记忆创造了揭示大脑如何组织的“指纹”

虽然人类大脑的广泛结构和组织都差不多，但人们重新构想常见情景之间的差异却是很大的，这种差异可通过大脑活动观察并量化。这些独特的神经系统特征最终可以用于理解、研究甚至改善诸如阿尔茨海默病等疾病的治疗。

《ScienceDaily》11月20日消息

“当人们想象相似的事件时，每个人的思维方式都不同，因为他们有着不同的经历。我们的研究表明，我们可以解码人脑中与日常生活相关的复杂信息，并识别每个人所记住的经历所特有的神经'指纹'。” R.N. Feng（Vankee）Lin说，她是罗彻斯特大学（University of Rochester）德尔蒙特神经科学研究所（Del Monte Institute for Neuroscience）的副教授，也是该研究的合著者，该研究发表在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上。

研究于11月20日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：12.121）杂志上

在这项研究中，研究人员要求26名参与者回忆常见的场景，如开车、参加婚礼或在餐馆吃饭。场景足够宽泛，每个参与者都可以以不同的方式重新想象。例如，当研究人员要求志愿者生动地回忆和描述一个涉及舞蹈的场合时，一个人可能记得看到他们的女儿参加舞蹈表演，而另一个人可能想象自己在成人礼上跳舞。

参与者的语言描述被映射到一个计算语言模型，该模型近似于单词的意思，并创建描述上下文的数字表示。他们还被要求对记忆中的经历进行评价，比如它与声音、颜色、运动和不同情绪的关联程度。

研究人员将志愿者置于功能磁共振成像(fMRI)中，要求他们重新想象自己的经历，同时测量大脑中哪些区域被激活。利用fMRI数据和受试者的语言描述和评分，研究人员能够分离出与个人经历相关的大脑活动模式。例如，如果参与者在想象中开车闯红灯，大脑中与回忆运动和颜色相关的区域就会被激活。利用这些数据，研究人员建立了每个参与者大脑的功能模型，基本上创建了他们神经活动的独特特征。

研究人员能够识别出大脑中充当信息处理中枢的几个区域，这些信息在大脑网络中有助于回忆有关人、物体、地点、情绪和感觉的信息。该团队还能够观察到，根据每个人回忆和想象的细节，这些网络中的激活模式在个体层面上是如何不同的。

“认知科学的目标之一是理解记忆是如何被人脑表达和操纵的，”该研究的第一作者，德尔蒙特神经科学研究所的Andrew Anderson博士说，“ 这项研究表明，功能磁共振成像可以用足够的信号来测量大脑活动，以识别反映每个人独特经历的复杂想象事件的神经表征中有意义的人际差异。”

作者指出这项研究除了扩大了我们对大脑网络的理解，他们也发现随着我们年龄的增长，大脑的许多关键区域的功能往往会下降，并且容易受到阿尔茨海默病等神经退行性疾病的影响。这些发现可能会导致新的方法来诊断和研究与不同记忆缺陷相关的疾病，包括痴呆、精神分裂症和抑郁症，甚至可能是个性化的治疗，并预测哪种治疗更有效。

罗彻斯特大学医学中心

这项研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）国家转化科学发展中心和罗彻斯特大学医学中心（University of Rochester Medical Center，URMC）临床转化科学研究所的支持。

Feng V. Lin, PhD, RN

参考来源

Source：University of Rochester Medical Center

Memories create 'fingerprints' that reveal how the brain is organized

Reference：

Anderson, A.J., McDermott, K., Rooks, B. et al. Decoding individual identity from brain activity elicited in imagining common experiences. Nat Commun 11, 5916 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19630-y