为什么学会骑车,一辈子都不会忘?新研究改写认知

政务   2024-11-04 12:27   上海  

编译:公子欣

你还记得二年级老师的名字吗?还记得今天早餐吃了什么吗?这些记忆可能相隔几十年,但两者都被认为是长期记忆。

半个多世纪以前,神经科学家发现,大脑内侧颞叶(medial temporal lobe,简称MTL)区域的损伤会严重损害长期陈述性记忆(对姓名和日期等明确事实的记忆),但短期记忆完好无损。

MTL受损的患者可以跟上并继续进行简短的对话,但仅仅一两分钟后,他们甚至不记得曾经发生过这样的对话。

然而,令人惊讶的是,这些患者可以学习新的运动技能,并将其保留数天、数月甚至更长时间,这表明MTL损伤对运动技能的记忆几乎没有影响


怪不得呢!
昨天背的单词不记得了……
小学同学的名字想不起来了……
可小时候学的骑自行车、游泳,
十几年甚至几十年不碰都能直接上手
永远忘不了!

那么,与运动技能有关的长期记忆,到底存储在哪里呢?这类记忆的形成和储存是否也按短期和长期由不同的脑区负责呢?多年来,研究人员一直在试图回答这些问题。

如今,哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院的研究人员已经证明,就像陈述性记忆一样,运动技能的短期和长期记忆是在大脑的不同区域形成的,而小脑对长期技能记忆的形成至关重要。研究近日在《美国国家科学院院刊》上发表。

“这项工作促进了我们对小脑在感觉运动学习中的作用的理解,并指出小脑是形成稳定的感觉运动技能记忆的门户,在很大程度上独立于短期记忆系统,”该研究高级作者、哈佛大学海洋工程学院生物工程学教授Maurice Smith说。

研究人员早就知道小脑对运动学习至关重要,但它在形成短期和长期技能记忆方面所起的作用尚不清楚。为了理解小脑和这些记忆之间的联系,Smith和第一作者Alkis Hadjiosif (海洋工程学院和马萨诸塞州总医院的博士后)从先前关于小脑损伤患者运动学习的一组看似混乱的结果中获得灵感。

虽然这些先前的研究都发现了小脑损伤个体感觉运动学习受损的证据,但这种损伤的大小在他们之间差异很大。

Smith说:“虽然这种差异可能是由于损伤的数量或精确位置的不同,或者是运动学习任务类型的不同,但我们有不同的想法。”Smith和Hadjiosif认为,两次试验之间时间的细微差异——或称之为记忆窗口——可能解释了大多数观察到的差异。

Hadjiosif说:“如果长期感觉运动记忆特别受到小脑损伤的损害,情况就是这样,因为更长的记忆窗口会增加对受损长期记忆的依赖。”

挑战在于,这些时间间隔很少在已发表的论文中报道。Smith和Hadjiosif从其中两项研究中找到了详细的原始数据,从中可以确定所有被研究个体的整个试验序列的间隔时间。

研究结果发现,与健康个体相比,在短时间间隔的运动任务中,严重小脑损伤患者的学习能力只有很小的障碍。这意味着,当参与者被要求执行相同的任务,比如5次,每次重复间隔只有几秒钟,小脑退化患者的表现只比健康个体略差。

在按记忆窗口持续时间重新分析小脑损伤患者的运动学习表现后,研究人员发现,小脑损伤导致长期运动表现出现明显障碍,而短期运动表现与健康人接近。在短间隔任务中,患者的表现只比健康人的表现差一点,但同一名患者在长间隔任务中的表现却要比健康人差得多。

分析数据显示,在不到12秒的较短间隔内,记忆窗口越长,小脑损伤患者的记忆障碍越明显,而在超过25秒的较长记忆窗口,患者几乎无法维持学习的运动记忆。

这些发现解决了先前研究的不一致性,并强调了时间间隔在理解小脑变性中运动记忆退化的重要性。






参考来源:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2411459121
https://neurosciencenews.com/cerebellum-motor-memory-27864
封面图及文内图片来自版权图库(或版权方),谢绝二次转载。


上海科协
上海市科学技术协会官方微信。让我们一起来分享科学信息,享受科学生活,主张科学态度,共建科技工作者之家。
 最新文章