想象你正在校園里散步，突然收到好友喊你去體育館的訊息。這時候如果你不是新生的話，你可能很容易就能知道要從現(xiàn)在的位置去往體育館該朝哪個方向走，不論你在哪里。這是你靈活地運用了記憶的一個例子。在這個過程中，你記得體育館在校園地圖上的位置，并根據(jù)當前不同的環(huán)境判斷去往體育館的方向。那么，你的大腦是如何對記憶信息進行靈活運用呢？
2020年11月18日，北京大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院、北京大學(xué)麥戈文腦科學(xué)研究所納家勇治課題組在PLOS Biology期刊發(fā)表了題為“Hippocampal cells integrate past memory and present perception for the future”的研究論文。該研究設(shè)計了新穎的記憶任務(wù)，使用在體電生理技術(shù)，揭示了獼猴海馬神經(jīng)元在記憶的運用過程中的重要作用。
在該研究里，猴子們做的任務(wù)和上文的例子十分相似。首先，在訓(xùn)練階段，猴子們學(xué)習(xí)了8個物體在1個背景圖像上的方位（圖1a-b）。當猴子們記住了這些物體與方位的關(guān)聯(lián)關(guān)系之后，則進入測試階段，猴子需要根據(jù)每個試次的條件去回憶和運用物體-方位關(guān)聯(lián)（item-location association）信息。具體地，每個試次將首先隨機呈現(xiàn)一個物體作為物體線索（item-cue），接著再呈現(xiàn)一個隨機旋轉(zhuǎn)的背景圖像作為背景線索（background-cue），最后猴子需要根據(jù)這兩個線索，選擇這個物體線索在背景線索上所關(guān)聯(lián)的方位（圖1c）。在這個過程中，獼猴需要根據(jù)物體線索回憶其關(guān)聯(lián)的方位信息，再根據(jù)背景線索所提供的感知信息對回憶的信息加以運用。
圖1 任務(wù)范式設(shè)計
結(jié)果表明，在物體線索呈現(xiàn)后，海馬神經(jīng)元表征了該物體所關(guān)聯(lián)的方位記憶信息。在背景線索呈現(xiàn)后，海馬不僅表征了方位記憶信息，還表征了背景線索所提供的感知信息。于是，記憶信號和感知信號在海馬個體神經(jīng)元中進行會聚，通過三個次序發(fā)生的操作（會聚、轉(zhuǎn)移和靶向）構(gòu)建出目標方位信息（圖2）。通過這一建構(gòu)性過程，海馬將源于過去的記憶信息擬合到當下情形中，構(gòu)建出可能指導(dǎo)未來行動的目標導(dǎo)向信息，由此實現(xiàn)對記憶的靈活運用。該研究的結(jié)果揭示了靈活運用記憶的神經(jīng)機制，并首次為認知心理學(xué)先驅(qū)Bartlett所提出的“記憶是建構(gòu)性的”這一觀點提供了單細胞層面的依據(jù)。
圖2建構(gòu)性過程
論文鏈接: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000876
北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心已畢業(yè)博士生楊岑為該論文第一作者，北京大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院、麥戈文腦科學(xué)研究所納家勇治研究員為本文通訊作者。該研究獲得科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委項目、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心等項目支持。
參考文獻
Bartlett F.C. (1932). Remembering: A study in experimental and social psychology. Cambridge: Cambrige University Press, pp. 197-214.
Yang C, Naya Y (2020). Hippocampal cells integrate past memory and present perception for the future. PLoS Biol, 18(11): e3000876.
2020-11-19