宾夕法尼亚大学研究人员:海马体如何区分真假记忆

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这篇文章探讨了人类记忆和虚假记忆之间的神经机制,重点在于海马区的作用和电信号差异。研究使用了侵入性监测技术记录了海马区神经活动,在正确和虚假记忆之间发现了明显的差异。具体来说,虚假回忆伴随着特定的电信号模式,和虚假记忆的场景相似性增加有关。文章指出这些发现对于理解记忆检索的神经机制,发展治疗方法以及处理心理健康问题具有重要意义。研究人员还讨论了将这些发现应用于临床治疗的可能性,尤其是针对压力相关病理病症如创伤后应激障碍的患者。全文内容涵盖了研究背景、方法、结果、讨论以及对未来研究的展望,读完预计需要约5分钟。*

宾夕法尼亚大学校报的一篇文章探讨了人类记忆和虚假记忆之间的神经机制,以及这些机制如何受到场景相似性的影响。研究使用电信号记录了在海马区的神经活动,从而揭示了在正确回忆和虚假回忆之前大脑中发生的差异。

文章以一个日常生活中的场景开始,描述了当人们因匆忙而改变早餐选择时,会出现虚假记忆的情况。即使在吃了不同食物的情况下,其他场景因素如时间、地点和工作计划都保持一致,导致人们在被问及早餐内容时错误地回忆。

研究背景介绍了记忆和虚假记忆的概念,以及先前的研究表明海马区在事件记忆中的重要作用。然而,本研究的独创之处在于它探讨了在正确和虚假回忆之前大脑中的电信号差异。

作者详细描述了研究方法。他们使用了侵入性的监测技术,即颅内电极,来记录癫痫患者的神经活动。这种方法允许他们更准确地测量深层脑结构中的神经信号。

实验对象被要求学习一系列无关的单词,然后在分散注意力后被要求回忆这些单词。研究人员记录了海马区的神经活动,并分析了在正确和虚假回忆之前的大脑活动模式。

研究结果显示,在正确和虚假回忆之前,海马区的电信号表现出明显的差异。具体而言,虚假回忆伴随着较低的θ和高频振荡,以及较高的α/β振荡。此外,研究人员还发现,海马区的低频活动减少与虚假回忆的场景相似性增加相关。

文章讨论了这些发现的意义,强调了海马区在存储关于物品及其上下文信息的重要性。此外,研究人员还探讨了虚假记忆对于心理健康的影响,特别是对于那些患有与压力相关的病理病症的人,如创伤后应激障碍。他们提出,通过干扰侵入性记忆的检索,可能会产生新的治疗方法。

这项研究为我们理解记忆检索的神经机制提供了深刻的见解。它强调了海马区在区分真实和虚假记忆中的关键作用,以及上下文相似性如何影响记忆回忆的神经活动。这些发现对于发展针对记忆问题的治疗方法以及心理健康疾病的治疗具有潜在的重要性。

文章介绍了主要作者迈克尔·卡哈纳和诺亚·赫兹,以及其他合著作者。他们感谢参与研究的患者和他们的合作者。这篇文章通过神经科学的角度深入探讨了记忆和虚假记忆的复杂性。研究的发现不仅有助于我们理解大脑如何处理记忆,还为未来的心理健康研究和治疗方法提供了新的思路。通过电信号记录和深入的神经活动分析,研究人员揭示了虚假记忆与真实记忆之间的生物学差异,为我们对人类认知过程的理解增添了新的维度。

文章原文翻译如下:

让我们假设你通常早餐吃鸡蛋,但因为赶时间而吃了麦片。当你嚼着一勺葡萄干麦片的时候,其他场景与平时非常相似:你在同一张桌子上吃,同一时间吃,准备去同一份工作。当有人后来询问你早餐吃了什么的时候,你会错误地记得吃了鸡蛋。

这将是一个现实世界中虚假记忆的例子。但在你正确记住吃了麦片之前,你的大脑会发生什么,与如果你正确记住了麦片相比会发生什么呢?

在发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中,宾夕法尼亚大学的神经科学家首次表明,人类海马体的电信号在真实和虚假记忆回忆之前表现不同。他们还发现,在虚假回忆的被召唤词和目标词之间的上下场景相似性下降时,海马区的低频活动也会减少。

该研究的高级作者、心理学教授迈克尔·雅各布·卡哈纳(Michael Jacob Kahana)表示:“尽管以前的研究已经确定了海马区在事件记忆中的作用,但我们不知道在这个区域产生的电信号会区分真实记忆和虚假记忆。”他说,这表明海马区存储的信息包含该物体以及该物体所在的环境。

研究人员还发现,与正确的回忆相比,在虚假记忆之前,大脑展现出较低的θ和高频振荡,以及较高的α/β振荡。这些发现来自于正在接受侵入性监测以确定癫痫发作源头患者的神经活动记录。

诺亚·赫兹(Noa Herz)是该研究的首席作者,她在卡哈纳的实验室担任博士后研究员时解释说,监测是通过颅内电极完成的,这是研究人员希望用于这项研究的方法。她说,与头皮电极相比,这种方法“允许我们更精确、更直接地测量在深层脑结构中产生的神经信号,因此我们得到的活动更加局部化。”

受试者在分散注意力后被要求记住一系列无关的单词,赫兹解释说,然后研究人员分析了在海马区产生的电流模式,捕捉到正确或虚假回忆之前的大脑活动。

除了真实和虚假记忆之间的区别外,研究人员预测,海马区的活动将反映出正确和虚假记忆之间的相似程度。他们确实发现,与虚假和正确记忆项的学习上下文之间的相似性增加相关时低频活动明显减少。

在这项研究中,相似的上下文意味着患者在实验中回忆了以前列表中的一个单词,而不是目标列表,而不同的上下文则意味着回忆了实验中从未出现过的一个单词。

赫兹说:“当患者坐在同一个房间、看着同一台电脑、旁边是同一位实验者时,这些词语也是最近才呈现的,所以所有这些不同的因素意味着以前列表的侵入应该在它们被呈现的上下文方面更加相似,与正确的目标列表。”

这是测试海马区对从相似来源上下文中呈现的不同单词的反应的方法,但当有人回忆一个不正确但与正确单词在语义上相似的单词时,大脑会发生什么呢?研究人员也测试了这一点。

他们向患者展示了三类单词,如花、水果和昆虫。赫兹举例说,如果列表包括“玫瑰”和“百合”,但一个人回忆了“向日葵”,这在语义上是相似的,而说“时钟”则不是。但也许“时钟”曾经出现在研究的以前单词列表中;论文指出,被召唤的单词往往在至少一个上下文中相似,无论是来源还是语义。

正如猜测的那样,研究人员发现,与语义相似性一样,海马区低频活动的减少也出现在源相似性中。

赫兹表示,这些发现加深了我们对大脑如何实现记忆检索的理解,研究人员指出,在虚假回忆引发困扰时,以单一受试者水平预测虚假回忆尤其重要。

“患有与压力相关的心理病理病症,如创伤后应激障碍的人,通常在安全且不同于创伤事件的上下文中经历其创伤经历的记忆侵入。有针对性地干扰侵入记忆的检索可能会催生出针对这种临床病症的新疗法,”研究人员写道。

迈克尔·卡哈纳是宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的埃德蒙德·J·卡恩心理学教授,也是计算记忆实验室的主任。

诺亚·赫兹是费城托马斯·杰斐逊大学神经病学助理教授,曾在宾夕法尼亚大学卡哈纳实验室担任博士后研究员。

其他合著作者包括宾夕法尼亚大学的伯纳德·布卡拉(Bernard Bukala),他曾在计算记忆实验室担任研究实习生,以及芝加哥大学的詹姆斯·克拉格尔(James Kragel)。

https://penntoday.upenn.edu/news/sas-how-hippocampus-distinguishes-true-and-false-memories

可能感兴趣的问题:
1. 这项关于人类记忆和虚假记忆神经机制的研究对我们理解大脑认知过程有何重要意义?
2. 为什么在虚假记忆中大脑的海马区会展现出与真实记忆不同的电信号模式?
3. 在实验中,为何研究人员使用侵入性的监测技术来记录患者的神经活动?这种方法有哪些优势和局限性?
4. 在研究中,海马区的低频活动减少与虚假回忆的场景相似性增加有关,这种关联是如何被发现的?
5. 虚假记忆对于心理健康有何影响?文章中提到的干扰侵入性记忆检索是否可能产生新的治疗方法?
6. 这项研究中提到的作者和合著作者的背景如何,他们之前在这一领域有哪些研究成果?
7. 研究中还探讨了虚假记忆对于那些患有与压力相关的病理病症的人的影响,特别是创伤后应激障碍患者。研究人员如何考虑将这些发现应用于临床治疗?

回答:
1. 这项研究对我们理解大脑认知过程的重要意义在于揭示了海马区在正确和虚假记忆之间的差异,以及上下文相似性如何影响记忆回忆的神经活动。这有助于开发针对记忆问题的治疗方法和对心理健康疾病的治疗。
2. 虚假记忆中海马区展现出与真实记忆不同的电信号模式可能是因为虚假回忆伴随着较低的θ和高频振荡,以及较高的α/β振荡,而这些模式与正确记忆有所差异。
3. 研究人员使用侵入性的监测技术记录患者的神经活动是为了更准确地测量深层脑结构中的神经信号。这种方法相对于头皮电极更具局部化和精准性,但也有可能带来手术风险和道德考量。
4. 海马区的低频活动减少与虚假回忆的场景相似性增加的关联是通过实验发现的,研究人员发现随着虚假和正确记忆项学习上下文相似性的增加,低频活动明显减少。
5. 虚假记忆可能对心理健康产生影响,特别是对于患有压力相关病理病症的人,如创伤后应激障碍患者。研究中提出通过干扰侵入性记忆检索的方式可能产生新的治疗方法,帮助处理虚假记忆带来的困扰。
6. 主要作者迈克尔·卡哈纳和诺亚·赫兹在神经科学领域有丰富的研究经验,合著作者也在计算记忆和神经活动分析方面做出了重要贡献。
7. 研究人员考虑将这些发现应用于临床治疗,特别是希望通过干扰侵入性记忆检索来处理患有压力相关病理病症的患者,为心理健康的治疗开辟新的途径。

*简介与问答内容由人工智能chatGPT根据文章内容总结发散,仅供参考,如有冲突请以正文内容为准

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