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[成果]薛贵教授以唯一作者在TICS发表feature review文章

  2018年4月, 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室薛贵教授在国际权威认知神经科学杂志《Trends in Cognitive Sciences》(五年影响因子:23.659)在线发表了题为”The Neural Representations Underlying Human Episodic Memory”的single-author综述文章。

  

  记忆内容在大脑中是以什么样的形式组织和表征的? 什么样的神经过程产生了最终的记忆信号? 这两个问题的答案对于揭示人类情景记忆机制的秘密至关重要。随着近年来fMRI成像技术与多元模式分析手段(MVPA)的广泛应用, 大量研究深入的探索了记忆在大脑中的表征与加工规律。在该综述文章中, 薛贵教授分析总结了近年来记忆认知神经科学研究的新进展,重点讨论了记忆编码,提取时的神经表征以及他们的相互作用对记忆形成的作用。文章进一步讨论了编码和提取阶段的记忆表征如何与情景记忆空间的其它内容,以及大脑的长时知识经验的相互作用,从而影响记忆的获得与巩固。该理论框架强调了记忆的交互性质,以及神经激活模式分析的重要作用,从而推动了我们对于人类情景记忆本质的理解。

  

  

  图1:记忆表征的理论框架

  

  本综述是薛贵教授实验室多年研究的系统性总结。薛贵教授在2010年的Science文章中提出了记忆的神经激活模式再现假说, 发现更好的记忆效果伴随着学习时更高的神经表征相似性。此后, 薛贵实验室针对这一假说开展了多项进一步实验研究,为这一假说提供了强有力的证据。(1)通过高时间分辨率的EEG技术, Lu(2015)的研究进一步证明了在记忆的编码过程中会发生对之前记忆的神经激活模式再现(学习阶段提取);(2)大脑激活模式相似性是老年记忆衰退的重要影响因素 (Zheng et al., 2017),并受到了大脑前额叶的调控(Xue et al., 2013; Lu et al., 2015; Zheng et al., 2017)。(3) 在提取阶段,大脑多个区域都会产生编码时神经激活模式再现的现象(学习-测试神经编码相似性)。重要的是, 不同于感知觉区域较为精确的再现, 提取过程中记忆表征模式在高级皮层中是以一种抽象了的形式得以再现, 突出了情景记忆的建构性本质(Xiao et al., 2017)。 (4) 采用大脑全局模式相似性的分析方法,考察了学习材料的记忆表征与情景记忆空间的其它材料的表征的相互作用对记忆强度的影响。这种全局相似性可以解释记忆的生命词优势(Xiao et al., 2016),同时也能解决错误记忆的产生(Ye et al., 2016)。(5)通过tDCS刺激前额叶,可以提高神经激活模式再现,并且增强记忆(Lu et al., 2015)。 这些结果表明神经激活模式再现可以很多记忆现象提供机制性的解释。

  

  本工作获得了国家自然科学基金重点项目, 科技部973课题,中德合作项目等资助。

  

  参考文献:

  

  Xue, G. (2018). The Neural Representations Underlying Human Episodic Memory.  Trends in Cognitive Sciences . http://www.cell.com/trends/cognitive-sciences/fulltext/S1364-6613(18)30065-2

  

  Xue, G., Dong, Q., Chen, C., Lu, Z., Mumford, J. A., & Poldrack, R. A. (2010). Greater neural pattern similarity across repetitions is associated with better memory.  Science ,  330 (6000), 97-101. http://science.sciencemag.org/content/330/6000/97

  

  Xue, G., Dong, Q., Chen, C., Lu, Z. L., Mumford, J. A., & Poldrack, R. A. (2012). Complementary role of frontoparietal activity and cortical pattern similarity in successful episodic memory encoding.  Cerebral Cortex ,  23 (7), 1562-1571. https://academic.oup.com/cercor/article/23/7/1562/288719

  

  Lu, Y., Wang, C., Chen, C., & Xue, G. (2015). Spatiotemporal neural pattern similarity supports episodic memory.  Current Biology ,  25 (6), 780-785. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982215000871

  

  Ye, Z., Zhu, B., Zhuang, L., Lu, Z., Chen, C., & Xue, G. (2016). Neural global pattern similarity underlies true and false memories.  Journal of Neuroscience ,  36 (25), 6792-6802. http://www.jneurosci.org/content/36/25/6792.short

  

  Xiao, X., Dong, Q., Chen, C., & Xue, G. (2016). Neural pattern similarity underlies the mnemonic advantages for living words.  Cortex ,  79 , 99-111.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010945216300545

  

  Xiao, X., Dong, Q., Gao, J., Men, W., Poldrack, R. A., & Xue, G. (2017). Transformed neural pattern reinstatement during episodic memory retrieval.  Journal of Neuroscience ,  37 (11), 2986-2998. http://www.jneurosci.org/content/37/11/2986

  

  Zheng, L., Gao, Z., Xiao, X., Ye, Z., Chen, C., & Xue, G. (2017). Reduced fidelity of neural representation underlies episodic memory decline in normal aging.  Cerebral Cortex , 1-14. https://academic.oup.com/cercor/advance-article/doi/10.1093/cercor/bhx130/3862190

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