编译:公子欣
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。
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。
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。”
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
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