驳斥沉默记忆：大脑主动处理不经意的信息

了解人类大脑如何存储信息并利用这些信息执行各种任务一直是神经科学和心理学研究的主要目标。科学家们此前已经发现了不同类型的记忆，每种记忆都有各自的特点和功能。

其中一种记忆类型是工作记忆，它涉及短期存储和处理重要信息，尤其是执行逻辑任务或在不久的将来做出决策所需的信息。研究表明，这种信息的临时存储与大脑中某些神经元的持续活动有关。

过去大多数关于工作记忆的研究都采用了这样的任务：要求参与者记住呈现给他们的所有信息。

然而，很少有研究试图了解大脑如何存储“非注意力”信息，即当前不是注意力焦点且与当前任务无直接关系的刺激。

来自波兰科学院、纽约州立大学上州分校、埃尔克军事医院和弗罗茨瓦夫医科大学的科学家决定测试一个理论模型的有效性，该模型表明存在一种负责存储注意力不集中信息的“活动-沉默机制”。

他们的研究结果发表在《自然人类行为》杂志上，对这一理论假设提出了挑战，并表明存储不注意的信息也与神经活动有关。

“我们知道，工作记忆的元素——我们的思维——是由特定神经元的活动所代表的，”资深作者Jan Kaminski告诉《医学快讯》。
“当我们需要记住某些东西时，某些神经元会变得更加活跃。例如，当我们记住一个电话号码时，某些神经元会暂时变得更加活跃，从而对这些信息进行编码。”
“然而，最近的研究表明，如果某个记忆元素暂时失去焦点，神经元的活动就会恢复到背景水平——例如，当我们需要记住一个电话号码，但又暂时切换到另一个任务时。”

这些假设主要基于脑电图（EEG）和功能磁共振成像（fMRI）等非侵入性方法获得的数据。然而，这些方法测量的是数十万个神经元的平均活动，这意味着一小群细胞的活动可能会被周围神经元的不活动“吞噬”。

“我们的实验室专门在侵入性临床操作过程中直接记录神经活动，例如在患者脑内植入电极来监测癫痫，”卡明斯基说道。
“这为直接验证静默活动假说提供了一个独特的机会。在本研究中，我们记录了颞叶神经元的活动，这些神经元因其在工作记忆中的作用而闻名。”

实验人员向受试者展示两张图片，并要求他们记住这两张图片，但在实验的第一部分，他们只能专注于其中一张。之后，他们要么继续专注于同一张图片，要么切换到之前“失焦”的那一张。

“这种实验设计被称为双重回溯线索范式，在之前的研究中也曾使用过，”论文第一作者卡塔日娜·帕卢赫（Katarzyna Paluch）解释道。
“为了记录活动，我们使用了颅内脑电图（EEG），这是一种临床操作，通过手术将电极直接植入患者脑内，例如用于诊断癫痫。这使我们能够记录单个神经元的活动。”

当参与者将注意力从一张图片转移到另一张图片时，科学家记录了颞叶神经元的活动，以了解大脑如何存储“非焦点”信息。

“令我们惊讶的是，我们发现即使是参与者没有聚焦的图像，也会通过神经放电持续被积极地呈现，”卡明斯基说道。
“这与静默存储假说相矛盾，表明工作记忆中失焦的事物也会被积极的神经活动所呈现。我们的研究结果表明，我们工作记忆的很大一部分——这种心理‘草图’——是由积极的神经放电维持的。”

因此，注意力焦点之外的思想和其他信息仍然由活跃的神经元支持，而不是像以前假设的那样由某种“沉默”机制支持。

这些发现除了对于理解记忆如何运作具有根本重要性之外，还可能影响涉及工作记忆障碍的精神疾病（如注意力缺陷多动症、强迫症和精神分裂症）的治疗方法的发展。

“例如，我们的研究结果使我们能够考虑制造神经植入物或电刺激器，以帮助维持工作记忆中的特定信息，从而拓展治疗的可能性，”卡明斯基补充道。
“我们的实验室目前正在通过直接记录大脑活动，继续研究工作记忆及其神经机制。
未来，我们计划研究大脑如何在维持当前信息和记忆新信息之间切换，这对于灵活的认知活动至关重要。”