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本文選自：Learning and memory under stress: implications for the classroom；作者：Susanne Vogel and Lars Schwabe；譯者：朱嘉慧；編輯：介一隹
學生和老師會面對很多壓力，例如考試、人際關係、和作業或工作的各種deadline。但是研究發現，正是因為這些壓力，大腦才會產生相應激素和神經遞質幫助人類學習和記憶。雖然壓力被認為有增強記憶的功效，但與此同時過度的壓力也存在損害了記憶的恢復、檢索和承受力的風險，例如可能在考試中出現失利的風險。最近的證據表明，壓力可能會阻礙記憶的更新，它會導致學習者從靈活的「認知」學習方式轉向相當僵化的「習慣」行為。總之，這些壓力引起的變化解釋了在課堂壓力下學習和記憶出現障礙的問題。本文將從自心理學和神經科學的角度，解釋這種現象並給出相應的應對措施。
1.人類對壓力的生理反應
首先我們先了解一個概念---內穩態（生物體內平衡，homeostatic，又稱恆定狀態或恆定性）。它是生物學領域的一個概念表示生物維持自身內部相對穩定的狀態。但是，當壓力出現的時候，這個穩定的狀態便被打破了，之後身體系統立即做出反應，通過調節恢復到之前的穩定狀態。具體過程如下：
評估：首先當我們面對眼前事情的時候，會先進行評估。在這個心理活動中，我們會下意識的分出壓力度等級。
反應：雖然這壓力反應非常複雜,涉及眾多介質,而關鍵對學習和記憶過程產生作用的是兩大壓力調整系統,分別為快速自主神經系統(rapid autonomic nervous system, ANS)和下丘腦-垂體-腎上腺軸(hypothalamus–pituitary–adrenal axis )(圖1)
圖一：快速自主神經系統
自主神經系統（左）在數秒內被激活，以釋放腎上腺髓質和腦幹藍斑的兒茶酚胺（如去甲腎上腺素）。兒茶酚胺與「反興奮劑」反應有關，但對注意力，工作記憶和長期記憶也有深遠的影響。接下來，下丘腦 - 垂體 - 腎上腺軸被激活，從下丘腦釋放促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH），刺激垂體前葉分泌促腎上腺皮質激素（ACTH）。 ACTH反過來導致腎上腺皮質產生皮質醇並將其釋放到血流中。皮質醇在應激發作後20-30分鐘達到峰值濃度，並進入大腦以影響認知和行為。皮質醇（cortisol）反饋到垂體，下丘腦和其他大腦區域（例如海馬）避免系統失調。
快速自主神經系統：在幾秒鐘之內,自主神經系統被激活,導致兒茶酚胺的釋放,如去甲腎上腺素(Noradrenaline, NA)。兒茶酚胺來源於腎上腺髓質和大腦中的藍斑核（Locus Coeruleus）。兒茶素兒茶酚胺可以為「戰或逃」反應做準備，並迅速影響大腦中對學習和記憶至關重要的幾個大腦區域的神經功能，如海馬體、杏仁核和前額皮質(PFC)
下丘腦 - 垂體 - 腎上腺軸：釋放皮質類固醇(主要是皮質醇cortisol)。皮質醇濃度達到峰值水平壓力刺激發出20 - 30分鐘後,皮質醇輕而易舉進入大腦, 兩種不同的受體誘導其對認知的影響: 糖皮質激素受體(GR)會影響整個大腦,而鹽皮質激素受體(MR)主要對和記憶和情感相關的大腦區域產生影響,例如海馬體（大腦中被認為是感情和記憶中心的部分）,杏仁核 （產生情緒，識別情緒和調節情緒，控制學習和記憶的腦部組織）和前額皮層（與積極、消極情感有關）。在與這些受體結合時，皮質醇通過兩種不同的作用模式起作用，非基因組通過鹽皮質激素受體介導的模式迅速發展並增強杏仁核和海馬的神經興奮性，從而來促進記憶的形成。這種快速模式之後是一種較慢的，是依賴於糖皮質激素受體的模式，這種模式被假定在壓力發生後60-90分鐘，會對DNA翻譯和轉錄進行更持久的改變。緩慢的基因組模式被認為可以恢復應激壓力的急性影響，並通過在壓力後的長時間內降低杏仁體和海馬體的神經興奮性來重建動態平衡。
2.壓力對記憶量的時間依賴效應
圖二：壓力對記憶的影響取決於所研究的具體記憶過程以及壓力事件和記憶過程之間的時間接近程度。儘管在編碼之前的壓力（以紅色表示）會損害記憶的形成，但是在新信息出現之前或之後的緊張通常增強了隨後的記憶表現。與之形成鮮明對比的是，記憶被提取之前的壓力會影響以前知識記憶的提取。在教育中，知識需要經常更新。除了對記憶編碼和檢索的影響之外，壓力似乎損害了新信息與現有知識結構的整合。
人們很容易記住使自己情緒激動的事情。同樣地，經歷過極度壓力事件的人可能會對這些事件有非常深刻的記憶，這表明編碼期間或之前的危險應力可能會促進記憶的形成。
圖三：壓力損害記憶檢索。參與者學習了類似於遊戲定位任務（注意，一畝地為導向，定位任務，類似於在課堂上學習）。一天後，參與者在第一天學習卡對位置之前，先進行溫和的壓力誘導程序（用紅色表示）或無壓力的控制程序。控制組的參與者對第一天信息的回憶效果比對照組的參與者差，表明測試之前的壓力降低了記憶性能。
壓力會與時間的相互作用下影響記憶效果，在壓力情境下會增強記憶的形成，與此同時也會影響很久之後對記憶信息的提取。這些效應依賴於杏仁核內的鈉和皮質醇的相互作用，在壓力下的記憶時長比普通無壓力情況下的效果更佳。當然，在此過程中會受到各種因素影響而有所差異，比如學習材料本身的性質（情感學習；概念學習；技能操作類的學習等等）、學習者自身特徵（遺傳基因；性別）
3.壓力和記憶的動力學
很多時候，學生不僅要回憶學習材料，而且要將新的信息整合到現有的知識結構中。事實上，將新的信息整合到現有的記憶中是教育中的關鍵過程。
圖4：壓力影響新信息整合到現有的記憶。在第一天，參與者被要求記憶短片中呈現的不同故事。在第二天，參與者在從第一天開始填寫問卷之前，先進行輕度壓力誘導程序（由紅色表示）或非壓力控制程序。重要的是，這個問卷的一些項目包括有關材料的錯誤信息（錯誤信息，以橙色顯示）。在第三天，使用選擇題來測試錯誤信息是否被整合到研究材料的記憶痕跡中。在記憶測試中，答案是正確的原始信息，前一天提供以及第二天錯誤答案都是誘餌。總的來說，參與者比誘餌更容易認可錯誤信息。重要的是，被施壓的參與者獲得的錯誤信息更少，表明壓力減少了第2天對原始記憶的修改。 （註：將錯誤信息作為新的知識應用的實驗中，為了證明壓力不利於新知識的獲得）
在知識更新的過程中，穩定的記憶在被激活時會回到不穩定狀態，這就要求在重新鞏固的過程中重新穩定記憶。由於重新鞏固記憶涉及作為壓力調節器的海馬和前額皮層，壓力也會影響到原有記憶的鞏固。越來越多的證據表明壓力可能會干擾記憶的更新，新的信息納入現有的知識的過程中表現明顯，這對教育產生了消極的影響。
4.壓力改變我們學習的方式:影響記憶效果
圖5.壓力改變了學習和記憶的多重系統之間的平衡。在休息時，這種平衡傾向於依賴於海馬體的「認知」記憶系統，有助於靈活形成和提取記憶。壓力被認為會改變學習和記憶方式的存在。在壓力下（由紅色的閃光指示），平衡提示由背側紋狀體編碼的更為嚴格的「習慣」記憶。因此，壓力不僅影響學習的內容（內存數量），而且影響編碼的內容以及內存如何構建（內存質量）
大多數研究調查壓力對記憶的影響，集中在海馬體編碼記憶的領域。研究表明，壓力本身並不妨礙學習，但明顯阻礙了回憶方式的轉變。壓力會引導學習方式(而且很可能是記憶檢索、提取過程)產生一個質的變化，從認知的、依賴海馬體的記憶系統到基於紋狀體的習慣記憶系統。簡單點來說，在壓力下，人們傾向於死板僵化的記憶，而不是根據不同情境下因地制宜的進行靈活的認知記憶。（即死記硬背而不是情景化學習）在壓力下，人類行為變得更加習慣化，並且基於刺激反應，而不是基於目標指導行動。（即為了獲得獎勵或規避風險而採取的行為，偏離了原始的學習目標）。
學生們經常在學校內外面臨有壓力的事件，近70％的學生表現出憂慮，焦慮或悲傷等壓力症狀。在課堂上，這些壓力對記憶的影響可能會對學生產生深遠的影響。
壓力可能會導致學生對課堂上發生的負面事件產生強烈記憶，如考試失敗，尷尬的經歷或人際衝突（如欺凌），這些強烈的負面記憶可能會讓學生產生持久的挫折感和對個人能力的消極態度。考試前中度或高度的壓力很可能會妨礙記憶的提取，導致學生評估時發揮不好，從而成績不好。此外，壓力可能會阻礙新信息與現有知識結構的整合，這可能阻礙通過新事實更新知識，或者通過對教育中常常需要的概念的深入的多學科理解。最後，壓力可能會導致強烈的，僵硬的記憶和習慣，而不是創造性的，這種狀態下又可能導致對學生能力被低估。
儘管壓力對記憶的影響與學生非常相關，但老師也經常遇到壓力事件。在這種情況下，壓力可能會導致課堂上不愉快的事情的發生，從而對他們的工作態度和潛在的心理健康產生影響。此外，如果教師的靈活性降低，壓力可能會影響教學質量，這可能會妨礙學生的個性化需求。 相反，僵化的學習模式可能會在高壓的情況下獲得支持（例如模式化的應試教育），導致更多的重複性教學風格，反過來會導致更多的課堂問題。
對應解決策略——
壓力在教育場景中的影響無處不在，找出相應的對策至關重要。
首先，教師應該意識到壓力對記憶形成，檢索和更新的影響。 此外，還應讓學生了解壓力對記憶的影響，提高對壓力的認知程度，在實踐中尋找適合自己的對策。
此外，根據研究結果顯示，學生對情緒材料通常比中性材料記憶得更好。學生學習新知識時可以增加一種情緒成分（主要是積極的）以增強後期記憶。比如，在課堂上可以通過明確的積極的語言強化學生學習。還可以使用電影片段，其不僅關注學習材料本身，而且將其放入情感背景中，學生可以把電影片段裡的內容與其生活進行明確的連接。
壓力不僅會導致記憶檢索和記憶更新的不足，還會改變存儲和檢索多個記憶系統的方式。學習前的壓力會使學生傾向於僵化的學習形式。但是這種僵化的模式在一定情境下會發揮它的優勢。例如飛行員或醫生應該在正確的程序中進行廣泛的訓練，以便在有壓力的緊急情況下應用。如果這些程序是自動化的，那麼它們實際上更有可能被檢索並轉換為下意識的行為。
最後，學生和教師應該意識到語境的強大影響。當學習和回憶發生在同一情境下的狀態，便於學生在學習之後進行及時的複習，例如在課程學習之後加上小測試環節，這樣記憶會被不斷地增強。
儘管在此研究領域有了突飛猛進的發展，但是我們在理解壓力如何改變學習和記憶過程方面仍然存在一些問題，如壓力對記憶影響的個體差異。同樣，目前還不清楚不同類型或強度的壓力源對記憶是否有不同的影響。此外，大多數研究沒有明確區分不同類型的記憶所對應的壓力效應（不同類型的記憶，即語義記憶和陳述記憶）。未來的研究需要評估壓力是否對這些記憶系統有不同的影響，這將對於壓力如何改變不同形式的學習和記憶提供重要見解。
最後，長時間的壓力、以及大腦發育關鍵時期的壓力也可能對兒童的學習和記憶產生強烈的影響，這些影響需要被更好地理解，以抵消它們可能造成的損傷。因此，發育過程中，人們在不同時間點的不同程度的壓力下所做出的具體的反應還需要進一步研究。
相關詞彙
1.神經科學：
動態平衡（Homeostasis）：它是生物學領域的一個概念表示生物維持自身內部相對穩定的狀態。
海馬體（Hippocampus） ：大腦中被認為是感情和記憶中心的部分
杏仁核（Amygdala） ：產生情緒，識別情緒和調節情緒，控制學習和記憶的腦部組織
前額皮層（Prefrontal cortex ）：與積極、消極情感有關
基於背側紋狀體的習慣記憶系統（The habitual memory system based on the dorsal striatum ）：僵化記憶模式
依賴於海馬體的「認知」記憶系統（A "cognitive" memory system dependent on the hippocampus ）：靈活的場景記憶
2.心理學：
語義記憶（Semantic memory ）：語義記憶是指人們對周圍 世界的知識的記憶，它表現在語詞、 符號、概念、規則等形式中，如對「貓」 詞義的記憶。
情緒記憶（Emotional memory ）：情 記憶指人們根據時空關係，按其知覺屬性對某個事件的記憶。這種記憶是與個人的經歷分不開的，具有親身經歷的特點。
註：兩者分別屬於不同的大腦區域，情景記憶屬於海馬體，而語義記憶不是。
情景記憶是針對時間和發生的情景來說的，而語義記憶是對詞語的概況的各種有組織的記憶。
記憶編碼（Memory coding ）：記憶編碼就是對外界輸入大腦的信息進行加工轉化的過程，在整個記憶系統中，編碼有不同的層次或水平，而且以不同的形式存在著。