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一直以来,科学家们都知道大脑的海马体对长期记忆的形成至关重要。最近,一项来自西北大学的研究发现,海马体在短期记忆的形成中也发挥了作用,并且能够帮助指导决策过程。
该论文的作者说,研究结果阐明了海马体如何帮助记忆形成和探索新事物,这个结果有可能引出修复海马体功能的新疗法,而海马体影响了记忆相关的衰老过程和神经退行性疾病。
在这项研究中,科学家们监测了参与者在观看不同复杂程度的图片时的大脑活动,并且追踪了他们的眼球运动。科学家们发现,当我们扫视周围环境并且获得新信息的时候,我们的海马体会变得活跃,它通过短期记忆来更好地处理新的视觉信息,从而帮助我们对环境快速做出重新评估。
记忆如何帮助我们审视新环境
想象一下,当你走在大街上,留意到邻居的草坪上的一辆车停歪了。你可能不会理会这个情况,并会继续前行。但当你看到一辆救护车和消防车靠近时,你马上就能把这些要素点串联起来,立即转头去看事故场景。海马体通过短期记忆来指引你看向事故发生的位置,使你能够复查记忆中的那辆车,从而形成一段关于事故的长期记忆。
西北大学费恩伯格医学院的博士后研究员、此论文的通讯作者詹姆斯•克拉格尔(James Kragel)说:“在任何情况下,你的大脑都能快速控制眼球运动,而你一般无法留意到这个过程。我们的研究表明,海马体通过使用记忆来告知眼睛需要观察的位置,从而让视觉系统做好准备,使其能够在瞬间完成信息获取和环境的再评估。”
“如果你没有回头看那个事故,你可能不会编码那个重要的信息。但在使用短期记忆检索的时候,你能够把这些线索关联在一起并记住更多的细节,构建一个更大的记忆。当你对原本不相干的元素进行构建后,你能够更容易地记住它们。”
该研究于6月18日发表在《科学•进展》(Science Advances)杂志上。
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费恩伯格医学院的医学社会科学、神经病学、心理与行为科学副教授,高级研究作者乔尔•沃斯(Joel Voss)说:“这些结果强调了一点,尽管依赖海马体的记忆通常被认为是过去的记忆,但事实上,它随时都在运作并调节我们的行为和决策。这对于理解海马体的功能来说很关键,并且对于开发有效的针对记忆功能紊乱的疗法至关重要。”
克拉格尔说:“这就像是你在用你的记忆为意料之中的东西做计划,而出现事与愿违的时候,你的海马体就会被激活,重新评估并更新你对现状的认知。”
追踪眼球运动来研究记忆
这项研究的对象是一些癫痫患者,他们在西北纪念医院接受神经外科监测,以此定位癫痫发作的来源。他们在大脑中植入电极,来绘制与癫痫发作相关的大脑活动图。参与者在癫痫监测室完成一项记忆任务。在这项任务中,他们需要学习一连串包含多个人和物体的复杂场景(比如,有人坐在公园的长椅,旁边的桌子上放着食物,而背景会发生一些故事),随后再接受记忆测试。
检测中,参与者需要指出面前展示的场景是新的还是旧的。在整个任务过程中,研究人员同时记录他们的眼球运动和神经活动,把海马体的活动与记忆引导的行为关联起来。
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当参与者第一次学习场景的时候,他们经常将目光返回几百毫秒前看过的位置。这些 “再次观察”的眼球运动增强了对场景的时空记忆(记住物体的位置或者出现的顺序)。在动作发生之前,海马体的活动发生改变,而对大脑的数据记录显示了参与“再次观察”的大脑网络。“再次观察”之后,大脑活动增加,克拉格尔相信这些活动可能会形成对场景及其要素的长期记忆。
沃斯说:“这表明,在观察正在进行的行为时,海马体在短短的几百毫秒内就能开始产生记忆。考虑到海马体通常被认为参与长达几天或几年的长期记忆检索,这一发现非常令人惊讶。”
翻译:陈振翀
审校:赵冰莹
引进来源:美国西北大学
本文来自:中国数字科技馆
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