海马体是如何学习?大脑靠“回放”做决策

admin 2019-7-15 141

来源:中国科学报

  本报讯 近日发表在《科学》上的一篇报告揭示了海马体是如何学习,并将某些经历连接到记忆中的。研究人员发现,在特定的行为后,海马体会不断重复这种行为,直到其被内化。他们还报告了海马体如何追踪人们大脑的决策中心来记住过去的选择。

  以往研究表明,啮齿动物的海马体会在睡眠或休息期间回放过去的经历。但这种现象是否只适用于以前与特定地点的接触,还是也适用于更广泛的记忆,包括精神和非空间记忆尚不清楚。

  研究人员给33名参试者观看一系列图像,其中均包含一张脸和一所房子。参试者接受了功能性磁共振成像(fMRI)扫描,这使得研究人员能够监测与特定时间活跃的大脑区域相关的脑代谢活动。40分钟的“锻炼”后,参试者在休息时进行了5分钟的脑部扫描。休息时,海马区记录的fMRI模式似乎重现了决策过程中发生的活动片段。它们一遍遍地这样做,就像大脑不停地回放一个电影场景,直到将其背下来。

  此外,新研究发现,在海马体中重复播放次数越多的人,其大脑中一个叫做眶额皮质区域的活动就越类似于执行任务。“我们发现它与海马体的重放有关,这一事实令人惊讶。”论文第一作者、德国柏林马普学会人类发展研究所神经学家Nicolas Schuck说。

  研究结果表明,在处于休息状态的海马体中,重复任务和决策序列有助于训练大脑皮层在未来更好地解决类似任务。

  并未参与此项研究美国的佐治亚理工学院心理学教授Thackery Brown认为,这项新工作至关重要,它证明了海马体不仅支持导航和空间体验的回放,还支持决策过程。

  “尽管空间导航对人类和动物的日常生活必不可少,但我们经常会记住一系列经历,这些经历既发生在时间上,也发生在空间上。”他解释说。

  一个悬而未决的问题是,梦境中是否存在重放作用——将近期发生的事件扭曲成那些充满幻想的夜间故事,可能有助于处理、储存或者丢掉近期的经历。

  Schuck计划使用大脑分析技术探索计划任务与回放间的关系。“我们的新方法将打开一扇门,可以更详细地观察人类大脑的回放过程。”他说。(冯维维)

  相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aaw5181


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