PNAS:記憶機制的新見解——意識是陳述性記憶的一個關鍵特徵

聖地亞哥醫療保健系統和聖地亞哥加利福尼亞大學的博士Christine N. Smith和Larry R. Squire發現,用於回憶事實和事件的陳述性記憶,取決於有主觀意識參與的知識。

這一發現有助於解釋海馬體如何參與記憶過程。他們還表明,海馬體損傷的患者其主觀意識學習到的知識會受到損害。Smith說,“我們的研究表明,意識是陳述性記憶的一個關鍵特徵。”

研究結果發表在2018年11月20日的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。


PNAS:記憶機制的新見解——意識是陳述性記憶的一個關鍵特徵


研究記憶和學習的Christine Smith和Larry Squire博士。在Squire背後的架子上是海馬的複製品。對記憶功能至關重要的大腦海馬體是根據古希臘語中的海馬命名的。


過去的研究表明,內側顳葉(medial temporal lobe,MTL)(包含海馬體的大腦區域)的損傷可能導致陳述性記憶障礙。這是一種用於回憶過去的事實和事件信息的記憶,與海馬體有關。與之相對的是非陳述性記憶,指的是技能、習慣學習以及基於表現而非回憶的其他類型的學習。非陳述性記憶似乎不受MTL傷害的影響。例如,有MTL傷害的人可能仍然記得如何騎自行車,但可能不記得他昨天做了什麼。

雖然科學家們知道海馬體涉及陳述性而不涉及非陳述性記憶,但海馬體在記憶獲取過程中的行為機制尚不明確。

Squire說:“理解記憶和記憶障礙的一個核心問題是記憶分類。記憶包括哪些類型?每種類型的特徵是什麼?以及哪些大腦區域起到關鍵作用?”

一種理論認為,陳述性記憶與通過主觀意識學習的知識或對所學知識的認識有關。另一種理論認為,記憶取決於大腦如何處理信息,而不依賴於主觀意識學習到的知識。舉例來說,第二種理論認為,MTL在學習項目之間關聯時更為重要,而與人是否知道他學到了什麼無關。

為了探究這兩個理論,Smith和Squire招募了5名患有MTL病變的記憶受損患者。這些患者的平均年齡為63歲,患有不同原因的健忘症。其中兩人因藥物過量和呼吸衰竭而導致失憶,一人因腎功能衰竭和中毒性休克綜合症導致的大腦缺血而失憶,一人患有病毒性腦炎,另有一人失憶原因不明。腦掃描顯示這些患者的海馬體體積小於正常人。研究人員還招募了六名健康志願者作為對照。

研究人員通過操縱效應來評估參與者的記憶能力。參與者會看到一些他們熟悉的場景圖片,部分圖片可能會進行改動。根據操縱效應,人們將在改動過的圖片上花費更多的時間。但研究結果表明,操縱效應只有在參與者知道圖片發生過改動的前提下才會發生


PNAS:記憶機制的新見解——意識是陳述性記憶的一個關鍵特徵

在Smith和Squire的實驗中使用的一組場景圖片:一輛卡車停在房子前面。下方圖片中卡車上的工人被


在實驗過程中,研究人員向參與者播放24張場景圖片,每張持續5秒。短暫的休息後會再播放一次。在第二次休息之後,24張場景圖片第三次播放,然而其中12張做了改動,12張保持不變。改動方式包括在場景中添加或刪除一些東西。例如,一張關於貨車的圖片,第一次圖片中有一個在推車的工人,而在第二次圖片沒有工人。

在重複播放24張不同場景圖片的過程中,會使用計算機跟蹤眼動以記錄參與者正在觀看圖片中的哪個位置。在第三輪播放過程中,參與者被告知尋找圖片中的改動。要求他們說明圖片是相同的還是有改動的,並對他們給出答案的自信程度進行排名。最後,再次向參與者播放一遍圖片,並要求他們描述改動的內容及確定圖片中發生改動的位置。

結果顯示,患有MTL病變的患者其描述場景改動的能力明顯受損。具體來說,對照組參與者平均能正確判斷出16.5/24個改動的圖片和20.5/24個未改動的圖片。而患者組僅能識別8.4/24張改動的圖片和18.4/24張未改動的圖片。對照組在給出正確答案時,比給出錯誤答案時更有信心,而患者對正確和錯誤的答案表現出相同的自信程度。

對於場景的改動描述及改動位置確定,患者組僅有10.8%的正確率,而對照組正確率可達60.4%。只有在知道圖片有改動時,對照組和患者組成員才會將注意力集中到改動部分。Smith和Squire認為,這表明操縱效應是一種有意識的記憶功能。這種眼球運動效應表明,有主觀意識的知識是陳述性記憶的重要方面,同時海馬體對於獲得這種類型的記憶十分重要。

Smith這樣解釋眼球運動的數據:“當記憶受損的患者有眼球運動時,他們會有意識地記住這一事件。當患者沒有眼球運動時,他們沒有意識到發生過的事件。我們的研究結果表明,對過去的認識是海馬體依賴性記憶的關鍵、穩定的特徵

根據Squire的說法,增加對記憶機制的理解可以幫助改善醫生診斷和治療記憶問題的方法。

科學家經常說我們想要修理汽車,就得了解汽車是如何工作的。隨著我們對記憶的瞭解越來越多,我們越來越能更好得檢測,預防和治療影響記憶的疾病和症狀。

參考文獻:

1. Christine N. Smith et al, Awareness of what is learned as a characteristic of hippocampus-dependent memory, Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1073/pnas.1814843115.

作者信息:

來源: https://medicalxpress.com

編譯:暮冬烤雪(brainnews創作團隊成員)

校審/排版: Simon (brainnews編輯部)

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