新的研究表明,做出预测会阻碍大脑记住当下的能力。海马体,这个通常与记忆事件相关联的大脑结构,也利用经验来进行预测(神经科学家称之为“统计学习”)。但是,在《美国国家科学院院刊Proceedings of the National Academy of Sciences USA》上发表文章的科学家们现在已经证明,后一种功能会扰乱前一种功能。
研究人员在屏幕上向参与者展示了一系列照片,但没有告诉他们某些图像类别总是跟随其他类别:例如,山脉总是紧随海滩之后。受试者本应下意识地学习这些关联,并开始期待这些配对。稍后,参与者再次看到了相同的照片,并混入了一些新的例子,并被问及他们是否之前见过其中的任何一张。他们准确回忆起看到随机图像的比率远高于“预测性”图像(如海滩照片)。
科学家们在扫描参与者的大脑时,用功能性磁共振成像重复了这个过程。每个图像类别都引发了独特的神经活动模式,“可预测”类别的模式在海马体中被观察到,当相应的预测类别被显示时。此外,这种效应在功能性磁共振成像中的强度与参与者的记忆任务得分呈反比。“我们看到的预测证据越多,他们对这些预测性项目的记忆就越差”,比如特定的海滩场景,研究主要作者和耶鲁大学认知神经科学家布林恩·谢尔曼说。这表明,预测性图像触发了海马体转向预测——并远离编码新的记忆。
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这项研究是最早证明预测如何影响人类记忆的研究之一。科学家之前怀疑海马体在统计学习中起作用,但不知道它如何与记忆形成相互作用。“这篇论文非常出色地展示了海马体同时进行这两件事的权衡”,弗吉尼亚大学认知神经科学家妮可·朗说,她没有参与这项研究。
该团队表示,这种妥协之所以发生,是因为记忆和预测都使用了一些相同的生物学途径。在论文中,作者将其比作“用右脚同时操作汽车的刹车和油门踏板……但不能同时操作”。谢尔曼说,这种设置可以防止记忆冗余,从而节省脑力:成功的预测将包含与实际结果相同的信息。
朗说,使这一切成为可能的大脑回路仍然需要进一步研究。例如,她想知道在海马体从记录转向预测之前需要多少重复,以及是否有可能训练该结构以同步提高两种模式。