北京大學納家勇治研究組闡明時序記憶的神經機制

國際**學術期刊《美國科學院院刊》在線發表了北京大學心理與認知科學學院和麥戈文腦科學研究所納家勇治課題組的研究論文“Contributions of primate prefrontal cortex and medial temporal lobe to temporal-order memory”，論文報道了課題組采用清醒猴電生理技術研究時序記憶的神經機制。論文的**和通訊作者是納家勇治研究員。

記憶是核心認知功能之一，使得人和動物能夠根據經驗改變自己的行為模式。記憶系統具有多樣性，其中的陳述性記憶是我們的“日常語言記憶”，它使我們能夠去描述我們所記得的事情。陳述性記憶包含情景記憶與語義記憶。情景記憶是指對親身經歷的事件的記憶，包括事件發生時特定的時空背景。而語義記憶則代表著一種從經歷中得到的事實或者知識。內側顳葉(medial temporal lobe)，特別是海馬區，在這兩類記憶中起到重要的作用(圖1)。納家勇治研究組主要研究時間背景下的情景記憶。

在大腦編碼了一系列事件后，它們的時間順序對于情景記憶非常重要(圖2)。在以往的研究中，納家勇治博士 (science，2011) 通過恒河猴的行為電生理實驗，在單細胞水平上發現了內側顳葉區的兩種不同的時間表征方式。其中，海馬區表征連續性的時間，而外嗅皮層(perirhinal cortex)則從海馬區獲取時間信號，再將其與特定事件進行整合，從而表征離散的時間點。從解剖結構上來看，外嗅皮層位于內側顳葉區的入口處，這有助于它從聯合皮質獲取外部信息，再通過內嗅皮層(entorhinal cortex)輸入到海馬區。

前額葉是靈長類尤為發達的腦區，它和內側顳葉在時序記憶(時間順序記憶)中的作用頗有爭議。在本研究中，納家勇治研究組對前額葉神經元在時序記憶任務中的活動模式進行了探究，并與內側顳葉區神經元進行了比較。在實驗任務中，猴需要記住兩個依次呈現的物體的身份和時序信息(編碼階段)，并在隨后的測試中“告知”研究人員(回憶階段)這些信息。研究發現，在編碼階段，前額葉表征了特定的物體身份和時序的組合，并且有顯著的物體選擇性延時活動。相對地，內側顳葉表征了受時序信號和遞增時間信號調制的物體信息。因此，雖然前額葉、內側顳葉兩個腦區的神經元都表征了物體的身份、時序或兩者的組合信息，但是它們的編碼策略迥異。前額葉的神經元表現出對物體身份和時序更為獨立的選擇性，提示其可能以非線性算法整合任務相關的變量，從而表征更高維的信息，為解決多樣的任務提供計算優勢。而內側顳葉則穩定地表征物體及其搭載的時間信息，實時編碼我們正在經歷的場景，為后續的記憶提取做準備。