人記住一串?dāng)?shù)字之后，可以正序或者倒序重復(fù)出來。在聽到某些倒裝句時(shí)，也能按正常順序理解。那么，記憶在這個(gè)過程中是如何被加工處理的呢？中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員王立平團(tuán)隊(duì)以獼猴為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)了前額葉神經(jīng)元處理短時(shí)記憶排序時(shí)的群體表征和運(yùn)行機(jī)制，該成果9月27日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
王立平介紹，記憶可以分為短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶。人們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降默F(xiàn)象、聽到的話語都會(huì)先存儲(chǔ)為短時(shí)記憶，而后根據(jù)需求進(jìn)行排序、壓縮、遺忘等加工處理，但其背后的原理鮮少揭秘。
研究人員先訓(xùn)練獼猴在大腦中記憶并加工處理一段序列。簡(jiǎn)單來說，是讓獼猴看電腦屏幕上的多個(gè)圓點(diǎn)，這些圓點(diǎn)處于不同位置，會(huì)依次序閃爍若干次。隨后，如果屏幕上出現(xiàn)黃瓜圖片，那么獼猴需要按照正序把圓點(diǎn)閃爍的順序報(bào)告出來，如果出現(xiàn)蘋果圖片，則倒序報(bào)告。
由于大腦參與短時(shí)記憶的部位是前額葉皮層，研究人員在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用電極陣列大量記錄獼猴前額葉神經(jīng)元的放電情況?？紤]到獼猴用大量神經(jīng)元群體的不同放電情況存儲(chǔ)單個(gè)圓點(diǎn)的位置信息，研究人員將這種多個(gè)神經(jīng)元的組合稱為“子空間”。
研究人員通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在需要倒序報(bào)告短時(shí)記憶時(shí)，獼猴一個(gè)個(gè)子空間內(nèi)的信息會(huì)發(fā)生交換。比如，如果該序列有兩個(gè)圓點(diǎn)的信息需要記憶，那么有一號(hào)和二號(hào)空間分別記錄各自圓點(diǎn)的信息，當(dāng)需要倒序報(bào)告時(shí)，一號(hào)子空間與二號(hào)子空間的信息便互換了。
中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心博士研究生田拯赫告訴記者，這個(gè)過程并非簡(jiǎn)單互換，而是兩個(gè)子空間各自招募一個(gè)臨時(shí)子空間存儲(chǔ)信息，待自身信息被清空后，再將臨時(shí)子空間中的信息傳遞給對(duì)方。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)存儲(chǔ)正序或倒序規(guī)則的子空間，該子空間控制了子空間與臨時(shí)子空間之間的信息流動(dòng)。
據(jù)王立平介紹，該研究的結(jié)論對(duì)研究意識(shí)等大腦中高級(jí)認(rèn)知機(jī)制的重大問題有重要意義。研究中發(fā)現(xiàn)大腦與計(jì)算機(jī)運(yùn)算機(jī)制有著驚人的相似規(guī)律（如用于信息交換的臨時(shí)子空間和操作過程），這表明對(duì)大腦機(jī)制的進(jìn)一步研究或有助于推動(dòng)未來類腦計(jì)算模塊更加智能化、高效化發(fā)展。（記者董雪）
