一个科学家团队发现了如何“格式化”工作记忆 - 这一发现增强了我们对视觉记忆如何存储的理解。

“几十年来，研究人员一直想知道支持我们工作记忆的神经表现的性质，”纽约大学心理学和神经科学教授，本文的高级作者克莱顿·柯蒂斯（Clayton Curtis）解释说，该论文出现在《杂志》中。神经元。“在这项研究中，我们使用实验和分析技术来揭示大脑中工作记忆表示的形式。”

对于我们大多数更高的认知过程而言，可以在短时间内或“工作记忆”中存储信息的能力，其功能障碍是包括精神分裂症在内的各种精神病和神经系统症状的核心。

尽管它很重要，但我们仍然对大脑如何存储工作记忆表示形式知之甚少。

柯蒂斯说：“尽管我们可以从大脑活动的模式中预测您的工作记忆内容，但这些模式的编码确切是无法穿透的。”

纽约大学博士生柯蒂斯（Curtis）和合着者尤娜·夸克（Yuna Kwak），假设我们的大脑不仅丢弃了任务 -重新编码与任务相关的特征与内存格式既有效又不同于感知输入本身。

几十年来，我们将有关字母和数字的视觉信息重新编码为语音或基于声音的代码口头工作记忆。例如，当您看到电话号码的数字字符串时，您不会存储该视觉信息，直到完成拨号。相反，您存储了听起来在数字中（例如，“ 867-5309”的电话号码听起来像您在脑海中所说的那样）。但是，这仅表示我们确实重新编码 - 它无法解决大脑格式如何工作记忆表示，这是新的重点神经元学习。

为了探讨这一点，实验者通过功能磁共振成像（fMRI）测量了大脑活动，而参与者执行了视觉工作记忆任务。在每个试验中，参与者必须记住几秒钟的简短呈现的视觉刺激，然后做出基于内存的判断。在某些试验中，视觉刺激是一种倾斜的光栅，在其他试验上，这是一个移动的点云。记忆延迟后，参与者必须精确指示光栅倾斜的确切角度或点云运动的确切角度。

尽管有不同类型的视觉刺激（光栅与点运动），但他们发现在记忆过程中可互换，视觉皮层和顶叶皮层中的神经活动模式（内存处理和存储中使用的大脑的一部分）是可互换的。换句话说，用于预测运动方向的训练的模式也可以预测光栅方向，反之亦然。

这一发现引发了一个问题 - 为什么这些内存表示可以互换？

“我们认为，仅将测试刺激的任务与任务相关的特征被提取并重新编码为共享的内存格式，也许以抽象线形的形式呈垂直成角度，以匹配光栅的方向或方向点运动，”柯蒂斯解释说。

为了检验这一假设，即参与者的记忆被记录为类似线的模式 - 阿凯，以一定角度想象一条线 - 他们转向一种新颖的方式来可视化大脑活动的模式。

研究人员使用每个皮质种群的接受场的模型，将用皮质活性模式编码的记忆模式投射到视觉空间的二维表示上。这种方法在参与者所查看的监视器空间内创造了皮质活动的表示。这种方法使科学家能够在屏幕上可视化，可以坐标受试者皮质活性的模式，从而揭示了运动和光栅刺激的线状表示。

柯蒂斯解释说：“我们可以看到与运动方向和光栅相对应的角度的整个地形图的活动线。”

这种新颖的可视化技术提供了一个机会，可以实际“查看”工作记忆表示如何在神经种群中编码。

具体而言，使用单行（例如指针或箭头）来表示方向运动（例如，向上和左侧）和方向倾斜的光栅（例如，向上和向左）。该任务要求受试者要记住并非所有移动点，而是只摘要点运动方向。此外，它需要记忆角度光栅，并非所有其他视觉细节，例如空间频率和对比度。因此，该方法能够在丢弃无关内容的同时选择性地存储相关信息。

柯蒂斯总结说：“我们的视觉记忆是灵活的，可以抽象地说明我们指导的行为所驱动的。”

参考：Kwak Y，Curtis CE。揭示助记符的抽象格式。神经元。2022; 0（0）。doi：10.1016/j.neuron.2022.03.016

本文已从以下内容重新发布材料。注意：材料可能已被编辑有关长度和内容。有关更多信息，请联系引用的来源。