“大圣”帮科学家破解大脑序列记忆秘密

采访对象供图

在我们大脑的认知活动中，语言通讯、情景记忆等都与序列信息有关。但序列记忆又是如何在大脑中存储的？中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王立平研究组、上海脑科学与类脑研究中心闵斌副研究员与北京大学唐世明课题组合作通过训练猕猴，解答了这一科学问题。科学家们首次在群体神经元水平阐释了序列工作记忆的计算和编码原理，为神经网络如何进行符号表征这一难题提供了新的见解。相关成果日前在国际顶级学术期刊《科学》上发表。

研究团队训练猕猴记忆由多个位置点组成的序列。猴子面前的屏幕上会依次闪现三个不同位置的点，猴子需要在几秒钟之后，通过眼神将这些点按之前呈现的顺序汇报出来。在汇报前的几秒记忆保持期内，空间序列的信息便以工作记忆的形式被暂时储存在大脑中。

钙信号可反映神经元的脉冲放电活动。通过分析双光子钙信号成像数据，研究人员发现每个次序的信息都有其对应的二维子空间，即一块“屏幕”。不同次序的“屏幕”之间共享了类似的环状结构，只是环的半径大小会随次序的增加而减小。王立平补充说，“就像我们日常生活中如果记忆的内容越多，越往后的信息便更容易出错。”

“截至目前，还没有任何研究能证明低于灵长类的动物能够自如地操作序列记忆。利用猕猴开展高级功能的验证也是我们目前的最好选择。”中科院脑智卓越中心副主任杜久林研究员表示，脑科学被誉为自然科学领域皇冠上的明珠，中心50余个实验室，半壁江山都是用猕猴搭起的平台。作为模式动物中结构和功能最接近人类的动物，这些研究组将以此找到破解脑认知科学相关问题的“钥匙”。

本报记者 郜阳