Eichenbaum, H. (2017). Memory: organization and control. Annual review of psychology, 68, 19-45.
第三部分：前額葉皮層對(duì)記憶的認(rèn)知控制
記憶的控制和檢索不是自動(dòng)或是被動(dòng)的，它是主動(dòng)控制的，前額葉與海馬之間有相互作用，可能會(huì)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)以及有選擇地從記憶組織中檢索信息。
1、前額葉皮層和海馬相互作用以支持記憶
前額葉皮層和海馬體之間有很強(qiáng)的解剖聯(lián)系，這與前額葉皮層和海馬體相互作用以支持記憶的觀點(diǎn)是一致的（Simons & Spiers 2003）。在人類中，功能成像研究已經(jīng)證明了海馬和前額葉活動(dòng)在各種記憶任務(wù)中的相關(guān)性(Brassen et al. 2006, Bunge et al. 2004, Dickerson et al. 2007, Zeithamova et al. 2012; for a review, see Ritchey et al. 2015)。在猴子身上，θ和β波段振蕩的同步性受配對(duì)關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)果的調(diào)節(jié) (Brincat &Miller 2015)。在大鼠中，一些研究表明，延遲不匹配樣本的精確記憶與前額葉神經(jīng)叢與海馬θ活動(dòng)的同步有關(guān)(Benchenane et al. 2010, Hyman et al. 2005, Sigurdsson et al. 2010)。
前額葉皮層與海馬體的損傷性分離，會(huì)損害了人對(duì)于物體的位置和順序記憶，這顯示了其相互作用的重要性。同樣地，在猴子中，會(huì)導(dǎo)致條件視覺辨別學(xué)習(xí)的嚴(yán)重?fù)p傷。綜上所述，這些研究從人類、猴子和大鼠的多種途徑提供了證據(jù)，表明前額葉和海馬區(qū)域在記憶中有相互作用，但是其本質(zhì)是什么，還需從這些區(qū)域之間的生理和功能的相互作用上來探究。
2、前額葉皮層在記憶控制中有特定作用
大量的證據(jù)一致表明，前額葉皮層通過認(rèn)知或策略控制其他腦區(qū)的記憶檢索過程而影響記憶(Anderson & Weaver 2009, Buckner & Wheeler 2001, Dobbins et al. 2002, Kuhl & Wagner 2009, Miller & Cohen 2001, Moscovitch 1992, Postle 2006, Ranganath & Blumenfeld 2008)。在人類中，有證據(jù)表明前額葉皮層區(qū)域涉及記憶連接關(guān)系的建立、記憶檢索功能的監(jiān)測，功能成像數(shù)據(jù)表明，前額葉損傷引起的記憶損害可以被描述為抑制干擾記憶的缺陷。實(shí)際中情況與之一致，前額損傷的患者在標(biāo)準(zhǔn)記憶測試中未表現(xiàn)出嚴(yán)重?fù)p傷；但存在記憶干擾或分心時(shí)，患者在獲得目標(biāo)信息的記憶上表現(xiàn)出明顯缺陷。比如，有前額葉損傷的個(gè)體成功地學(xué)習(xí)了一組成對(duì)聯(lián)想（AB），但在學(xué)習(xí)新的原始元素聯(lián)想（AC）時(shí)受到嚴(yán)重?fù)p害，這種損害的特征是原始聯(lián)想的侵入(Shimamura et al. 1995)。類似地，在前額葉皮層-受損患者學(xué)習(xí)兩個(gè)不相關(guān)關(guān)聯(lián)列表時(shí)，一個(gè)列表的記憶受到另一個(gè)列表的干擾而受損，這表明前額葉皮層通過選擇與當(dāng)前上下文相關(guān)的記憶并抑制不相關(guān)的記憶來控制記憶的提取 (Depue 2012)。
雖然人類和動(dòng)物前額葉區(qū)之間的同源性尚不清楚(Vertes 2006)，但大量證據(jù)表明，前額葉皮層在控制記憶中的作用在哺乳動(dòng)物中也存在。對(duì)猴子和老鼠的研究擴(kuò)展了人類集合轉(zhuǎn)換中前額葉功能的經(jīng)典發(fā)現(xiàn)，表明前額葉損傷導(dǎo)致動(dòng)物在學(xué)習(xí)感知集合之間的轉(zhuǎn)換嚴(yán)重受損 (Birrell & Brown 2000, Dias et al. 1996)。一些研究還表明，嚙齒動(dòng)物的前額葉皮層對(duì)記憶策略上，規(guī)則引導(dǎo)的轉(zhuǎn)換至關(guān)重要 (Brown & Bowman 2002, Durstewitz et al. 2010, Marquis et al. 2007,Ragozzino et al. 2003, Rich & Shapiro 2007)。
對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)模式的研究支持：前額葉皮層獲得行為情境的表征，進(jìn)而決定記憶的正確檢索。米勒和他的同事(Miller & Cohen 2001)已經(jīng)在猴子身上證明了前額葉皮層在獲得前額葉神經(jīng)表征方面的重要性，這些表征可以指導(dǎo)感知、行為和認(rèn)知規(guī)則。大鼠的研究中，前額葉皮層的神經(jīng)元團(tuán)在不同的行為情境中明顯活動(dòng) (Hyman et al. 2012)，且活動(dòng)的模式隨事件而變化 (Durstewitz et al. 2010, Karlsson et al. 2012)。在一項(xiàng)與上述策略轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)直接相關(guān)的研究中，Rich&Shapiro（2009）觀察到前額葉神經(jīng)元活動(dòng)模式預(yù)測了空間記憶領(lǐng)域中記憶位置和反應(yīng)策略之間的轉(zhuǎn)換。綜合這些發(fā)現(xiàn)，得出一個(gè)觀點(diǎn)，海馬體創(chuàng)造了記憶的組織，而前額葉皮層提取了一組共同的持續(xù)任務(wù)規(guī)則，這些規(guī)則支配著海馬組織內(nèi)記憶的選擇。
3、前額葉控制的機(jī)制是抑制競爭性記憶
另外的證據(jù)表明，前額葉皮層通過抑制上下文不恰當(dāng)?shù)挠洃洠蒙舷挛谋碚鱽砜刂坪ｑR中詳細(xì)記憶的提取。例如，在一項(xiàng)關(guān)于識(shí)別記憶中的入侵錯(cuò)誤的研究中，前額葉損傷的大鼠在執(zhí)行識(shí)別任務(wù)時(shí)，先前學(xué)習(xí)的記憶樣記憶中的錯(cuò)誤警報(bào)選擇性增加，類似于前一節(jié)描述的AB與AC問題中人類入侵錯(cuò)誤的觀察。(Farovik et al. 2008)。進(jìn)一步證據(jù)來自于“示意性組織的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表示”一節(jié)中所述的研究，在該研究中，有兩種空間情境，老鼠分別使用來指導(dǎo)檢索其他矛盾的對(duì)象-獎(jiǎng)勵(lì)關(guān)聯(lián)。在執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)的大鼠中，海馬背側(cè)的神經(jīng)元用放電將這些記憶編碼到每個(gè)空間環(huán)境中特定位置的特定物體上(Komorowski et al. 2009)。然而，當(dāng)前額葉皮層失活時(shí)，背側(cè)海馬神經(jīng)元無差別地檢索恰當(dāng)和不恰當(dāng)?shù)膶?duì)象記憶表征（Navawongse&Eichenbaum.2013）。這一觀察結(jié)果表明，即使在沒有前額葉輸入的情況下，海馬體也能夠恢復(fù)記憶，但前額葉皮層的作用是通過抑制其他表征來為上下文選擇恰當(dāng)?shù)挠洃洝?br>
4、海馬-前額葉的雙向作用支持情境引導(dǎo)的記憶
腹側(cè)海馬體直接投射到前額葉皮質(zhì)(Swanson et al. 1978)，為海馬有意義的不同空間環(huán)境的表征提供了一個(gè)直接到達(dá)前額葉皮層的途徑。結(jié)合這一觀察結(jié)果與前一節(jié)描述的結(jié)果，提出了一種支持記憶編碼和上下文相關(guān)記憶提取的海馬-前額葉雙向作用模型。根據(jù)這個(gè)模型，在單一環(huán)境中發(fā)生的密切相關(guān)的事件以及定義該環(huán)境的環(huán)境線索，都是由腹側(cè)海馬體作為一組特征和事件的集合來處理的，這些特征和事件定義了這些事件發(fā)生的特定環(huán)境。這種定義上下文的信息通過直接投射被發(fā)送到前額葉皮層，在那里，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展出不同的表征，可以在學(xué)習(xí)過程中區(qū)分上下文規(guī)則。當(dāng)被試者隨后被提示使用相同的語境時(shí)，腹側(cè)海馬體信號(hào)會(huì)直接傳遞語境信息到前額葉皮層，前額葉皮層通過抑制上下文不合適的記憶，使用適當(dāng)?shù)囊?guī)則，支持海馬背側(cè)中對(duì)上下文相關(guān)的記憶表征的檢索。本模型所提出的海馬與前額葉皮層之間的對(duì)話得到了支持，最近的研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠執(zhí)行情境導(dǎo)向的對(duì)象記憶任務(wù)時(shí)，海馬和前額葉皮質(zhì)之間存在功能連接。當(dāng)老鼠進(jìn)入一個(gè)空間環(huán)境時(shí)，海馬體網(wǎng)絡(luò)將有關(guān)環(huán)境的信息發(fā)送到前額葉皮層，而當(dāng)動(dòng)物隨后評(píng)估對(duì)象選擇時(shí)，前額葉網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到海馬體，這可能是為了指導(dǎo)適當(dāng)?shù)挠洃洐z索 (Place et al. 2016)。
5、前額葉控制記憶組織的發(fā)展和更新
除了在記憶檢索方面的作用外，前額葉皮層的認(rèn)知控制也可能通過引導(dǎo)新記憶整合到已有知識(shí)的組織中來支持記憶組織的發(fā)展和更新 (Preston & Eichenbaum 2013)。McClelland等人(1995)提出，新記憶最初是在海馬體中呈現(xiàn)的，隨后交織成新皮層中現(xiàn)有相關(guān)記憶的語義組織。這種交織過程包含了新的記憶，通常需要修改原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來添加新的記憶，這與Piaget(1928)的吸收新信息和適應(yīng)現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)來整合新信息的觀點(diǎn)相一致。
有幾項(xiàng)研究報(bào)告說，將記憶整合到知識(shí)組織中依賴于前額葉皮層。特別是，前額葉皮層在圖式組織的獲取和間接相關(guān)記憶的推斷中起著至關(guān)重要的作用 (DeVito et al. 2010)。Tse等人(2011)也表明，前額葉區(qū)域參與了新的食物-位置關(guān)聯(lián)的快速同化，并將它與已存在的食物-位置的記憶聯(lián)系。在人類中，前額葉皮層在一個(gè)圖式組織內(nèi)的新記憶同化過程中被激活(Wendelken & Bunge 2010)；對(duì)傳遞推理至關(guān)重要(Koscik & Tranel 2012)；并在吸收新記憶、間接相關(guān)記憶間的推斷(Zeithamova & Preston 2010, Zeithamova et al. 2012)和更新記憶組織(Milivojevic et al. 2015)過程中被激活。總之，在嚙齒動(dòng)物和人類身上的研究結(jié)果表明，前額葉皮層在整合新信息以及從圖式組織中檢索記憶時(shí)起著重要作用。
引用文獻(xiàn)：
Simons & Spiers 2003：功能神經(jīng)成像、神經(jīng)生理學(xué)、交叉損傷神經(jīng)心理學(xué)和計(jì)算模型的最新進(jìn)展突出了了解內(nèi)側(cè)顳葉和額葉如何相互作用以使記憶成功的重要性，并為探索這些相互作用提供了機(jī)會(huì)。
Bunge et al. 2004：人們認(rèn)為，恢復(fù)情景聯(lián)想的能力取決于顳葉記憶機(jī)制和額葉認(rèn)知控制過程。本研究探討了非言語聯(lián)想檢索背后的神經(jīng)回路，并考慮了檢索成功對(duì)認(rèn)知控制需求的影響。事件相關(guān)的fMRI數(shù)據(jù)是在兩種強(qiáng)制選擇聯(lián)想識(shí)別模式下獲取的，而受試者檢索到的是強(qiáng)相關(guān)或弱相關(guān)的新視覺模式對(duì)。從行為上看，成功地檢索到強(qiáng)相關(guān)對(duì)和弱相關(guān)對(duì)更有可能伴有對(duì)這對(duì)之前共現(xiàn)的有意識(shí)回憶。在神經(jīng)層面，成功檢索強(qiáng)關(guān)聯(lián)時(shí)，右側(cè)腹外側(cè)前額葉皮層(VLPFC)和海馬體比弱關(guān)聯(lián)時(shí)更活躍，這與視覺聯(lián)想記憶的作用一致。相比之下，弱試驗(yàn)激發(fā)了右前扣帶皮層(ACC)的更大的激活，這可能在記憶缺失的情況下檢測到相似熟悉的目標(biāo)和箔刺激之間的沖突。與這一解釋一致，ACC活性增強(qiáng)與較弱的海馬和較強(qiáng)的右背外側(cè)PFC (DLPFC)反應(yīng)相關(guān)。因此，回憶相關(guān)的視覺關(guān)聯(lián)(海馬體和VLPFC)可以降低記憶沖突(ACC)水平，降低基于熟悉度的監(jiān)測需求(DLPFC)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知控制和情景再現(xiàn)之間的相互作用。
Benchenane et al. 2010：為了研究海馬和內(nèi)側(cè)前額葉皮層(Pfc)之間的相互作用及其對(duì)學(xué)習(xí)和記憶鞏固的重要性，我們測量了在Y迷宮中學(xué)習(xí)新規(guī)則的大鼠這兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的theta振蕩的一致性。一致性在選擇點(diǎn)達(dá)到峰值，在任務(wù)規(guī)則習(xí)得之后達(dá)到最強(qiáng)。同時(shí)，Pfc錐體神經(jīng)元重組了它們的相位，集中在海馬的西塔槽，同時(shí)出現(xiàn)了同步的細(xì)胞組裝。這種同步狀態(tài)可能是由相互關(guān)測定的錐體細(xì)胞間神經(jīng)元對(duì)錐體細(xì)胞的抑制作用增強(qiáng)引起的，并且可以被多巴胺調(diào)節(jié):我們?cè)诼樽泶笫蟮腜fc中發(fā)現(xiàn)了類似的海馬-Pfc相干性增強(qiáng)和神經(jīng)元相位轉(zhuǎn)移。在高相干性期間出現(xiàn)的Pfc細(xì)胞組裝在隨后的睡眠中優(yōu)先重播，與海馬尖波同時(shí)發(fā)生。因此，海馬/額葉前部的一致性可能導(dǎo)致額葉前部網(wǎng)絡(luò)中獎(jiǎng)賞預(yù)測活動(dòng)的同步，標(biāo)記它以進(jìn)行隨后的記憶鞏固
Postle 2006：工作記憶的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究在很大程度上是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型推動(dòng)的，該模型是由心理學(xué)理論和神經(jīng)科學(xué)數(shù)據(jù)融合而來。該標(biāo)準(zhǔn)模型的原則之一是，工作記憶功能產(chǎn)生于專門系統(tǒng)的操作，這些系統(tǒng)作為信息存儲(chǔ)和操作的緩沖，而額葉皮層(尤其是前額葉皮層)是這些專門系統(tǒng)的關(guān)鍵神經(jīng)基質(zhì)。然而，標(biāo)準(zhǔn)模型已經(jīng)成為其自身成功的受害者，并且不能再容納它所激發(fā)的許多實(shí)證研究結(jié)果。提出了一種替代方法:工作記憶功能是通過大腦系統(tǒng)的協(xié)調(diào)招募和注意而產(chǎn)生的，這些系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到完成感覺、表現(xiàn)和行動(dòng)相關(guān)的功能。來自猴子和人類的行為、神經(jīng)心理學(xué)、電生理學(xué)和神經(jīng)影像學(xué)研究的證據(jù)，以及如何解釋前額葉皮層的延遲期活動(dòng)的問題，都被考慮在內(nèi)。
Shimamura et al. 1995：對(duì)額葉損傷患者進(jìn)行配對(duì)聯(lián)想學(xué)習(xí)測試，對(duì)提示詞和應(yīng)答詞進(jìn)行處理，以增加對(duì)兩個(gè)研究列表的干擾。在一項(xiàng)配對(duì)學(xué)習(xí)測試(AB-AC測試)中，在一個(gè)列表中使用的提示詞在另一個(gè)列表中重復(fù)出現(xiàn)，但與不同的響應(yīng)詞相關(guān)(例如，LION-HUNTER、LION-CIRCUS)。在另一個(gè)測試(AB-ABr測試)中，在一個(gè)列表中使用的單詞在另一個(gè)列表中重復(fù)出現(xiàn)，但會(huì)重新排列以形成新的對(duì)。與對(duì)照組相比，額葉損傷的患者由于干擾作用而表現(xiàn)出不相稱的第二表學(xué)習(xí)障礙。特別是，患者在第二個(gè)列表的初始試驗(yàn)中表現(xiàn)最差，在這個(gè)試驗(yàn)中，來自第一個(gè)列表的干擾效果最明顯。這些發(fā)現(xiàn)表明，在額葉損傷后，對(duì)不相關(guān)或競爭性記憶關(guān)聯(lián)的在線控制被破壞。這種干擾可能表明門控或過濾機(jī)制受損，不僅影響記憶功能，還影響其他認(rèn)知功能。
Depue 2012：過去經(jīng)驗(yàn)的記憶對(duì)于指導(dǎo)目標(biāo)相關(guān)的行為是至關(guān)重要的。能夠通過調(diào)節(jié)檢索來控制記憶的可達(dá)性，使人類能夠靈活地適應(yīng)環(huán)境。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)在很大程度上回避了對(duì)這種控制是如何實(shí)現(xiàn)的具體神經(jīng)通路的理解。因此，在目前的論文中，我回顧了文獻(xiàn)，檢查顯性控制檢索，以減少可及性。首先介紹了檢索抑制的三個(gè)假說。這些假設(shè)包括:(i)注意其他刺激作為轉(zhuǎn)移注意力的一種形式，(ii)抑制記憶的特定個(gè)體神經(jīng)表征，以及(iii)更廣泛地抑制海馬體和檢索過程以防止表征的重新激活。然后，我分析了取自白熊抑制、定向遺忘和思考/不思考任務(wù)的文獻(xiàn)，為這些假設(shè)提供證據(jù)。最后，我們建立了一個(gè)神經(jīng)解剖學(xué)模型，指出了從PFC到海馬復(fù)合體的三條支持記憶檢索抑制的通路。一般來說，描述這些神經(jīng)通路可以增進(jìn)我們對(duì)記憶控制的理解
Birrell & Brown 2000：本研究探討了大鼠內(nèi)側(cè)額葉皮層參與感知注意力集轉(zhuǎn)移的可能性。我們訓(xùn)練大鼠執(zhí)行一項(xiàng)注意力集轉(zhuǎn)移任務(wù)，其形式上與猴子和人類的任務(wù)相同。老鼠被訓(xùn)練在碗里挖洞以獲得食物獎(jiǎng)勵(lì)。這些碗是成對(duì)擺放的，只有一個(gè)上了餌。老鼠必須根據(jù)氣味、填充碗的介質(zhì)或覆蓋其表面的質(zhì)地來選擇挖洞的碗。在一個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)中，大鼠進(jìn)行了一系列的鑒別，包括反向、維度內(nèi)的轉(zhuǎn)移和維度外的轉(zhuǎn)移。雙側(cè)額葉內(nèi)側(cè)皮質(zhì)注射ibotenic引起的損害既不會(huì)導(dǎo)致初始習(xí)得也不會(huì)導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)。我們?cè)谶@里報(bào)告了同樣的選擇性損傷轉(zhuǎn)移注意力設(shè)置在大鼠中看到靈長類動(dòng)物的前額皮質(zhì)損傷。結(jié)論:大鼠內(nèi)側(cè)額葉皮層與靈長類外側(cè)額葉皮層具有相似的功能。
Brown & Bowman 2002：在這篇文章中，我們考慮在大鼠身上的研究是否能提供有關(guān)靈長類前額葉皮層功能的有用信息。從表面上看，不同物種的前額皮質(zhì)區(qū)域特化的比較表明了功能上的一致性。不幸的是，靈長目動(dòng)物前額葉皮層的功能專門化的性質(zhì)是有爭議的，而且支持大鼠和靈長目動(dòng)物前額葉皮層特定區(qū)域之間具有同源性這一觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)也很薄弱。然而，我們?cè)诖苏J(rèn)為，對(duì)相對(duì)未分化的大鼠額葉前部皮層的計(jì)算功能的研究可以為靈長類額葉前部皮層的處理提供一些啟示。
Miller & Cohen 2001：長期以來，人們一直懷疑前額葉皮層在認(rèn)知控制方面發(fā)揮著重要作用，在根據(jù)內(nèi)部目標(biāo)協(xié)調(diào)思想和行動(dòng)的能力方面發(fā)揮著重要作用。然而，它的神經(jīng)基礎(chǔ)仍然是一個(gè)謎。在這里，我們提出，認(rèn)知控制源于對(duì)代表目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段的前額葉皮層活動(dòng)模式的積極維持。它們向其他大腦結(jié)構(gòu)提供偏置信號(hào)，這些偏置信號(hào)的凈效應(yīng)是引導(dǎo)活動(dòng)沿著神經(jīng)通路流動(dòng)，這些神經(jīng)通路建立了執(zhí)行給定任務(wù)所需的輸入、內(nèi)部狀態(tài)和輸出之間的適當(dāng)映射。我們回顧了支持這一理論的神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、神經(jīng)影像學(xué)和計(jì)算學(xué)研究，并討論了其含義以及需要解決的其他問題
Durstewitz et al. 2010：適應(yīng)性行為最有趣的一個(gè)方面涉及到在不斷變化的環(huán)境中對(duì)規(guī)律和規(guī)則的推斷。規(guī)則通常是通過依賴于前額葉皮層(PFC)的基于證據(jù)的學(xué)習(xí)推導(dǎo)出來的。這是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，一個(gè)試驗(yàn)一個(gè)試驗(yàn)地演進(jìn)，因此在多次重復(fù)中平均單個(gè)單元的響應(yīng)可能無法充分地捕捉到這一過程。在這里，我們使用了先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)來可視化同時(shí)記錄的內(nèi)側(cè)PFC神經(jīng)元的集合的軌跡，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，當(dāng)大鼠在一個(gè)集移任務(wù)中推導(dǎo)出一個(gè)新的規(guī)則。神經(jīng)群體通過進(jìn)入獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，形成了對(duì)熟悉的和新的規(guī)則的清晰而持久的表示。在獲取規(guī)則的過程中，所記錄的集成通常表現(xiàn)出突變，而不是連續(xù)的進(jìn)化，與行為性能的變化具有緊密的時(shí)間關(guān)系。這些結(jié)果支持了規(guī)則學(xué)習(xí)是一個(gè)基于證據(jù)的決策過程的觀點(diǎn)，可能伴隨著瞬間的頓悟。
Rich&Shapiro,2009：協(xié)調(diào)多重記憶系統(tǒng)的神經(jīng)元機(jī)制尚不完全清楚，但越來越多的證據(jù)表明，前額葉皮層(PFC)是核心。PFC對(duì)于靈長類動(dòng)物抽象的、規(guī)則導(dǎo)向的行為以及大鼠在記憶策略之間的快速轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。我們發(fā)現(xiàn)，大鼠內(nèi)側(cè)PFC神經(jīng)元活動(dòng)可以預(yù)測海馬和尾狀核依賴性記憶策略之間的轉(zhuǎn)換。前邊緣區(qū)(PL)和邊緣下區(qū)(IL)神經(jīng)元活動(dòng)隨著大鼠改變記憶策略而改變。PL 預(yù)測學(xué)習(xí)績效，而IL滯后，表明這兩個(gè)區(qū)域分別幫助發(fā)起和建立新的策略。這些神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)表明，PFC通過整合刺激、動(dòng)作和獎(jiǎng)勵(lì)之間的預(yù)測關(guān)系，有助于記憶策略的協(xié)調(diào)。
Farovik et al. 2008：關(guān)于嚙齒動(dòng)物內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)在多大程度上與人類和非人靈長類的背外側(cè)前額葉皮層在功能上是同源的，一直存在爭議。以前的研究比較了大鼠mPFC病變與背外側(cè)前額葉病變?cè)诠ぷ饔洃洝⒉呗赞D(zhuǎn)換和時(shí)間順序方面的影響。然而，沒有人研究過嚙齒類動(dòng)物的mPFC在識(shí)別記憶中的作用，在人類中，背外側(cè)前額葉損傷導(dǎo)致源監(jiān)測不足，從而導(dǎo)致記憶受損。在本研究中，我們檢測了雙側(cè)mPFC損傷大鼠的識(shí)別記憶，使用非匹配-樣本任務(wù)的變體，通過響應(yīng)偏差操作進(jìn)行信號(hào)檢測分析，區(qū)分回憶和熟悉對(duì)識(shí)別記憶的貢獻(xiàn)。患有內(nèi)側(cè)額葉前部病變的動(dòng)物整體認(rèn)知能力較差，他們誘發(fā)“舊”或“新”反應(yīng)的傾向沒有普遍變化。信號(hào)檢測分析顯示，mPFC損傷大鼠的受試者工作特征曲線(ROC)為曲線對(duì)稱型，而對(duì)照組受試者的受試者工作特征曲線為曲線非對(duì)稱型，表明mPFC損傷嚴(yán)重降低了受試者的記憶能力，同時(shí)降低了受試者的熟悉度。回憶失敗與拒絕新項(xiàng)目的能力受損(誤報(bào)率增加)有關(guān)，而識(shí)別舊項(xiàng)目(命中率)是正常的。這一發(fā)現(xiàn)模式與在前額葉背外側(cè)損傷患者中觀察到的相似，并且補(bǔ)充了海馬損傷后觀察到的命中率選擇性缺失。
Komorowski et al. 2009：先前的研究表明，海馬體在記憶事件發(fā)生的環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用。然而，迄今為止的研究并沒有提供令人信服的證據(jù)表明，海馬神經(jīng)元編碼的事件上下文連接直接與這種學(xué)習(xí)有關(guān)。我們?cè)诖藞?bào)告，當(dāng)動(dòng)物在不同的環(huán)境中學(xué)習(xí)不同的意思時(shí)，個(gè)別的海馬神經(jīng)元在它們有不同意義的地方對(duì)特定的刺激產(chǎn)生反應(yīng)。此外，這種連接編碼以增強(qiáng)的特定于項(xiàng)目的響應(yīng)的形式在一個(gè)預(yù)先存在的空間表示的子集中發(fā)展。這些發(fā)現(xiàn)支持了這樣一種觀點(diǎn)，即海馬體中的連接表征是獲得特定情景記憶的基礎(chǔ)
Navawongse&Eichenbaum. 2013:海馬神經(jīng)元在事件發(fā)生的環(huán)境中對(duì)事件進(jìn)行編碼，這是情景記憶的一個(gè)基本特征。在此，我們探討了大鼠在檢索物體聯(lián)想時(shí)，海馬神經(jīng)元所代表的事件和上下文信息的來源。內(nèi)側(cè)前額葉皮層的暫時(shí)失活會(huì)顯著降低以海馬神經(jīng)元放電模式為代表的基于規(guī)則的物體聯(lián)想的選擇性，但不會(huì)影響空間放電模式。相反，內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮質(zhì)的失活導(dǎo)致了空間環(huán)境和事件的海馬映射的普遍重組。這些結(jié)果提示在記憶表征中，前額葉和內(nèi)側(cè)顳葉的機(jī)制是不同的、協(xié)同的
lace et al. 2016:我們比較了大鼠海馬和前額葉相互作用的動(dòng)力學(xué)，因?yàn)樗麄兪褂每臻g環(huán)境來指導(dǎo)對(duì)象記憶的檢索。功能連接分析表明，當(dāng)大鼠進(jìn)入空間環(huán)境時(shí)，從海馬體到前額葉皮層的上下文信息流動(dòng)。相反，在開始對(duì)象采樣時(shí)，信息流動(dòng)的方向相反，這與前額葉對(duì)檢索上下文相關(guān)的海馬記憶表征的控制一致
Preston & Eichenbaum 2013:記錄每天的經(jīng)歷并在日后提取這些記憶的能力依賴于兩種信息處理。首先，在學(xué)習(xí)過程中，大腦必須迅速形成對(duì)新經(jīng)驗(yàn)的初步神經(jīng)表征。其次，大腦必須鞏固組織中的新表現(xiàn)形式，以便在受到可能與最初體驗(yàn)的某個(gè)特征無關(guān)的刺激時(shí)，對(duì)檢索進(jìn)行優(yōu)化。大量的研究已經(jīng)使人們對(duì)大腦如何形成新事件的記憶痕跡有了普遍的認(rèn)識(shí)。最近在發(fā)現(xiàn)大腦如何將新記憶組織成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)方面取得了重大進(jìn)展，這些知識(shí)網(wǎng)絡(luò)可以在各種情況下靈活使用。在這里，我們將概述一些關(guān)于大腦如何支持這些記憶過程的證據(jù)。我們將首先概述大腦的記憶系統(tǒng)，然后重點(diǎn)介紹兩個(gè)關(guān)鍵的大腦結(jié)構(gòu)——海馬體和前額葉皮層——它們支持對(duì)新信息的快速編碼以及記憶網(wǎng)絡(luò)的鞏固和組織。
McClelland. 1995:海馬系統(tǒng)的損傷會(huì)破壞最近的記憶，但會(huì)留下完整的遠(yuǎn)端記憶。這里提出的解釋表明，記憶最初是通過海馬系統(tǒng)的突觸變化來存儲(chǔ)的，這些變化支持了新皮質(zhì)中最近記憶的恢復(fù)，新皮質(zhì)突觸在每次恢復(fù)時(shí)都會(huì)發(fā)生一點(diǎn)變化，而遠(yuǎn)端記憶是基于新皮質(zhì)的累積變化。通過更改連接來學(xué)習(xí)的模型有助于解釋這個(gè)組織。如果對(duì)每個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是漸進(jìn)的，并與對(duì)其他項(xiàng)目的學(xué)習(xí)交織在一起，這些模型就會(huì)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目整體的結(jié)構(gòu)。這表明，新皮層慢慢地學(xué)會(huì)了在經(jīng)驗(yàn)的集合中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。海馬體系統(tǒng)允許在不破壞這個(gè)結(jié)構(gòu)的情況下快速學(xué)習(xí)新事物，而新記憶的恢復(fù)將它們與其他記憶交織在一起，將它們整合到有結(jié)構(gòu)的新皮層記憶系統(tǒng)中。
DeVito et al. 2010:“傳遞推理”是指從記憶中判斷構(gòu)成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)的系列的間接相關(guān)項(xiàng)目之間的關(guān)系的能力，這種能力被認(rèn)為是關(guān)系記憶的一個(gè)基本特征。在這里，我們通過觀察對(duì)內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)選擇性損傷的小鼠的表現(xiàn)，探討了前額葉皮質(zhì)在傳遞性推斷中的作用。邊緣下和邊緣前區(qū)域的損傷導(dǎo)致了一系列重疊的氣味識(shí)別問題的嚴(yán)重?fù)p害，例如，與假手術(shù)對(duì)照組相比，前額葉損傷的動(dòng)物需要兩倍的試驗(yàn)來學(xué)習(xí)。在最終獲得成功后，內(nèi)側(cè)額葉前部病變的動(dòng)物在傳遞性推斷探針測試中嚴(yán)重受損，而在涉及對(duì)新氣味配對(duì)的非傳遞性判斷的測試中，它們的表現(xiàn)與對(duì)照組一樣好。這些結(jié)果表明，前額葉皮層是完整的海馬-皮層網(wǎng)絡(luò)的一部分，對(duì)相關(guān)記憶組織至關(guān)重要。
Wendelken & Bunge 2010:對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行推理的能力是人類認(rèn)知的一個(gè)中心特征。許多推理任務(wù)的一個(gè)重要組成部分是整合多種心理關(guān)系的需要。一些研究人員認(rèn)為，外側(cè)前額葉皮層(RLPFC)在關(guān)系整合中起著關(guān)鍵作用。如果這個(gè)假設(shè)是正確的，那么RLPFC應(yīng)該在傳遞性推理中發(fā)揮關(guān)鍵作用，這需要整合多個(gè)關(guān)系才能得出結(jié)論。然而，到目前為止，有關(guān)傳遞推理的神經(jīng)科學(xué)研究主要集中在海馬體上。在這項(xiàng)功能磁共振成像研究中，我們?cè)噲D比較RLPFC和海馬在一個(gè)新的傳遞推理范式中的作用。在屏幕上顯示了彩色球之間的四個(gè)關(guān)系，以及一個(gè)目標(biāo)關(guān)系。參與者被要求判斷目標(biāo)關(guān)系是否正確，給出球之間的其他指示關(guān)系。RLPFC，而不是海馬體，在需要關(guān)系整合的實(shí)驗(yàn)中比沒有整合的關(guān)系編碼的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出更強(qiáng)的激活。與此相反，海馬體表現(xiàn)出一種與關(guān)系編碼作用相一致的模式，在需要對(duì)關(guān)系謂詞-論據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼的試驗(yàn)中，與需要對(duì)項(xiàng)目-項(xiàng)目關(guān)聯(lián)進(jìn)行編碼的試驗(yàn)相比，海馬體的激活更強(qiáng)烈。功能連接分析提出了RLPFC在關(guān)系整合過程中利用海馬對(duì)心理關(guān)系的表征的假設(shè)。
Koscik & Tranel 2012：我們假設(shè)腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(vmPFC)是進(jìn)行傳遞性推斷的關(guān)鍵。為了測試這一點(diǎn)，有局灶性vmPFC損傷的參與者、腦損傷的比較參與者、神經(jīng)系統(tǒng)正常的參與者完成一個(gè)由一組有序的任意模式組成的傳遞推理任務(wù)。參與者首先通過反復(fù)試驗(yàn)來學(xué)習(xí)模式之間的關(guān)系(如模式A >模式B、模式B >模式C)。在初步學(xué)習(xí)后，參與者會(huì)看到新的配對(duì)，其中一些需要傳遞推理(如模式A >模式C)。我們觀察到，vmPFC損傷會(huì)導(dǎo)致特定的傳遞推斷缺陷，這表明完整的vmPFC對(duì)于正常的傳遞推斷是必要的。鑒于及物性在推斷社會(huì)關(guān)系中的作用，這種缺陷可能是與vmPFC損傷相關(guān)的社會(huì)行為問題的基本特征之一。
Zeithamova & Preston 2010：情景記憶的特征是快速形成新的關(guān)聯(lián)，這些關(guān)聯(lián)將信息與個(gè)體的情景聯(lián)系起來。情景記憶的一個(gè)重要方面是能夠靈活地運(yùn)用和重組來自過去經(jīng)驗(yàn)的信息來指導(dǎo)新的行為。對(duì)于記憶研究的一個(gè)關(guān)鍵問題是內(nèi)側(cè)顳葉(MTL)和前額葉皮層(PFC)，這兩個(gè)區(qū)域涉及到快速的事件內(nèi)結(jié)合，如何進(jìn)一步支持跨事件結(jié)合以服務(wù)于記憶的靈活性。我們使用一個(gè)人類的聯(lián)想推理任務(wù)來回答這個(gè)問題，這個(gè)任務(wù)需要在重疊的經(jīng)驗(yàn)中快速地綁定信息(AB, BC)，以使成功地轉(zhuǎn)移到新的測試探針(AC)。在預(yù)測直接學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)的后續(xù)聯(lián)想記憶的區(qū)域內(nèi)，編碼MTL(包括海馬和海馬旁皮層)的激活，獨(dú)特地預(yù)測了參與者內(nèi)部和跨參與者的新轉(zhuǎn)移試驗(yàn)的成功，這與一個(gè)整合的編碼機(jī)制相一致，在這個(gè)機(jī)制中，重疊的經(jīng)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過程中被連接成一個(gè)組合的表征。相反，在檢索過程中，PFC激活預(yù)測逐個(gè)試驗(yàn)的轉(zhuǎn)移成功，而MTL預(yù)測跨參與者的轉(zhuǎn)移性能。此外，與檢索直接習(xí)得的關(guān)聯(lián)相比，在新的轉(zhuǎn)移試驗(yàn)中可以觀察到MTL-PFC耦合的增加。這些發(fā)現(xiàn)表明，推理過程支持在檢索過程中將快速獲得的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為新的事件，在此過程中，多個(gè)記憶被回憶并靈活地重新組合以服務(wù)于成功的行為。總之，這些結(jié)果展示了支持記憶靈活性的獨(dú)特編碼和檢索機(jī)制，揭示了MTL區(qū)域在編碼過程中的交叉集綁定以及在測試時(shí)的靈活傳輸過程中的交互MTL- pfc過程中的獨(dú)特作用。
