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2019-03-01遁入時空回溯記憶 獨特腦波現象將成證據? 447 期

Author 作者 編輯部
【本刊訊】日前,美國國家衛生研究院(National Institutes of Health in Bethesda, NIH)團隊於Science發布的最新研究中提到,當一個人在「調閱」自己的記憶內容時,腦中會產生快速震盪的波動,這些波動是否即為人類具備記憶檢索(memory retrieval)能力的關鍵?
 
在狀態清醒的經驗裡,人們可透過某些神經表徵的恢復(recovery)來檢索情節記憶(episodic memory),該過程被認為涉及顳葉內側(medial temporal lobe, MTL)的記憶系統與新皮質(neocortex)間的通訊動態。然而,整個過程如何發生,尚無一確立的說法,尤其是涉及人類清醒狀態下的記憶檢索時。因此,研究員招募的14位患有癲癇(epilepsy)且腦中放有治療用電極(electrodes)的受試者參與實驗,其腦內裝置恰可供研究員監測神經活動。
 
過程中,受試者需在1~3分鐘內學習成對的單詞;當研究員給出其中一個詞,他們要能回答出與該詞配對的另一半。透過由顱內偵測到的資料記錄發現,若受試者有記得該字詞,大腦中的某個區域會產生短暫的高頻震盪,科學家管它叫漣漪(ripples),頻率約為每秒100個;相反地,若受試者答錯或無法答題,則該現象不太容易發生。此外,這些漣漪幾乎同時出現在顳葉內側與顳葉聯合皮質(temporal association cortex)2處,形成所謂的耦合漣漪(coupled ripples);前者對記憶能力相當重要,後者則在語言方面扮演重要角色。
 
也就是說,當受試者成功檢索語言記憶時,不僅恢復了其對物品記憶中的皮質神經表徵,也產生了耦合效果被強化的漣漪。此外,這些震盪的模式也在電極上重現,並顯示出與一開始記憶物品時有相類似的編碼。對此神經科學家紮格羅(Kareem Zaghloul)補充說明:當一個人在回溯記憶時,可以說在精神上回到過去的時間裡再次體驗那份記憶,而在漣漪現象發生後的大腦活動,與最初受試者記憶單詞時相去無幾,這似乎是他們遁入「時間旅行」的某種跡象。
 
延伸思考該現象,人們檢索記憶時腦波可能也參與其中,紐約大學神經科學家布沙基(György Buzsáki)認為由漣漪所引發的神經回聲(echo)是這現象裡最迷人的一環。然而,腦波形成的漣漪是否是記憶的關鍵、是否有資訊負載其上,又或者其是否為某些過程產生的結果,還有待進一步研究。
 
新聞來源
A.P. Vaz et al., Coupled ripple oscillations between the medial temporal lobe and neocortex retrieve human memory, Science, Vol: 363, 975, 2019.