大腦用于創造關鍵記憶的 " 秘密代碼 " 終于被破解了。

這種被稱為 " 工作記憶 " 的記憶令人們得以在短時間內暫時性地保存及操縱信息。舉個例子，當你找到一個電話號碼并在短時間內記下數字序列以撥打號碼的時候，或者是當你詢問一個朋友去某家餐廳的方向并且記住到達那里的路線的時候，你就在使用工作記憶。

就職于弗羅里達州立大學的心理學與神經科學助理教授德瑞克 · 尼（Derek Nee）表示，這項新的研究發現是工作記憶研究領域 " 必不可少的進步 "。

一段關鍵的過程

數十年來，科學家都在思考大腦如何以及在何處對瞬時記憶進行編碼。

尼并沒有參與這項新研究，他說：一種理論認為，不同于大腦存儲輸入的視覺或嗅覺的感官信息或是長期記憶（長期記憶就是像和你一起參加舞會的人的回憶，或者說你在學校里的基礎知識一樣的記憶）的地方，工作記憶在腦內特殊的 " 儲藏間 " 中形成。

尼說道，持相反意見的理論則認為 " 并不存在這樣的特殊儲藏室 "，在這個理論中，工作記憶其實是一種" 突生現象 *"，如尼所說，" 當我們將過去和未來建立聯系時，會保持感覺和運動表征，工作記憶由此產生。" 根據這個理論，你第一次讀取一個電話號碼時放電的大腦細胞和你之后一次又一次的讀取那個號碼時放電的大腦細胞是同一個。

* 譯者注

突生現象（emergent phenomenon）或稱涌現、創發、演生。在哲學、系統理論、科學和藝術中，當組成一個整體的各個部分相互作用，使得整體表現出了組成部分所不具備的特征性質時，突生現象就發生了。突生現象相關的理論具有爭議，詳參

https://en.wikipedia.org/wiki/Emergence；

https://neu-reality.com/2018/09/emergence/

論文題目：

Unveiling the abstract format of mnemonic representations

DOI：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.03.016

于 4 月 7 日在《神經元》期刊發表的新研究同時挑戰了兩個理論。新研究認為，與其說工作記憶是在反映感知時發生的現象或是依賴于特定的記憶儲藏室，不如說其功能比單純地收集感官信息更進一步：工作記憶僅僅抓取從環境中取得的最相關的感官信息，然后將信息用一種相對簡單的編碼組合在一起。

紐約大學的心理學與神經科學教授、研究的通訊作者克萊頓 · 柯蒂斯（Clayton Curtis）說道：" 在過去的數十年中有線索表明，我們儲存在工作記憶中的東西也許不同于我們所感知到的東西。"

為了解決工作記憶的謎題，柯蒂斯和共同作者尤娜 · 夸克（Yuna Kwak），一位紐約大學的博士生，使用了一種被稱為功能性磁共振成像（fMRI）的腦部掃描技術。活躍腦區的細胞需要更多的能量和氧氣，所以 fMRI 就通過測量腦部不同區域的血流變化，提供了一種非直接的測量腦部細胞活躍程度的方式。

研究小組使用這種技術掃描了 9 個正在使用工作記憶完成任務的志愿者的腦部；研究的兩位作者也參加了腦部掃描的實驗。

在一種條件下，被試首先會在看到屏幕上一個由光柵或斜杠組成的的圓圈，這個圓圈的圖像大約持續 4s，然后消失；接著在 12s 之后，被試會被要求回憶斜杠的角度。在另一種條件中下，被試會看到一團向同一方向移動的點，然后他們會被要求回憶點團移動的具體角度。

試驗流程圖

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原論文

柯蒂斯說：" 我們預測被試會將復雜的刺激物（如光柵和移動的點的角度）重新編碼成一種更加簡單以及和任務更加相關的東西。" 因為在實驗中被試僅僅被要求去注意斜杠的朝向或者移動點團的運動，所以研究者假設被試的腦部活動只會反映在那些圖像中和以上刺激相關的具體特點。

這確實是研究小組分析腦部掃描的數據時找到的結果。

研究者用計算模型將復雜的大腦活動可視化，繪制出了一張可以表示不同大腦細胞群組的活動高峰和低谷的 " 地形圖 "。處理視覺信息的每個腦部細胞都有具體的 " 感受野 "，也就是刺激出現在此區域時大腦細胞會產生反應的視野的特定區域。研究小組將這些感受野的作用納入他們的模型中。這些模型幫助研究小組去理解在被試屏幕上觀察到的記憶任務的刺激材料如何與他們的腦部活動相關聯。

群體感受野（pRF）圖譜。

原論文

分析結果表明，與其說腦部編碼了圖像中所有的具體細節，大腦只儲存了當前任務所需的相關信息。從 " 地形圖 " 上看，用來編碼信息的腦部活動看上就和（表征）一條簡單的直線一樣。這條線的角度的變化與被試看到的圖像和光柵的朝向或者移動點團的運動的變化相對應。

這些和（表征）線條一樣的腦部活動模式在兩個地方出現：一個是視覺皮層，也就是大腦接收并處理視覺信息的地方；另一個是頂葉，一個處理和儲存記憶的關鍵區域。

關鍵的并不是大腦如何用線條表征這些圖像。尼說："重要的是這些表征不同于光柵或者運動，它們是從光柵或者運動中被抽象出來的不同的東西。"

- Zsolt Kaszanyicki -

尼提到，這個研究的一個局限性就是其使用過分簡化的圖像，而這些圖像并不能很好地反映出真實世界中的視覺復雜性。許多工作記憶的研究中都存在這樣的局限性，尼在自己的研究中使用的也是同樣簡單的圖像。

尼說：" 這個領域的研究需要運用更加豐富的刺激物以更好地對應我們的自然視覺經驗，令實驗室結果照進現實。盡管如此，新的研究仍然提供了一個新的視角，讓我們了解到在頭腦中暫時儲存一段對未來有用的信息意味著什么。"

工作記憶在感知（也就是當我們讀電話號碼的時候）和行動（也就是當我們撥出那個號碼的時候）之間架起了一座橋梁。尼說："這項研究讓我們首次得以一瞥介于感知和行動之間的神秘區域——一種不同于對知覺地表征，也不同于對即將采取的行動的表征，但卻可以清晰地從視覺信號讀取出來的表征形式。"