睡眠影响神经活动重演及其对记忆提取的作用

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成功提取记忆信息需要记忆痕迹中的内容与提取环境中的信息相匹配。神经计算模型认为,记忆能够被成功回忆或提取,是因为在记忆提取阶段发生了编码过程中神经活动模式的恢复,即神经活动重激活现象。海马索引理论支持神经计算模型的观点,认为在记忆的编码过程新皮层活动模式会输入到海马中,在海马中形成索引;记忆提取阶段,海马根据索引再将信息投射回大脑皮层,激活大脑皮层在初始编码阶段的活动模式。基于神经计算模型和海马索引理论,我们可以进一步推测记忆编码和提取过程中活动模式之间的相似性越高,记忆成绩越好。虽然很多研究结果证实了该假设,但从神经振荡活动重激活角度探讨对记忆提取影响的研究还很少,并且神经活动重激活发生与否的影响因素也尚不明确。因此在本研究中,我们将稳态视觉诱发电位应用到记忆任务中,进一步探究神经活动重激活现象对记忆提取的影响,以及睡眠对神经活动重激活的影响。研究一中我们探究了神经振荡重演现象是否发生,以及对记忆提取的影响。在实验中的记忆编码阶段,呈现目标记忆词汇的同时伴随背景闪烁。闪烁频率有两种,分别是12Hz和20Hz,而在记忆提取阶段只呈现目标记忆词汇不伴随背景闪烁。脑电结果显示在记忆提取阶段,当伴随12Hz闪烁且成功提取的词汇出现时,额叶和枕叶区域会发生神经振荡活动重激活现象,即12Hz的脑电信号会迅速重现。而伴随20Hz闪烁的词汇无论是否成功提取均未出现神经振荡活动重激活现象。排除掉闪烁失败的被试后,我们发现12Hz闪烁背景条件下的词汇记忆量要显著高于20Hz闪烁背景条件下的词汇记忆量。该结果证明情景信息诱发的神经振荡活动在记忆提取阶段会发生重激活,且这种神经振荡活动重激活现象会对记忆提取起到促进作用。研究二中,我们探究了睡眠对神经振荡活动重激活的影响。在研究一的基础上,我们增加了睡眠和睡眠之后的记忆测试。研究二中有两次记忆测试,在分心任务后完成测验一,在午睡后完成测验二。结果发现,测验一与研究一结果一致,12Hz闪光背景下发生了情景记忆神经振荡活动重激活现象。然而在测验二中,额叶区域12Hz闪光背景下情景记忆神经振荡活动重激活现象消失。该结果证明在午睡阶段特别是慢波睡眠阶段发生了系统记忆巩固,在这个过程中优先巩固与目标记忆有关的内容,与目标记忆无关的情景记忆信息则没有得到充分巩固,从而导致神经活动重激活现象部分消失。在研究二中行为结果与脑电结果一致,在测验一中,额叶区域发生了神经振荡活动重演现象,排除闪光失败的被试后,12Hz闪烁背景条件下的词汇记忆量要显著高于20Hz闪烁背景条件下的词汇记忆量。在测验二中,神经振荡活动重演现象消失,排除闪光失败的被试后,12Hz与20Hz两种条件下词汇记忆量差异也不显著。该结果也进一步证明,神经活动重激活会提高记忆提取。综上所述,本研究证实了情景记忆神经活动在记忆提取过程中会发生神经振荡活动重演的现象,并且这种现象会由于午睡伴随的系统记忆巩固而逐渐消失。同时在记忆提取阶段神经活动的重演会提高记忆效果。
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