紐約大學：大腦的記憶過程在做資料壓縮 不同圖形也有共同的記憶格式

下面來看看這是個怎樣的研究。

大腦記憶活動的資料採集和視覺化

大腦儲存和回憶所需資訊的能力，被稱為工作記憶，這對於人腦的許多高階認知過程至關重要。

之前已有研究確定了人腦能重新編碼視覺資訊，例如，會將看見的號碼在腦海中重新編碼並儲存為朗讀數字的聲音。

基於這個結論，研究團隊進行實驗來開展新的探索。

在實驗中，他們設定了兩種不同的視覺刺激影像：定向光柵和移動的點。

在每次測試中，參與者們首先會看到一個影像，接著用12秒來回憶所見資訊，然後根據記憶判斷剛才的光柵傾斜方向或一團點的移動方向。

同時，研究人員用磁共振功能成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI），將參與者的大腦活動視覺化。

不同視覺資訊的記憶格式可能相同

研究者發現，無論是光柵的傾斜角度還是點的移動方向，都會在視覺皮層和頂葉皮層中產生相同的神經活動模式。

視覺皮層是處理視覺資訊的大腦皮層，頂葉皮層是大腦中用於處理和儲存記憶的部分。

具體資料分析結果如下。

結果顯示，大腦視覺皮層能夠區分出光柵傾斜和點的移動這兩種不同的影像刺激。

與此同時，用一種型別的刺激（如光柵傾斜角度）訓練大腦，還可以讓其成功解碼另一種型別的刺激（如點的移動方向）。

但值得注意的是，這種“共享”僅出現在記憶階段，在直接觀看刺激物的時間段內並未被觀察到。

這也就印證了研究人員的一種推測：光柵傾斜和點集移動的影像屬性既有不同點也有相同點，但在工作記憶過程中，大腦只會提取與具體任務最為相關的特徵，並將兩種不同的刺激編碼為同一種“儲存格式”。

人腦記憶方式類似“寫提綱”

前文證明了工作記憶是大腦中對影像屬性的抽象表示。

那麼，工作記憶表徵還有哪些潛在性質？大腦會將全部所見內容都儲存起來嗎？

為了深入研究，研究者利用一個複雜的模型，將大腦活動的三維模式，投射到資訊量更大的視覺空間的二維表示中。

這樣就揭示了對於本實驗中兩種視覺刺激，大腦儲存和回憶資訊的重新編碼格式。

圖A是空間重建分析示意圖。每個特徵條件下的光柵角度或點運動方向被投射到視野空間中。

圖B是群體重建圖，根據圖B計算過濾反應和相關保真度值，得到圖C、圖D。

通過分析這些資料發現，參與者實際上根本沒有記住光柵或複雜的移動點雲；相反，他們將影像壓縮成一條線，代表他們被要求記住的角度。

作者簡介

論文的第一作者Yuna Kwak，目前正在紐約大學攻讀心理學博士學位。

Clayton E. Curtis是論文的通訊作者，也來自紐約大學心理學系。

目前，研究人員才剛開始弄清楚工作記憶的部分功能，許多答案仍待揭曉。

如：一個相對簡單的記憶，將如何轉化為工作記憶中更復雜的資訊集？

不過，利用當今的技術，人們能以前所未有的方式來訪問和捕捉工作記憶。

這將有助於分析對於來自大千世界的各種視覺資訊的輸入，工作記憶形成的共性和差異。