解构涉及记忆和空间技能的大脑系统

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(从左到右)显示给研究参与者的图像;由控制对象通过记忆绘制的图像;海马损伤患者绘制的图像。图片由PNAS提供

加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员进行了一项研究，调和了有关记忆和空间感知的两种相互竞争的大脑结构观点，该研究表明，海马体(大脑边缘系统中的一个小区域)主要用于记忆形成，而不是导航等空间技能。这项研究发表在本周的《科学》杂志上美国国家科学院院刊．

“海马体在空间认知和记忆形成中的作用是我们理解人类大脑如何处理外部环境的一个主要争论点，”精神病学、神经科学和心理学特聘教授、资深作者拉里·斯夸尔博士说。“这项研究表明海马体主要与记忆有关。这是对跨越60多年研究的两个视角的裁决。”

在20世纪50年代提出的一种观点中，海马体被认为是能够形成陈述性、长期记忆的关键结构，比如能够记住一个人的高中舞会。这种观点在20世纪70年代发生了转变，当时主要以老鼠为实验对象的实验表明，海马体在空间技能方面发挥着重要作用，比如穿过迷宫所需的技能。这些实验让一些研究人员推测，人类的海马体可能也活跃在空间认知和地图绘制技能方面。

斯夸尔也是圣地亚哥退伍军人事务医疗保健系统的职业科学家，他说:“我们还没有发现证据证明这一点。”“患有海马病变的患者可以执行空间任务，只要这些任务不依赖于长期记忆。我们认为他们能够完成这些空间任务，因为这些任务可以在短期记忆功能中管理，由新皮层额叶支持。我们在大鼠身上看到的差异可能反映了啮齿动物没有发育良好的额叶皮层或相关的短期记忆处理技能。我们可以利用短期记忆用大脑皮层完成的空间任务必须由大鼠的海马体来完成。”

这些结果是基于对6名患有海马体病变的成年人、1名内侧颞叶损伤的成年人(包括海马体)和12名对照组的实验得出的。在实验中，参与者被要求研究一个简单的场景，比如一双靴子，并根据记忆画出这个场景。图纸的细节和准确性评分为1-5分。研究人员还评估了参与者的正常倾向，即边界扩展，即人们倾向于回忆起一张背景比现实中更大、前景更小的图像。在靴子的例子中，这意味着人们倾向于把靴子画得比原始照片中的小。因此，背景在图像中所占的比例更大，因此称为边界扩展。

在第二组实验中，参与者被要求观察一个场景，比如公园里的滑梯，并描述如果图像放大会出现什么。参与者的叙述在细节、空间参照、思想和情绪方面进行了评分。

所有海马体受损的参与者都表现出准确回忆靴子细节的能力受损。他们的平均分是2分，而对照组的平均分是3分。然而，患者表现出正常的边界扩展。患者和对照组的靴子相对于背景的尺寸都缩小了约60%。两组人也同样擅长想象和构建详细的叙述，如果场景扩大，可能会出现什么情况。

斯夸尔说:“这类研究的价值在于，我们正在逐步了解大脑是如何工作的。”“我们知道阿尔茨海默病通常始于内侧颞叶，这项研究提醒我们，患者的空间技能并不是立即处于危险之中，而是他们的记忆。这与临床经验一致。患者抱怨的不是空间技能的丧失，而是记忆的丧失。”

合著者包括Soyun Kim和Adam J. O. Dede，圣地亚哥医疗保健系统退伍军人事务部和加州大学圣地亚哥分校;以及杨百翰大学和犹他州山间医学中心的拉蒙娜·霍普金斯。

这项研究的资金部分来自退伍军人事务部、国家科学基金会(1120395)和国家心理健康研究所(24600)。