工作記憶指對外界資訊的短暫存儲和操作能力，是腦認知覈心功能。記住和撥打一個新號碼，和朋友聊天，聽一場講座，都需要工作記憶的參與。心理與認知科學學院、麥戈文腦研究所羅歡研究員課題組在以往發現基礎上，成功開發出一種全新“動態擾動”行為範式，通過在記憶保持階段呈現有特定時間關係的多個動態亮度序列對人類序列工作記憶進行操控。課題組進一步和重慶大學弭元元研究員合作，建立了神經網路動力學模型對該過程進行類比，揭示了“動態擾動”背後的神經網路短時突觸可塑性原理。該研究開發了一種原創的工作記憶操控範式，為記憶的動態神經機制提供了全新因果證據，也為人工智慧和類腦研究提供了生物啟發的時間維度上的新思路。
理解人腦工作原理，可以有正向和逆向兩種方式：對人腦活動進行研究以瞭解認知腦機制；依據腦機制發現設計逆向輸入操控認知行為。羅歡團隊以往工作提示了100-300毫秒是工作記憶存儲和綜合多個物體的視窗（eLife，2018）。一個隨之產生的假設是：是否能够設計符合該記憶視窗工作原理的輸入來“偷樑換柱”地改變甚至操控記憶呢？
在一系列工作記憶實驗中，研究者通過在記憶保持階段呈現閃動圓盤來對記憶進行操控，結果證實了這種操作手段的有效性（見圖1）。進一步，羅歡課題組和重慶大學弭元元研究員開展合作，建立了神經網路動力學模型來對該“動態擾動”記憶操控過程進行類比（圖2），模型的記憶讀取成績完全重複了前述所有行為操控結果，並揭示“動態擾動”是通過短時突觸可塑性實現對網路存儲資訊的有效操控。
圖一
圖二
該論文近日以“Temporally coherent perturbation of neural dynamics during retention alters human multi-item working memory”為題發表在Progress in Neurobiology上【Li，J.，Huang，Q.，Han，Q.，Mi，Y.*，Luo，H.*（in press）】。北京大學心理與認知科學學院博士生李嘉琪和黃巧莉為論文共同第一作者，已畢業博士生韓起明為本文作出重要貢獻。羅歡研究員和弭元元研究員為本文共同通訊作者。該工作由羅歡研究員承擔的國家自然科學基金重點專案資助完成。
本文轉載於北京大學新聞網（https://news.pku.edu.cn/index.htm），版權歸北京大學所有，文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系，我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理！聯繫郵箱：yzhao@koushare.com