研究表明：手写比打字更能激活大脑网络
Handwriting activates broader brain networks than typing, study shows
发表于 Cognitive Science, Neuroimaging
Audrey van der Meer 与一位研究对象。
尽管键盘在现代课堂中占据主导地位，但发表在 Frontiers in Psychology 上的一项新研究表明，在学习方面，手写可能是不可替代的。研究人员发现，与打字相比，手写能激活更广泛、更互联的大脑网络，尤其是在与记忆和感觉处理相关的区域。 这些发现为手写以独特方式调动大脑提供了新的证据，引发了人们对教育中日益依赖数字工具的担忧。
随着数字工具在课堂上取代传统的手写，这种转变可能如何影响学习引起了人们的关注。 在键盘上打字通常是首选，因为它使孩子们能够更快、更轻松地表达自己。 然而，先前的研究表明，手写与更好的记忆保持、字母识别和整体学习成果有关。 手写所涉及的精细运动似乎比打字更能以不同的方式刺激大脑，但这种差异背后的确切神经机制仍不清楚。
为了调查，研究人员专注于大脑连接，它描述了不同的大脑区域如何协同工作来完成一项任务。 通过比较手写和打字期间的大脑活动，该团队希望发现手写这种物理行为是否能促进更广泛的大脑交流模式——这种模式被认为可以支持学习和记忆的形成。
“对手写的大脑研究实际上是我们婴儿大脑研究的衍生产品，该研究来自NuLab，即我们在挪威科技大学（NTNU）的发育神经科学实验室，我们在那里表明，婴儿天生就具有从第一天起就准备好学习的大脑，”研究作者、神经心理学教授 Audrey van der Meer 说道。
为了进行这项新研究，研究人员招募了 40 名二十出头的大学生。为了确保一致性，分析中仅包含惯用右手的参与者，这是通过标准化的惯用手评估确定的。 在排除数据中包含伪影的参与者后，最终样本由 36 个人组成。
每位参与者完成了两项任务：手写和打字。 对于手写条件，参与者使用数位笔在触摸屏上直接用草书写下视觉呈现的单词。 对于打字条件，参与者仅使用右食指在键盘上键入相同的单词。 在大脑活动被记录的同时，参与者在 25 秒的时间窗口内重复书写或键入每个单词。 为了避免视觉干扰，打字时单词不会出现在屏幕上。
使用高密度脑电图 (EEG) 测量大脑电活动，这是一种使用放置在头皮上的传感器网络捕获大脑活动快速变化的方法。 研究人员专注于连接性，分析参与者书写或打字时不同大脑区域相互交流的强度。
“在我们之前的研究中，批评者有时提到我们测试的参与者太少了，”van der Meer 告诉 PsyPost。“这一次，我们招募了 40 名年轻人，并能够使用来自 36 人的大脑数据。 考虑到我们的 EEG 网络由 256 个电极组成，并且可以以高达 1,000 Hz 的频率记录数据，这是一个巨大的数据量。”
结果揭示了手写和打字之间大脑活动的显着差异。 与打字相比，手写激活了更广泛和相互连接的大脑网络，尤其是在 theta (3.5–7.5 Hz) 和 alpha (8–12.5 Hz) 频段。 这些脑电波，尤其是在较低频率范围内，与记忆形成、感觉处理和注意力有关。
手写期间最显着的连接模式出现在中央和顶叶大脑区域，这些区域参与处理运动控制、感觉输入和高级认知任务。 相比之下，打字在这些区域产生的同步活动要少得多，这表明按键所涉及的视觉、运动和感觉输入的整合远少于手写字母。
研究人员提出，手写的好处源于任务的时空复杂性。 当大脑不断调整手指和手的运动以塑造每个字母时，手写需要精确协调视觉、运动指令和感觉反馈。 另一方面，打字依赖于重复的击键，这些击键提供的运动变化或反馈最少。
“在我们的手写研究中，很明显，用手写字时大脑的工作方式与在键盘上打字时不同，”van der Meer 解释说。“精确地用手书写字母需要精细的运动技能，并且比在键盘上打字更多地涉及身体和感官。 因此，手写涉及大脑的大部分区域，需要大脑在其活跃部分之间快速有效地进行交流。”
“我们最新的结果显示，手写具有广泛的大脑连接，而打字则没有，这表明通过使用笔时精确控制的手部运动获得的视觉和本体感觉信息的时空模式，对促进学习的大脑连接模式做出了广泛的贡献。”
该研究的结果表明，手写应该仍然是教育的重要组成部分，特别是对于大脑仍在发育的幼儿。 研究人员认为，手写能够更充分地调动大脑，为“学习的最佳条件”提供了条件，使其成为培养认知发展的重要工具。
研究人员建议采取一种平衡的方法，而不是为了数字工具而放弃手写。 虽然键盘对于某些任务很有用，但手写提供了独特的神经学益处，而仅靠打字无法复制。 因此，学校应该优先考虑手写教学，以确保儿童发展支持终身学习的大脑连接模式。
“我们的大脑研究表明，手写是非常好的大脑刺激——特别是对于幼儿发育中的大脑，”van der Meer 说道。“因此，我们建议所有低年级儿童至少接受手写指导。 此外，我们将手写和绘画的能力视为我们文化遗产的重要组成部分，我们认为下一代能够用手写一首诗或情书非常重要。 顺便说一句，根据我们 2020 年的论文，美国 20 个州决定在学校重新引入手写教学。”
“我们有时被指责反对所有数字发展并想回到石器时代。 我们所说的只是，虽然在学校保持手写练习至关重要，但跟上不断发展的技术进步也很重要。 因此，教师和学生都应该清楚哪种练习在什么情况下具有最佳的学习效果，例如，在做笔记或写论文时。”
虽然该研究提供了证据表明手写促进了更广泛的大脑连接，但它确实存在局限性。 参与者是年轻人，因此研究结果可能无法推广到儿童或老年人。 此外，该研究使用了数字手写，在感觉输入和运动控制方面，数字手写可能与传统的纸笔书写略有不同。
研究人员计划在未来的研究中解决这些局限性。 例如，他们正在调查手写笔记的学生是否比打字的学生学得更好。 他们还希望探索定期练习手写的老年人是否比那些只依赖数字工具的人表现出更慢的认知能力下降。
该研究“ Handwriting but not typewriting leads to widespread brain connectivity: a high-density EEG study with implications for the classroom”由 F. R. (Ruud) Van der Weel 和 Audrey L. H. Van der Meer 撰写。