Current Biology:海马网络定向刺激可增强自然事件记忆的恢复

情景记忆能够让个体身临其境地重新体验过去的事件。一种主流的情景记忆理论认为情景记忆复现了事件编码过程中神经活动模式,而这一过程需要海马的参与。

海马被认为能够将编码阶段分布在大脑皮层中的情景记忆信息绑定在一起,并在记忆提取过程中协调这些分布式的神经活动的复现。本研究通过非侵入式脑刺激调制海马网络对皮层神经表征复现的影响来测试这一假设。

实验设置两种不同的刺激位点,分别是以海马网络为目标的刺激位点(HNT),另一个是在海马网络之外的控制条件下的刺激位点。被试在某一天接受由海马高度功能连接定义的外侧顶区的theta-burst刺激(HNT刺激),然后在fMRI扫描期间立即完成了自然的视频记忆任务。在另外一天,执行相同的步骤,但是刺激了海马网络之外的控制位点。这两种刺激实施的先后顺序在被试间进行了随机平衡。

在每一天刺激结束后,被试立刻在功能磁共振成像扫描期间进行记忆的编码和提取。被试在编码过程种观看了一系列短视频片段,这些片段描述了日常活动,与传统的实验室记忆任务相比,该视频片段更接近生活事件的记忆。

在记忆提取阶段,被试需要根据提取线索在大脑中重新回放学习过的视频片段,并报告他们对视频片段的主观和客观记忆(实验设计见图1)。

图1 脑刺激位点和实验范式流程示意图

本研究采用核磁共振成像技术(fMRI)测量了在编码和提取这些描述自然生活的视频片段过程中的多体素神经活动模式的再现。结果发现在顶叶后部和枕叶区域出现了很强的视频特异性神经活动模式的复现,且前人研究发现这些区域参与了事件的表征再现。

相对于对海马网络外控制位点的刺激,针对海马网络的Theta-burst刺激增加了枕叶皮质fMRI活动模式的视频特异性神经表征的复现(图2),并提高了记忆准确性。此外,针对海马网络的刺激影响了单个试次层面的编码过程中海马活动与枕叶皮质在后续提取阶段的神经表征复现的关系

这些发现提示海马网络参与了空间分布式的事件特异性神经活动的复现,并确定了海马在复杂的自然视觉编码以及事后的皮层神经表征复现中的作用。

图2 以海马网络为目标的脑刺激提高了视频特异性神经表征的复现

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