預測或記憶:大腦必須二選一

試圖預測情況會阻礙記憶的形成

Brain art concept

托馬斯·福克斯

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新的研究表明,做出預測會阻礙大腦記住當下的能力。海馬體,這個通常與記憶事件相關聯的大腦結構,也利用經驗來進行預測(神經科學家稱之為“統計學習”)。但是,在《美國國家科學院院刊Proceedings of the National Academy of Sciences USA》上發表文章的科學家們現在已經證明,後一種功能會擾亂前一種功能。

研究人員在螢幕上向參與者展示了一系列照片,但沒有告訴他們某些影像類別總是跟隨其他類別:例如,山脈總是緊隨海灘之後。受試者本應下意識地學習這些關聯,並開始期待這些配對。稍後,參與者再次看到了相同的照片,並混入了一些新的例子,並被問及他們是否之前見過其中的任何一張。他們準確回憶起看到隨機影像的比率遠高於“預測性”影像(如海灘照片)。

科學家們在掃描參與者的大腦時,用功能性磁共振成像重複了這個過程。每個影像類別都引發了獨特的神經活動模式,“可預測”類別的模式在海馬體中被觀察到,當相應的預測類別被顯示時。此外,這種效應在功能性磁共振成像中的強度與參與者的記憶任務得分呈反比。“我們看到的預測證據越多,他們對這些預測性專案的記憶就越差”,比如特定的海灘場景,研究主要作者和耶魯大學認知神經科學家布林恩·謝爾曼說。這表明,預測性影像觸發了海馬體轉向預測——並遠離編碼新的記憶。


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這項研究是最早證明預測如何影響人類記憶的研究之一。科學家之前懷疑海馬體在統計學習中起作用,但不知道它如何與記憶形成相互作用。“這篇論文非常出色地展示了海馬體同時進行這兩件事的權衡”,弗吉尼亞大學認知神經科學家妮可·朗說,她沒有參與這項研究。

該團隊表示,這種妥協之所以發生,是因為記憶和預測都使用了一些相同的生物學途徑。在論文中,作者將其比作“用右腳同時操作汽車的剎車和油門踏板……但不能同時操作”。謝爾曼說,這種設定可以防止記憶冗餘,從而節省腦力:成功的預測將包含與實際結果相同的資訊。

朗說,使這一切成為可能的大腦回路仍然需要進一步研究。例如,她想知道在海馬體從記錄轉向預測之前需要多少重複,以及是否有可能訓練該結構以同步提高兩種模式。

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