两个矛盾的实验引发的思索：海马体参不参与再认记忆？
2020/5/29 12:06:27 生物流BioStream

     再认记忆是人们能够再次认出之前经历过的人事物的能力。

     科学家为了弄清楚大脑的哪一部分参与再认记忆，设计了许多再认记忆实验。然而，从这些繁杂的实验中，科学家却得出了截然相反的结论。

     海马体是跟记忆相关的关键脑结构。在一些再认记忆实验中，位于颞叶内侧的海马体参与其中。而在另一些再认记忆实验中，海马体却无关紧要。

    

     海马体

     为什么？

     今天我们从两个经典再认记忆实验出发，来探究一下海马体在再认记忆中的作用。这两个实验分别是：延迟非匹配任务和视觉配对比较任务。

     延迟非匹配任务

     延迟非匹配任务中，笼子里的猴子面对两个食物槽，其中一个槽内有食物，并且用一个物体覆盖着。另外一个食物槽敞开，其内无任何食物。猴子可以伸手掀开物体，获取下方槽内的食物。这是延迟非匹配任务的采样阶段(Sample)。

     采样阶段之后是一个延迟期(Delay)，时间可能是几秒，也可能是几十分钟。延迟期间，猴子面前的挡板落下，阻断猴子和食物槽。

     延迟期之后是测试期(Test)。挡板升起，猴子面前的两个食物槽分别被物体覆盖着。其中一个覆盖物在之前的采样阶段出现过，另外一个物体是新的。食物就藏在新物体下面。猴子只能选择其中一个。如果猴子能够分辨新物体和旧物体，即猴子的再认能力没问题，那么它可以选择新物体从而获得食物奖励。否则，错误的选择，猴子什么奖励也得不到。

    

     猴子的延迟非匹配任务

     物体从不重复，每一次测试猴子都会面对以前从来没见过的物体。

     在延迟没匹配任务中，只要猴子辨认新旧物体的能力没问题，即再认记忆没问题，便可顺利完成任务获得奖励。

     科学家发现，海马并不参与猕猴的延迟非匹配任务。损毁海马，并不影响(或微弱影响)猴子在延迟非匹配任务中的行为表现。而鼻周皮层的损毁却严重地影响猴子判断新旧物体的能力。

    

     海马体损毁不影响延迟非匹配任务，但嗅周皮质损毁影响

     视觉配对比较任务

     视觉配对比较任务较为简单，猴子不需要学习任何游戏规则。猴子只需口含小水管即可，水管中会不定时地出水。如果口渴的猴子不想错过每一滴水，它就必须时刻噙住水管。这样，猴子就会正视面前电脑屏幕上的图片。

    

     实际上，科学家想要猴子做的，仅仅是观看屏幕上不停出现的图片，这是视觉配对比较任务的唯一要求。

     视觉配对比较任务中的图片呈现分为两个阶段。第一个阶段，猴子会看见单独一张图片，持续5秒。图片消失之后会有一个几秒或几分钟的延迟期，延迟期内，屏幕上什么都没有。第二阶段，两张图片一左一右的出现，其中一张图片是第一阶段出现过的，而另一张是全新的。同样图片呈现5秒。为了排除左右位置的影响，接下来两张图片会互换位置，再次出现一遍。

    

     视觉配对比较任务(visual paired comparison)

     整个过程中，猴子的眼动被记录着。科学家会统计猴子观看每一张图片的时间。

     正常情况下，猴子会对新图片感兴趣。如果再认记忆没问题，猴子会花更多的时间探索新图片。

     而对于海马体被损毁的猴子，它们观察新图片的时间显著减少。也就是说，海马体损毁影响了猴子的再认能力。同时，嗅周皮质的损毁也影响猴子在视觉配对比较任务中的行为表现。

    

     海马体和嗅周皮层的损毁均影响猴子在视觉配对比较任务中的行为

     总结一下，用来衡量再认记忆的两个认知任务，延迟非匹配任务和视觉配对比较任务，都需要嗅周皮质。但对于海马体，结果却大相径庭。延迟非匹配任务需要海马体，而视觉配对比较任务却不需要海马。

     为什么同样需要再认记忆的两个任务，一个需要海马体，而另一个却压根不需要海马呢？

     这需要从再认记忆的两个过程说起。

     再认记忆的两个过程

     科学家认为再认记忆有两个过程。

     第一个过程是熟悉感。熟悉感是一个快速的、自动化的过程，能在第一时间告诉大脑之前是否遇见过眼前的事物。熟悉感仅仅是一种感觉，不包括任何细节。

     再认记忆的第二个过程是回忆(recollection)，是对熟悉事物细节的回忆。例如，你发现面前的人以前见过，你会回忆他叫什么名字，以前在哪里见过等等。这些都属于再认记忆的回忆阶段。回忆是一个缓慢的过程，需要大脑主动地去搜索相关的记忆细节。

     海马体是否参与两个再认记忆任务的关键，在于完成任务时，是否需要大脑动用相同的再认记忆过程。

     海马体参与再认记忆的回忆，但不参与熟悉感

     在延迟非匹配任务中，猴子只需要熟悉感参与即可获取奖励。熟悉感是自动化的过程，猴子没有必要再去启动再认记忆的回忆机制，因为回忆机制是一个主动消耗大量脑资源的过程。只启用熟悉感是最有效率的获取奖励的方式。

    

     另外，延迟非匹配任务中的采样物体关系到猴子是否能获取奖励，因此，猴子肯定会主动留意物体的样子。这就使得后面熟悉感的产生更加容易，也因此更加没有必要启动回忆机制。

     而对于视觉配对比较任务，随机的奖励其实并不参与到任务中，猴子不需要做任何事情就可以获得奖励。在这种情景下，猴子不会主动去留意图片。当一新一旧两张图片同时出现时，熟悉感便不再那么可靠。在无关紧要的闲暇中，猴子会本能地去探索新的图片，这首先需要它判断哪张图片是新的。由于对每张图片的印象较浅，猴子会主动回忆记忆中图片的一些细节。这可能就调用了回忆机制。

     总得说来，在视觉配对比较任务中，猴子会动用熟悉感和回忆。而在延迟非匹配任务中，猴子只需动用熟悉感。

     可能的解释是，海马体仅参与回忆，不参与熟悉感。正因为如此，海马的损毁只会影响猴子在视觉配对比较任务的行为，而不影响只需要熟悉感参与的延迟非匹配任务。

     而嗅周皮层，科学家认为，它主要负责再认记忆的第一阶段：熟悉感。

    

     (生物流系头条号签约作者)

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