科学家揭秘：面对众多感觉信息时，大脑如何抉择学术资讯

▲图片来源：麻省理工学院

工作记忆就像我们大脑内部的素描本，它帮助你完成各种任务，例如到时间就打电话叫外卖、按照刚听到的路线找到卫生间等。厄尔·米勒教授（MIT皮考尔学习和记忆学院大脑认知科学系）在描述工作记忆时认为，“工作记忆让我们能选择该关注哪些事物、该把什么放在脑中，在需要时做出抉择、采取行动。就像人脑与外界环境博弈，如果没有工作记忆，我们就会任凭环境摆布；有了工作记忆，我们就能掌控环境。”。

近日发表在《国家科学院院刊》的一篇研究报告中，米勒实验室博士后安德烈·巴斯托斯领导研究发现，工作记忆作用的潜在机制取决于位于不同层次前额叶皮层（PFC）（大脑中与较高认知功能相关联的区域）的脑电波的频率不同。当动物执行各种工作记忆任务时，浅层PFC的高频γ节律受到位于较深皮质层的低频α/β节律的调控。

巴斯托斯与同事在研究中利用了在认知研究领域很少使用的新改进的多层电极大脑传感器。

据观察，当感觉（神经科学家称之为“自下而上”）信息载入并从工作记忆中读取出来时，γ节律格外活跃。而当皮层中传送“自上而下”有关目标或计划的信息时，α/β节律出现了。我们正是利用自上而下的信息来得出有关思考什么和如何行动的意志决定。

研究者对不同的波详加测量，希望能确定是否深层次的α/β节律和浅层次的γ节律会相互作用，从而达到对工作记忆的控制。

在实验中，研究者让动物完成不同的工作记忆任务，比如记忆和辨认一幅图画；记住屏幕上闪过的点，等等。总之要求实验对象存贮和处理记忆，然后再放弃视觉刺激的内容。在此同时，研究者对动物大脑的PFC六个区域进行多层次的测量。

结果表明，当感觉器官载入信息时，浅层的γ节律增强，深层的α/β节律则减弱。反之，则深层的α/β节律增强，浅层γ节律减弱。随后的数据分析显示，γ节律受到α/β节律的控制，而非相反情况。米勒总结说，“这表明自上而下的信息需要主观意志通过α/β节律进行控制，这个机制可以将自下而上的感觉信息（由γ节律传导）像拧水龙头一样任意开关，决定它是否进入并保存在意识中。”

根据这一发现，研究者已经开始对工作记忆的多层次、多频率的动态模式直接加以详细测试，并取得了一些成果。

巴斯托斯认为，这个模式可以用来对工作记忆缺失的临床症状做出一些假设，例如，深层的β节律偏离正常值，是否导致人无法用意志来控制工作记忆完成既定目标？神经分裂症患者是否由于α/β节律和γ节律失去互动造成的？

科界原创

编译：馥莉审稿：alone 编辑：张梦

来源：https://medicalxpress.com/news/2018-01-neuroscientists-gain-volitional-minds.html