记忆帮助我们快速评估情况,而不仅仅是回忆过去

科学家们早就知道大脑的海马体对长期记忆至关重要。现在,西北大学医学院的一项新研究发现,海马体在短期记忆中也发挥着作用,并帮助指导决策。

西北大学官网6月18日消息

该研究的作者说,这些发现阐明了海马体如何有助于记忆和探索,可能会导致恢复海马体功能的治疗。海马体功能在与记忆相关的衰老和神经退行性疾病(如失智症)中受到影响。

在这项研究中,科学家们监测参与者在看不同复杂图片时的大脑活动,并跟踪他们的眼球运动。科学家们发现,当我们用视觉扫描环境并吸收新信息时,我们的海马体会被激活,利用短期记忆来更好地处理新的视觉信息,从而帮助我们快速地重新评估环境。

记忆是如何帮助我们扫描新环境的

想象一下,你在街上走着,发现邻居的草坪上停着一辆撞坏的汽车。也许你很快就会忘掉它,继续前进。但当你看到一辆救护车和消防车接近你的位置时,你把这些点连接起来,回头看看事故现场。通过使用短期记忆来引导你看哪里,海马体可以让你重新检查汽车,并形成对事故的持久记忆。

西北大学范伯格医学院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)博士后研究员、通讯作者James Kragel说:“在任何特定时刻,你的大脑都会迅速启动你通常没有意识到的眼球运动。我们的研究结果表明,海马体利用记忆来告知你的眼睛看向哪里,从而启动视觉系统学习并在忙碌中重新评估我们的环境。“

“如果你没有回头看事故现场,你可能无法对那些重要信息进行编码,但在使用短期记忆检索时,你可以将这些线索联系在一起,记住提示更大记忆的细节。归根结底,你要把这些迥然不同的元素联系起来,这样以后你就能更容易地记住它们。”这项研究近日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。

研究于2021年6月18日发表在《Science Advances》(最新影响因子:13.117)杂志上

“这些发现强调,尽管海马依赖的记忆通常被认为是过去的事了,事实上,它在那一刻起作用,优化我们的行为和决策,”资深研究作者Joel Voss说,他是西北大学范伯格医学院医学社会科学、神经病学、精神病学和行为科学副教授,“这是了解海马体功能和开发有效治疗记忆障碍的关键。”

“这就好像你在利用你的记忆来计划将要发生的事情,然后当它与正在发生的事情不匹配时,你的海马体就会被激活,重新评估和更新你当前对正在发生的事情的感知,”Kragel说。

资深研究作者Joel Voss副教授

跟踪眼球运动来了解更多关于记忆的信息

该研究是在西北纪念医院(Northwestern Memorial Hospital)接受神经外科监测以定位癫痫发作来源的癫痫患者中进行的。他们在大脑中植入电极来绘制与癫痫相关的大脑活动。在癫痫监测单元中,参与者执行了一项记忆任务,在这项任务中,他们研究了包含多个人和物体的复杂场景(例如,有人坐在公园长凳上,桌子上放着食物,背景中发生的事情),然后进行记忆测试。

在测试过程中,参与者指出所呈现的场景是旧的还是新的。在整个任务中,作者同时记录眼球运动和神经活动,以将海马活动与记忆引导的行为联系起来。

当第一次研究一个场景时,参与者通常会将目光返回到数百毫秒前刚刚看过的位置。这些“重温”眼球运动增强了对场景的时空记忆(记住一个物体的位置或某事发生的顺序)。大脑记录显示,大脑网络参与产生这些“重温”,海马活动在执行前发生了变化。大脑活动的增加伴随着回顾,Kragel相信这可能会形成对场景及其要素的持久记忆。

Voss说:“这表明,在持续的行为中,海马对记忆的作用在短短几百毫秒内展开,考虑到海马参与的时间过程通常被认为是几天到几年,这很令人惊讶。海马通常在长期记忆提取中出现。”

西北大学范伯格医学院

参考文献

Source:Northwestern University

Memory helps us evaluate situations on the fly, not just recall the past

Reference:

James E. Kragel, Stephan Schuele, Stephen VanHaerents, Joshua M. Rosenow, Joel L. Voss. Rapid coordination of effective learning by the human hippocampus. Science Advances, 2021; 7 (25): eabf7144 DOI: 10.1126/sciadv.abf7144

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