当我们学习一项新技能时，大多数人会认为“练习得越多，学得越好”。但神经科学正不断告诉我们：真正的学习并不只发生在训练当下。在休息的时候，即使我们看起来什么都没做，我们的大脑仍在悄悄工作，把新知识“打包成记忆”，表现为一种对新知的“巩固”。睡眠被证明是巩固发生的黄金时刻，而在清醒状态下，大脑如何线下巩固信息，却长期像是学习研究中的“盲点地带”。

2025年11月，北京大学的方方课题组在《Nature Communications》发表了题为“Frequency-dependent photic modulation of wakeful consolidation in visual learning”的研究论文，给出了一个耐人寻味的答案——仅凭光的闪烁频率，就能在清醒状态中调控视觉学习的巩固过程。该研究系统揭示了一种基于频率特异性闪光刺激的新型无创调控方法，促进视觉学习在清醒状态下的巩固，并深入探究其背后的神经电生理与神经化学机制。这一研究为理解大脑可塑性带来了全新的视角，也提供了一种简单、非侵入式的学习调节方式。

看似普通的闪烁图案，其实是“大脑可塑性调节器”

在实验中，参与者首先完成一个经典的视觉任务训练：判断接连出现的两个条纹图案朝向之间的角度差异。随后，他们在放松、没有继续训练的情况下，被动观看数分钟的闪烁的条纹图案，而这些“闪烁条纹”则被精确设定为不同的频率，以探查它们对清醒巩固过程的影响。结果显示，10 赫兹（Hz）闪烁的视觉刺激显著增强了参与者在若干小时后测得的朝向辨别能力，而 1 Hz 的闪烁则削弱了这种能力。而随后的两向控制实验表明，这种频率特异性调节既非训练本身的延续效应，也并非闪烁刺激本身的结果，而是依赖于在训练后的清醒巩固阶段施加闪烁刺激的操作；一旦将条纹刺激换成不含方向信息的均匀亮盘，所有调节效应随即消失。这表明，只有能够在清醒巩固阶段、充分激活任务相关通路的刺激，才能有效作用。

图1 主要行为结果。朝向辨别的阈值在10Hz闪烁干预后下降，在1Hz闪烁干预后上升。

大脑中发生了什么？来自神经电生理和神经化学的双重证据

为了进一步揭示这一调控作用背后的神经机制，研究团队采用了事件相关电位（ERP）和磁共振波谱（MRS）两种技术，分别从神经电生理和神经化学的角度观察大脑的变化。ERP 结果显示，10 Hz 刺激增强了视觉皮层的 N1 成分——这是大脑对视觉信息早期加工的特征指标，并被认为与朝向辨别功能相关。与此同时，MRS 结果则揭示，10 Hz 刺激提升了视觉皮层中谷氨酸/谷氨酰胺（Glu/Gln）与γ-氨基丁酸（GABA）的比例，即兴奋性与抑制性神经递质的平衡朝着“更易形成学习痕迹”的方向偏移。这些证据共同指向一种类似长时程增强（LTP-like）的可塑性变化，说明闪烁光不仅影响行为表现，更直观地重塑了大脑的早期感知系统。

图2 主要ERP结果。10Hz的闪烁刺激干预导致任务相关的早期电位幅值增大。

一束闪光，开启学习研究的新思路

这项研究揭示一种新的视觉现象，并提供了一种极为简便、安全且非侵入式的方法，在清醒的日常状态中调节人类的学习表现。这为理解学习的全貌打开了新窗口：学习不仅依赖训练本身，也受细微的感官环境所塑造；大脑在清醒时正在进行的巩固过程，比过去想象中更加动态、精细而可调节。这一发现可能为康复训练、教育实践、认知增强技术提供新的启发。在一个重视终身学习与认知能力的时代，这项研究所呈现的核心信息令人深思：大脑的学习机制比我们想象的更灵活，而一束有节奏的光，或许就能悄然改变我们如何学习世界。

图3 主要MRS结果。持续的训练降低而10Hz的闪烁刺激提高早期视觉皮层中Glu/Gln与GABA的比值。

课题组博士生杨鑫跃为该论文的第一作者，方方教授为通讯作者，中国科学院生物物理所项目副研究员何勍与北京大学心理学院罗欢教授为共同通讯作者。中国科学院生物物理所已毕业的研究生赵楚越、中国科学院生物物理所的正高级工程师左真涛、北京大学工学院的研究员李阿明也为本研究做出了重要贡献。

本研究获得科学技术部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目(2022ZD0204802)和国家重点研发项目(2022YFA1008400)，与国家自然科学基金委创新研究群体（T2421004）、重点项目（31930053）和面上项目(62173004)等基金的支持。

本文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66555-5

2025-11-28