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可视化思维:给大脑加个“移动硬盘”

编辑:李艺航 来源:科普时报 发布时间:2023年03月02日
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视觉中国供图

如果将人脑比喻成电脑,这台电脑具有强大的中央处理器和硬盘,能够执行复杂功能并存储大量信息,但是内存太小,一旦短时间里接受或处理信息增加就会“死机”。我们记电话号码,一次只能记住一个电话号码,要记住两个电话号码就非常困难,必须找张小纸片写下来才行。客服人员面对三四个顾客轮流咨询就会晕头转向,头脑一片混乱。这类现象的出现源于大脑工作记忆的容量非常有限。

工作记忆是对信息进行暂时存储的一种短时记忆,它的容量通常被认为是7个数字,或者三四个信息单位,比如我们记手机号时经常将其拆分为3段。与普通的短时记忆不同,工作记忆要将感觉输入的新信息与长时记忆中的内容选择性地结合起来,从而完成某项认知任务。工作记忆容量与认知过程息息相关,通常工作记忆容量较大的人,具有更强的智力和创造性思维能力。

功能性核磁共振研究显示,与工作记忆关系最密切的脑区在额叶。当被测试者使用工作记忆时,双侧额叶都能非常稳定地激活。作为脑的执行认知功能的模块,额叶负责从长时记忆中调取相关的规则与知识,与新信息类比后进行思维活动。工作记忆的本质是大脑的运作,是一切认知活动的基础,而非仅仅存储信息。

工作记忆如此重要,为什么容量却相对较小?从进化的角度来看,工作记忆就像一个垃圾信息筛选器,使大量的无关信息不会涌入中央处理器。对于1万年前的智人而言,工作记忆的容量足以应对外界环境的变化。然而,随着文明的飞速发展,我们常常感叹工作记忆不够用,内存不足导致大脑经常“死机”。

如果电脑内存不够用,我们可以加一个内存条,如果大脑的“内存”不够用,我们不能拆开它加入芯片,就要给它加一个“外部缓存”(移动硬盘)——使用可视化思维方法。

可视化思维是指用文字和图案把各种信息,包括与任务相关的新信息、推理得到的临时信息、长时记忆中的相关信息,展示在纸张、黑板或屏幕上。这样做的好处是可以及时保存信息,用更宏观、全面的视角去分析这些信息,而不是顾此失彼。因此它帮助厘清信息之间的逻辑关系,引导我们沿着逻辑线索进行深度思考。

可视化思维在工作、生活中有很多表现形式:汽车、火车、飞机上的驾驶仪表盘,金融投资者用到的操盘版面,企业管理者的商务报表,破案时用到的人物关系图,时间管理用到的矩阵图,科研工作者的论文图表,教学过程中制作的思维导图等。

以教学思维导图为例,它以文字、符号及图案的形式梳理好知识间的联系,建立起清晰且完整的知识网络,从而提高学生的学习效率,锻炼学生的科学思维。在亲自绘制思维导图的过程中,学生可以提高自身学习的自主性和记忆时效。通过思维导图做题时,学生只需明确题目中给出的条件,便可从脑中已构建的思维导图中提取相关的知识网络,轻松找到做题思路。

思维导图的发明者托尼·博赞原本是一位研究脑科学的专家。他认为神经元就像一个个章鱼。章鱼的身体相当于神经元胞体,触手相当于神经元突起,突起与周围神经元之间构成突触,将神经元连接起来传递信息。其实,托尼·博赞就是模拟神经网络的结构制作出了思维导图,从中心主题向外发出,用连线连接节点,节点再向外发出更多的子节点,节点与节点之间再按一定的思维方式连接起来。

可视化思维方法还有很多实例。如果在工作、学习过程中,我们针对不同的任务找到合适的可视化思维方法,不断练习达到熟练的程度,就可弥补大脑“内存不足”的缺憾,充分发挥大脑灵活多变的思维能力,实现心智的跨越式增长。

(作者系华中师范大学副教授、中国神经科学学会科普与继续教育委员会委员)


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