20世纪90年代初,科学家运用正电子发射断层扫描成像技术(简称PET)发现,左手与右手各自签名时,局部脑血流存在不同的激活情况。用右手签名只激活皮层下的基底节;用左手签名,不熟练时,皮层上下有很多激活点;经过练习掌握后,也变成基底节激活。
如果让被试学习某种复杂的视空间/运动的心理任务,PET显示被试开始学习时,脑的激活水平很高;多次练习熟悉后,相关脑区的激活水平下降。一些研究者也报道新学的任务练习之后,有从脑区较大范围激活,到激活范围收缩,激活量下降的现象。
利用功能性磁共振成像(fMRI)的实验表明,当被试者学习使用一种新颖的计算机鼠标时,脑活动血氧水平关联扩散到小脑很多区域;而学习以后,只局限在小脑的后上裂附近区域。以上实验反复显示出一种有规则的现象,即学习开始时,较多的脑区参与了激活,重复或练习导致记忆建构完成,变成较少的脑区保持激活。
根据上述实验结果,我国学者刘永昌等提出了一个关于学习与记忆规律的理论:学习即脑神经网络从弥散到收敛动态的降维过程。
结合这一理论,我们可以假设,当大量的信息与知识碎片涌入大脑的时候,我们的许多脑区被大面积激活。而不断的改写,相当于实验中的重复或练习过程,通过对碎片的加工整理,知识逐渐因为清晰化、系统化而被浓缩,好比计算机将一大堆零散的文件进行打包压缩一样。这时被激活的脑区逐渐收缩,从而可以腾出更多的空间来接受和处理新的信息,新的由弥散到收敛的循环又开始了。
从上述分析中可以看出,零存整取式学习策略也是一个从弥散到收敛的降维过程,仿佛在外部模拟了大脑学习与记忆过程,是符合大脑认知规律的。它以外部的写作活动,通过与大脑的交流互动,促进了内部的思维加工过程,因而具有科学性。