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谢蔚臻团队研究发现大脑如何高效地搜寻记忆

已有 379 次阅读 2020-6-30 13:30 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

看一本书,上一门课,背一些单词… 有些信息能轻松地被人记住,有些却难以让人想起。


为什么人类的大脑对不同事物会形成不同程度的记忆?究竟是事物的哪些特性导致不同的可记忆程度(memorability)?

北京时间2020年6月29日晚23时,《自然—人类行为》发表了谢蔚臻团队的最新研究成果。


谢蔚臻领衔美国国立卫生院和芝加哥大学的同事对上述现象进行研究,揭示了大脑利用事物本身特性来高效搜寻记忆的机制。

该团队考察了2623位网络用户如何记住一些从300个常用英文单词中随机生成的双词组。他们发现,一些单词总能被大部分人记住,另一些单词则很少被人记住。


通过计算机建模分析,该团队发现,易记单词在语义上与其他词汇存在广泛联结;而难记单词,与其他词汇较难关联。这表明,人们是通过对语义网络的搜寻来进行信息的回忆。

 

随后,谢蔚臻团队通过颅内脑电记录进一步揭示大脑搜寻信息的机制。实验中,30位癫痫患者在美国国立卫生院接受神经外科开颅手术治疗并自愿参与上述记忆测试。


手术之前,医生在病人脑部植入电极,并连续观测病人颅内脑电状况以发现癫痫病灶。借此机会,研究人员记录患者大脑如何记住不同词组。


他们发现,那些能被大部分网路用户记住的单词,同样也更容易被这些患者记住。这说明,一些普遍的记忆现象并不随受试者的临床症状所改变。


通过考察精确到毫秒级别的颅内脑电变化,谢蔚臻等进一步发现,记忆程度更高的单词,在回忆阶段能够在大脑前颞叶部位被更加快速地激活。这表明,可记忆程度更高的信息是记忆搜寻过程中首先被检索的内容。 

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图注:回忆过程中,大脑首先搜寻语义网络的中心,以此通过较短的距离辐射到语义网络的其他位置。因此,那些身处在网络中心的信息,不仅与其他信息有更广泛的联结,更能被轻松地记住(如图中网络中心部位更大的节点)。

 

综上,该研究通过大数据行为学分析,计算机建模,和颅内脑电直接记录等方法,在算法和神经机制方面对揭秘大脑的信息处理方式提供了创新性的贡献。


那些具有广泛联结的信息,能够被表征在大脑语义网络更加中心的位置。


区别于传统计算模型的随机搜寻模式,人类大脑更偏向从语义网络的中心位置开始对记忆内容进行检索。


这种方式能够让回忆的过程通过较短的距离辐射到语义网络的其他位置,从而实现高效的记忆搜寻。


下一步,谢蔚臻等将考察此记忆功能的缺失在神经和精神疾病上的体现。发现大脑在疾病状态下记忆功能失效的标靶,将为脑部疾病的诊断与防治带来曙光。

 

谢蔚臻本科毕业于中国人民大学应用心理学系,在加州大学河滨分校完成认知心理学博士学位后,获美国国立神经疾病与卒中研究院竞争性博士后奖学金资助 (NINDS Competitive Postdoctoral Fellowship Award),在美国国立卫生院开展关于人类记忆与神经疾病的研究。


该研究团队包括芝加哥大学的Wilma Bainbridge助理教授以及美国国立卫生院的Kareem Zaghloul, Sara Inati, 和Chris Baker等

 

相关论文信息:

DOI:10.1038/s41562-020-0901-2




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1 杨金波

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