清醒静息过程的记忆巩固:来自脑电和功能磁共振的证据
分类号 B8451研究意义
记忆是大脑极为重要的功能,已有研究表明不管是清醒静息还是睡眠都有利于记忆的离线巩固(Wamsley,2022)。睡眠是被研究得最多的一种状态,并且相应的机制探究也较为充分(Brodtetal.,2023;Diekelmannamp; Born,201o;Klinzing et al.,2019;Landmannetal.,2014)。而以往关于清醒状态下记忆巩固的研究大多只停留在行为层面,鲜有研究探讨其相应的神经机制。因此,对于记忆离线巩固在这两种状态下的联系和区别,特别是共有的认知神经机制我们仍知之甚少(Brodtet al.,2023)。离线记忆巩固的一个关键过程是神经重放(neuralreplay)。随着计算神经科学技术的发展,基于非侵入性神经成像数据捕捉神经重放活动成为可能(Liuetal.,2021;Wittkuhnamp;Schuck,2021),为识别清醒与睡眠状态下记忆巩固的认知过程提供了重要的依据。本研究拟借助脑电(electroencephalography,EEG)、功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)在时间、空间分辨率上的优势,结合时域干涉(temporalinterference,TI)电刺激技术、计算神经科学建模,从清醒和睡眠两种状态中捕捉记忆巩固的动态活动,刻画相应的神经表征,揭示记忆离线巩固的本质特点,并探索基于实时神经反馈的记忆调控新途径。本研究的开展,对阐明不同大脑状态下记忆巩固的神经机制具有重要的理论意义,也为未来清醒状态下记忆巩固的调控提供了科学依据。未来,将尝试将本研究成果应用于学习策略设计等教育干预领域,开展初步的转化研究,进一步挖掘其应用潜力。
2国内外研究现状及发展动态分析
2.1 记忆巩固
记忆巩固是指在记忆完成编码后,记忆痕迹从短期的不稳定状态逐步转化为长期的稳定状态的过程,伴随经验依赖的内部表征及其神经生物学基础的动态变化。记忆巩固包括突触巩固(也称细胞巩固)和系统巩固。突触巩固是指在记忆编码的神经回路中,局部突触和细胞节点将信息转化为长期记忆形式的过程,通常在学习后短时间内开始并结束。这一过程可能涉及海马神经元的结构变化(Dudaietal.,2015)。系统巩固则是指长时记忆(longtermmemory,LTM)表征在分布式脑回路中时间依赖性重组的过程,通常会持续几天到几个月甚至几年的时间(Dudaietal.,2015)。在这一过程中,海马与新皮层通过振荡节律来组织神经元的放电模式 ......
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