Nature Commun:科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」

2020-11-25 澎湃新聞

Nature Commun：科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」

2020-11-23 15:43 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

雖然人類大腦的廣泛架構和組織具有普遍性，但一項新的研究表明了，關於人們在重新想像常見場景時所存在的差異，我們應如何觀察其大腦活動的差異性並進行量化。這些獨特的神經學特徵最終可用於理解、研究，甚至改善阿爾茨海默病等疾病的治療。

「當人們想像相似類型的事件時，每個人都有所不同，這是因為他們擁有不同的經歷，」R.N.博士Feng（Vankee）Lin說道，「我們的研究表明，我們可以解碼人腦中與日常生活相關的複雜信息，並識別出每個人記憶中獨特的神經『指紋』。」Lin是羅切斯特大學德爾蒙特神經科學研究所的副教授，也是這項研究的共同作者，該研究發表在Nature Communications這一期刊上。

在該研究中，研究人員要求26名參與者回憶常見的場景，比如開車、參加婚禮或在餐廳吃飯。這些場景足夠廣泛，因此每個參與者都能夠產生不同的回憶內容。例如，當研究人員要求參與者生動回憶並描述一個涉及舞蹈的場合時，某個人可能會回憶他看著自己女兒參加舞蹈演奏會的情景，而另一個人可能會想像自己在成人禮上跳舞的情景。

將參與者的口頭描述內容匯總到一個計算語言模型上，該模型類似於單詞的含義，然後創建了描述背景的數字表示方式。研究人員還要求參與者對其記憶中經歷的各個方面進行評分，例如它與聲音、顏色、運動以及不同情緒之間的關聯有多緊密。

然後，藉助功能性核磁共振成像（fMRI）來進行研究，要求研究參與者重新想像上述體驗，同時研究人員測量參與者大腦中的哪些區域有所激活。利用fMRI數據以及參與者的口頭描述和評價，研究人員能夠分離出與該人經歷相關的大腦活動模式。例如，如果參與者在該場景中想像的是開車通過紅燈，那麼與回憶運動和顏色相關的大腦區域就會被激活。利用這些數據，研究人員建立了每個參與者大腦的功能模型，基本上創建了他們神經活動的獨特風格。

研究人員發現大腦中幾個區域有所激活，這些區域是處理整個大腦網絡信息的樞紐，而這些網絡有助於回憶有關人、物體、地點、情感以及感覺的信息。該團隊還觀察到這些網絡內的激活模式在個人層面上有所不同，而這取決於每個人回憶和想像的細節。

「認知科學的目標之一是了解記憶是如何通過人類大腦呈現與操縱的，」該研究的共同作者，即德爾蒙特神經科學研究所的安德魯安德森（Andrew Anderson）博士說道，「這項研究表明，fMRI可以測量包含足夠信號的大腦活動，從而識別複雜想像事件的神經表徵中的有意義的人際差異，這反映了每個人的獨特經歷。」

除了加深我們關於大腦網絡如何協作的理解之外，該研究作者指出，他們發現的許多關鍵區域往往會隨著個體年齡增長而出現功能下降，並且很容易出現阿爾茨海默氏症等疾病中所存在的退化這一情況。這些發現可能會促使產生新的方法來診斷和研究與不規律記憶缺失相關的疾病，包括痴呆症、精神分裂症和抑鬱症，也許甚至可以進行個性化治療，並預測哪些療法會更有效。

來源：brainnews

編譯作者：裡爾（brainnews創作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）

文章信息：

Andrew James Anderson et al. Decoding individual identity from brain activity elicited in imagining common experiences, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-19630-y

原標題：《Nature Commun：科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」》

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