规则的笔划和不均匀形状是存在。相比之下，电子纸张是统一的，在滚动时没有固定位置，并且当你关闭应用时就会消失。
图片来源：Frontiers in Behavioral Neuroscience
03. 纸质笔记本组脑部相关区域更活跃
接下来，为了明确参与记忆提取过程的脑部活动，在志愿者完成测试的同时，志愿者们被置于一个磁共振成像扫描仪中，用来测量大脑周围的血液流动。这是一种叫做功能磁共振成像的技术，在大脑特定区域观察到的血流增加是该区域神经元活动增加的标志。
他们直接比较了「前 6 秒 - 后 4 秒」的激活情况。在这种严格的对比下，在相同的刺激出现时，这种主动回忆过程引起的动态信号变化就被显现出来了。如下图所示，双侧额中回、梭状回、额下回左侧盖 / 三角部分、左侧角回 / 边缘上回、枕中 / 下回、苍白球、海马均出现局部激活；我们还观察到左外侧前运动皮层和楔前叶左侧的激活。
图片来源：Frontiers in Behavioral Neuroscience
之后，研究人员比较了这些激活区域在三组人群中的差异，结果发现，后海马、楔前叶、舌回和距骨沟、额下回左侧盖 / 三角部分 / 左外侧前运动皮层和左角回 / 边缘上回在组间的差异有统计学意义。前四个区域的激活在笔记组和平板 / 手机组之间均有显著差异。而最后一个区域仅在笔记组和电话组之间有显著差异。同时，额下回左侧盖 / 三角部分 / 左外侧前运动皮层和左角回 / 边缘上回的激活与回忆过程显著正相关，这种回忆行为和大脑激活之间的联系表明，在记忆提取过程中，大脑语言相关区域的确参与其中。
图片来源：Frontiers in Behavioral Neuroscience
研究总结
总之，这些结果表明，使用纸张的志愿者在与语言、想象视觉和海马体相关的区域有更多、更激烈的大脑活动。而海马体是一个对记忆和导航很重要的区域。研究人员提到，海马体的激活表明笔记本组包含了更丰富的空间细节，可以在脑海中回忆和导航。
研究人员表示，通过高亮、划线、画圈、画箭头、在空白处写下颜色标记的笔记、添加虚拟便利贴或其他类型的独特标记来个性化知识文档，可以模拟模拟式的空间丰富，从而增强记忆。
本研究通讯作者，东京大学神经学家 Kuniyoshi L. Sakai 教授说：「与电子文件相比，纸质文件更先进、更有用，因为纸质文件包含了更多独一无二的信息，可以增强记忆力，本研究的重要意义是提示人们使用纸笔记本来记录我们需要学习或记忆的信息。」
「如果一个人以更强的学习能力储存现有知识，并从记忆中更精确地提取出来，那么他的创造力很可能会变得更富有成效，这是合理的。尤其是对于艺术、作曲或其他创造性的作品，我会强调使用纸张而不是电子数字工具」Sakai 说。
尽管他们的研究中没有包含高中的志愿者，但研究人员推测，这种不同信息输入形式在大脑激活方面的差异在年轻人群中可能更强。这是因为高中生的大脑仍处于发育阶段，比成年人的大脑要敏感得多。
在享受手机、平板、电脑这些电子产品便捷的同时，它可能会严重影响你的创造力，无疑会影响科研能力，让你失去在纸上书写时迸发的灵感。
参考文献
1、Umejima K, Ibaraki T, Yamazaki T and Sakai KL (2021) Paper Notebooks vs. Mobile Devices: Brain Activation Differences During Memory Retrieval. Front. Behav. Neurosci. 15:634158. doi: 10.3389/fnbeh.2021.634158
2、Bosch, S. E., Jehee, J. F. M., Fernández, G., and Doeller, C. F. (2014). Reinstatement of associative memories in early visual cortex is signaled by the hippocampus. J. Neurosci. 34, 7493–7500. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0805-14.2014
3、Broadbent, N. J., Squire, L. R., and Clark, R. E. (2004). Spatial memory, recognition memory and the hippocampus. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 101, 14515–14520. doi: 10.1073/pnas.0406344101
题图来源：网络