大家可能都经历过卖力回忆和朋友几天前的谈话，谈话内容却从记忆中消失一般想不起来，或者一本小说读完了一半，前面的情节已经记不清。这个时候一定也幻想过拥有电视剧快乐星球中的记忆面包吧，虽然现实生活中没有记忆面包，但科学家也在琢磨怎么才能让我们的认知能力有所提升。
近日，发表在Scientific reports上的一项研究Regulation of brain cognitive states through auditory, gustatory, and olfactory stimulation with wearable monitoring论文，发现音乐可以有效增强人脑的认知能力，并且充满活力的节奏音乐提升效果更好。
图源：Regulation of brain cognitive states through auditory, gustatory, and olfactory stimulation with wearable monitoring
该团队招募受试者完成n-back任务的工作记忆实验，在完成实验的过程中，受试者会感受到认知负荷或者认知压力，通过给受试者听不同类型的音乐，喝咖啡和闻香水作为一些安全的驱动，使用可穿戴技术对受试者的数据进行采集，研究者发现，以上行为提高了人的认知唤醒水平，能够提高大脑的认知能力。
根据心理学中的耶克斯-多德森定律，一个人的认知表现水平会随着其认知唤醒状态的变化而变化，呈”U”型反比关系。通过将内部唤醒状态保持在最佳范围内，可以最大限度地提高认知能力。为了研究认知表现与内部唤醒状态之间的关系，该团队分析认知负荷下认知唤醒状态的变化。在本研究中，使用 Empatica E4 腕带和 muse 头带收集受试者的数据，Empatica E4 腕带收集多种生理信号（即心率（HR）、血容量脉冲（BVP）、皮肤电活动（EDA）和光电血压计 (PPG)和三轴加速度计数据），muse头带通过无创脑电图方法直接记录脑电活动。
在先前的多项研究中也提出音乐对人的积极影响，包括Lehmann等人发现背景音乐对提高工作记忆能力有积极作用；Du等人利用从记录的脑电图数据中提取的眨眼数据分析了高唤醒度和低唤醒度音乐对神经反应的影响。除了听音乐之外，还有其他类型的安全驱动会影响人类的认知行为。摄入咖啡碱和嗅觉刺激物就是可以有效调节大脑状态的安全行为。Porcherot等人研究闻香水后的情绪变化；Saeki 等人研究了吸入喜爱的香料对缓解刺痛有积极影响，还有研究称薄荷具有增强认知情绪的巨大潜力。
在本研究中，受试者都被要求完成工作记忆的 “n-back “任务。
实验1听音乐：在实验1中分析了受试者在执行认知任务和认知负荷时聆听不同类型音乐的影响，受试者经历无音乐、放松音乐、兴奋音乐和新产生的放松音乐4个过程。每个环节结束后，参与者被要求坐下来放松三分钟。实验1的参与者被要求在执行记忆任务时听不同类型的音乐，观察到他们在听音乐时的认知表现状态有所增强。听音乐可以提高表现状态，帮助他们更好地专注于记忆任务。听轻松的音乐可以将3-back任务的平均表现水平提高了34%；受试者在听节奏较强等激动人心的音乐时表现出更高的进步，使表现状态的平均水平从0.55和0.38提高到0.63和0.56，分别为1回和3回任务，听令人兴奋的音乐的反应时间分别快了5.9%和16.5%；受试者在听使用深度学习方法产生的放松音乐，参与者表现出更高水平的表现状态。
实验2喝咖啡和闻香水：在实验2中，探索喝咖啡和闻香水作为闭环的安全驱动的影响。在实验2中，受试者经历无驱动、闻香水和喝咖啡三个阶段。当参与者被要求闻香水和喝咖啡作为安全驱动时，观察到他们的平均表现状态水平有所提高。闻香水使表现状态的平均水平从0.55和0.39提高到0.61和0.47，分别为1回和3回任务；喝咖啡还能将1回和3回任务中的平均表现水平分别从0.55和0.39提高到0.62和0.52。因此闻到香水或喝咖啡后，受试者在进行记忆相关任务时的认知表现状态会得到改善。
图源：Regulation of brain cognitive states through auditory, gustatory, and olfactory stimulation with wearable monitoring
研究者还发现，脑电信号的β波段功率与预估的运动水平呈倒u型关系。这意味着在性能状态下达到最大水平需要在一个适中的范围内调制β波段功率。
在这项研究中，该团队的最终目标是在人体实现可穿戴设备接口架构。该团队研究了听觉、味觉和嗅觉驱动对大脑内部状态的调节作用，设计并进行了两组实验来系统地评估安全驱动在调节大脑状态中的作用，使用可穿戴设备收集人体生理数据，同时要求他们执行与记忆相关的认知任务。
分析各种生理数据并探索相应的生物标志物是今后研究的一个重要方向。虽然该研究报告了安全驱动在提高所有参与者的平均认知表现状态水平方面的总体积极影响，但在实验过程中也观察到在不同人身上不同类型的生理反应。
具体到个人，听音乐能不能提高认知水平，还是要看个人的感受。如果你在工作或学习的过程中，听点喜欢的音乐，来杯咖啡，点上香薰，说不定你的认知能力已经提高了。
参考文献 ：Regulation of brain cognitive states through auditory, gustatory, and olfactory stimulation with wearable monitoring
来自： 生物谷
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