即使当时没有刻意施加注意,我们大多数人可以回忆起昨天的晚餐吃了什么(What)、在哪里吃的(Where)、几点吃的(When),甚至在脑海中浮现就餐时的画面。这一功能被称之为情景记忆(Episodic memory),是较高级灵长类特有的认知功能之一。研究者认为,情景记忆可分为编码、保持(巩固)和提取阶段。比如说,在上述例子里,“昨天吃晚餐”属于编码期,“(今天)回忆”属于提取期,介于两者之间的则为保持期。

在讨论情景记忆的编码时,人们通常被这样的直观问题驱动:“什么样的编码方式会促成更高的提取成功率?”;另一方面,因研究内容的高度重合,对情景记忆编码的研究借鉴了许多视觉感知领域—他们专注于当下,并不那么关心之后的提取成功率—的研究成果。

视觉感知研究领域中一个非常经典的理论是,当我们查看一个物体时,其特征(What)和位置(Where)信息经由不同的脑通路加工处理,研究者称之为“What” 和“Where”通路。这两类信息继而分别传入内侧颞叶—情景记忆的核心脑区—中的鼻周皮质和旁海马分区,途经内嗅皮质,汇聚到海马分区。也就是说,通过视网膜进入视皮层后,物体的特征和位置信息先“分道扬镳”,最终到海马进行整合—这很重要,否则我们可能无法将物体的特征和位置信息进行准确的匹配。

然而,北京大学心理与认知科学学院纳家勇治组的研究(Cereb Cortex,2019)发现,除了经典的特征信息,“What” 通路中的脑区TE、内侧颞叶中的鼻周皮质可能也处理被试当前直视的位置信息。不仅如此,通过检测单细胞的放电活动,纳家勇治组发现,不仅海马,鼻周皮质中也有显著多的细胞同时表征特征和位置信息,而TE区则没有。进一步的计算发现,鼻周皮质中特征和位置整合信息的反应时早于海马。这些结果暗示,“What”-鼻周皮质-海马通路,不仅同时传递特征、位置信息,且两类信息的整合可能发生在海马之前的鼻周皮质。

那么,大脑为什么要有多于一个单位的整合位点?在纳家勇治组的这项研究中,被试被要求观看一个物体,并记住其特征和位置信息。但在日常生活中,面对一个大而复杂的场景,我们往往需要多次观看以重构一个完整的场景。因此,一个可能性是,内侧颞叶中的鼻周皮质负责整合单次视野中的特征和位置信息,而海马则负责更为复杂的、多次视野中的特征和位置信息。纳家勇治研究组正在对此猜想进行研究论证。

本研究于2019年8月13日在线刊发,纳家勇治课题组成员、北大-清华生命科学联合中心已毕业博士生陈翮为该论文的第一作者。北京大学心理与认知科学学院、麦戈文脑科学研究所纳家勇治研究员为本文通讯作者。该研究由国家自然科学基金委和北大-清华生命科学联合中心资助完成。特别鸣谢完成本项研究的Alex、Donald和Frank。

论文链接:https://doi.org/10.1093/cercor/bhz164

参考文献

Squire LR, Stark CE, Clark RE. 2004. The medial temporal lobe. Annu Rev Neurosci 27:279-306.

Aggelopoulos NC, Rolls ET. 2005. Scene perception: inferior temporal cortex neurons encode the positions of different objects in the scene. Eur J Neurosci 22(11):2903-16.

Chen H, Naya Y. 2019. Forward processing of object-location association from the ventral stream to medial temporal lobe in non-human primates. Cerebral Cortex.


2020-02-25