雖然人類大腦的廣泛結構和組織是相似的,但11月20日發表在《自然—通訊》的一項研究表明,人們如何在大腦活動中觀察和想像常見場景卻存在差異。這些獨特的神經特徵最終可能被用於理解、研究,甚至改善對阿爾茨海默氏症等疾病的治療。
「當人們想像類似的事情時,每個人的做法都不一樣,因為他們有不同的經歷。」論文作者、美國羅徹斯特大學德爾蒙特神經科學研究所副教授Feng Lin說,「我們的研究可以解碼人腦中與日常生活相關的複雜信息,並識別每個人記憶中的獨特神經『指紋』。」
在這項研究中,研究人員要求26名參與者回憶一些常見的場景,比如開車、參加婚禮或在餐館就餐。這些場景足夠寬泛,每個參與者都能以不同的方式重新想像它們。例如,當研究人員要求志願者生動地回憶和描述一個與跳舞有關的場景時,他們可能會想起觀看女兒獨舞時的情景,而另一個人可能會想像自己在成人禮上跳舞的情景。
參與者的語言描述被映射到一個計算語言模型中,並創建了描述上下文的數字表述。他們還被要求對記憶中的經歷進行評價,比如它與聲音、顏色、運動和不同情緒的關聯程度。
研究人員將志願者置於功能核磁共振成像(fMRI)儀器中,並要求他們重新想像自己的經歷,同時測量大腦中哪些區域被激活。利用fMRI數據和受試者的語言描述和評分,研究人員能夠分離出與個人經歷相關的大腦活動模式。例如,如果參與者在想像中開車闖紅燈,大腦中與回憶運動和顏色相關的區域就會被激活。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特徵。
研究人員能識別出大腦中充當信息處理中樞的區域,這些區域在大腦網絡中有助於回憶有關人、物體、地點、情緒和感覺的信息。該團隊還能夠觀察到,根據每個人回憶和想像的細節,這些網絡中的激活模式在個體層面上如何不同。
「認知科學的目標之一是了解人類大腦是如何表現和操縱記憶的。」該研究共同作者、德爾蒙特神經科學研究所的Andrew Anderson說,「這項研究表明,fMRI可以測量大腦活動的足夠信號,以確定神經表徵在反映每個人獨特經歷的複雜想像事件中有意義的人際差異。」
除了擴大對大腦網絡的理解,作者指出,隨著人們年齡的增長,許多關鍵區域的功能往往會下降,並且容易受到阿爾茨海默氏症等疾病的影響。這些發現可能會帶來新的方法診斷和研究與不規則記憶缺陷相關的疾病,包括痴呆、精神分裂症和抑鬱症,甚至可能是個性化的治療,並預測哪種治療更有效。(馮維維)
相關論文信息:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19630-y
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