人类工作记忆的某些神经影像研究

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1、人类工作记忆的某些神经影像研究　　工作记忆(workingmemory)是一种对信息进行暂时性的加工和贮存的能量有限的记忆系统，对于语言理解、学习、推理、思维等复杂认知任务的完成起关键作用。这一概念最早由Baddeley和Hitch于1974年在分析短时记忆的基础上提出，随后Baddeley[1]将其进一步完善。Baddeley通过大量的行为实验研究论证了工作记忆的合理性并提出了工作记忆的认知结构模型，认为工作记忆包括一个中央执行器(thecentralexecutive)和两个子系统——“语音回路”(phonologicalloop)与“视觉空间模板”(vis

2、uospatialsketchpad)。这一研究引起了人们的广泛注意。自1992年以来，由于正电子发射断层扫描(PET,PositronEmissionTomography)技术的进一步成熟以及功能磁共振成像(fMRI,FunctionalMagneticResonanceImaging)技术的产生，在有关工作记忆的行为实验研究以及灵长类动物的实验研究的基础上，研究者利用这些神经影像技术研究人类工作记忆的脑机理，取得了可观成果。本文试图对近几年来采用PET、fMRI这类神经影像技术探讨人类工作记忆脑机理的一些重要研究作一尝试性梳理和评述。　　　　1　至少存在两种

3、类型的工作记忆系统——词语工作记忆和空间工作记忆　　工作记忆并不是单一的系统，而可能存在多个，它们分别用于加工处理不同种类的信息。双分离(doubledissociation)原理可作为解决这一问题的逻辑前提。该原理应用于人脑功能研究方面可明确表述为：若A任务与脑区a的神经活动变化有关，与脑区b无关，而任务B与脑区b的神经活动变化有关，与脑区a无关，则这两个任务存在不同的脑机制。该原理为我们分离人的复杂心理过程提供了逻辑依据。基于这一点，目前采用神经影像技术在研究人类工作记忆的脑机制时发现至少存在两种类型的工作记忆系统，即词语工作记忆(verbalworking

4、memory)和空间工作记忆(spatialworkingmemory)，它们分别负责处理词语信息和空间信息。论文代写　　消退；(2)信息维持或复述(rehearsal)过程，即通过不断地复述所贮存的信息激活贮存器中正在消退的信息；(3)执行加工(executive)过程，负责工作记忆系统中信息加工过程的控制与协调。在这里，可以对Baddeley[1]提出的工作记忆模型加以重新解释，其中，中央执行器负责执行加工过程，语音回路可看作词语信息的缓存区(buffer)，视觉空间模板可以分解为视觉信息和空间信息两个缓存区。现在的问题是，工作记忆系统中信息加工各环节分别由

5、哪些脑区参与？　　　　2　词语工作记忆中信息的贮存和复述　　从前面的研究结果可以看到，参与词语工作记忆的左半球脑区可分成两组，即顶叶后部皮层区和脑前部额叶区（Broca区、前运动区以及辅助运动区）。这些脑区在词语工作记忆中分工如何？Awh等[8]设计了一组巧妙的实验研究了这一问题。　　Awh等[8]所设计的记忆任务如图2所示。让被试浏览一系列依次呈现的字母，每个字母呈现500ms，间隔2500ms，然后要求被试决定每一个出现的字母是否与此前刚呈现过的前面第二个字母匹配（Awh等称之为2-back任务）。显然，被试为了完成这一任务必须时刻在记忆中贮存并复述新出现的

6、两个字母，以便与即将出现的一个新的字母匹配，且要不断更新字母信息。这一任务比前面介绍过的项目再认任务模式（图1）更强调工作记忆的贮存和复述功能的作用，当然还需要如知觉编码和反应等一般性的操作过程。被试进行该任务时同时接受PET扫描。论文代写　　为了分离贮存和复述过程，并排除知觉编码和反应等活动，Awh等还设计了两个控制任务，分别称为搜寻任务与复述任务（图2），两任务中字母呈现方式均与记忆任务相同。在搜寻任务条件下，要求被试判断不断出现的一个新字母是否与该字母序列的第一个字母相同；在复述任务条件下，被试必须不断地默述每一个新出现的字母并作出按键反应，直到下一个字母

7、出现。　　理论上看，搜寻任务需要的工作记忆资源很少，但包括与记忆任务同样的一般性操作过程，当从记忆任务条件下所获得的脑激活信号排除该任务条件下所获得的脑激活信号后，得到的将是工作记忆贮存与复述功能的脑激活信号。分析结果发现左半球顶后区(BA40)和脑前额区（包括Broca区、前运动区以及辅助运动区）的激活，支持前面有关词语工作记忆的研究结果。　　附图　　　　图2　词语记忆任务、搜寻任务以及复述任务的设计模式图　　复述任务除了需要被试完成一般性的操作过程之外，还需要被试不断复述每个字母。理论上看，当从记忆任务条件下所获得的脑激活信号排除复述任务条件下所获得的脑激活

8、信号后，参与复述功能的脑