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以下文章来源于丘脑大叔 ，作者Yasemin
记忆和感知似乎是完全不同的体验，神经科学家曾经相信，大脑产生的记忆和感知是不同的。但在20世纪90年代，神经成像研究显示，大脑中被认为只在感觉知觉时活跃的部分，在回忆记忆时也很活跃。
波士顿大学(Boston University)视觉神经科学实验室(Visual neuroscience Lab)主任、神经科学副教授Sam Ling说：“这就提出一个问题，即记忆表征实际上是否与感知表征完全不同。”例如，我们对美丽森林空地的记忆，是否只是先前使我们能够看到它的神经活动的再创造?
Kristina Armitage/Quanta Magazine
“争论已经从关于感觉皮层是否参与的争论转变为‘哦，等一下，有什么区别吗?’”国家心理健康研究所(National Institute of Mental Health)的研究人员克里斯托弗·贝克(Christopher Baker)说，他负责学习和可塑性部门。“钟摆已经从一边摆到了另一边，但摆得太厉害了。”
即使记忆和经历之间有很强的神经相似性，我们也知道它们不可能完全相同。“人们不会把它们搞混，”哥伦比亚大学博士后科学家塞拉·法维拉(Serra Favila)说，他是《自然·通讯》(Nature Communications)最近一项研究的主要作者。她的团队的工作已经确定了至少一种记忆和图像感知在神经层面上的不同组合方式。
01
模糊的地方
当我们看世界时，关于它的视觉信息通过视网膜的光感受器流入视觉皮层，在那里，它在不同的神经元组中被依次处理。每一组都为图像增加了新的复杂程度:简单的光点变成了线条和边缘，然后是轮廓，然后是形状，然后是体现我们所看到的完整场景。
这就提出了一个问题：即记忆表征是否与知觉表征完全不同。Sam Ling，波士顿大学
在这项新研究中，研究人员专注于视觉处理的一个特征，这个特征在早期神经元群中非常重要:物体在空间中的位置。构成图像的像素和轮廓需要在正确的位置，否则大脑会对我们所看到的东西产生混乱、无法识别的扭曲。
研究人员训练参与者在一个类似飞镖的背景上记住四种不同图案的位置。每个图案都被放置在板子上一个非常特定的位置，并与板子中心的颜色相关联。每个参与者都接受了测试，以确保他们正确地记住了这些信息——例如，如果他们看到一个绿点，他们就知道星星的形状在最左边的位置。然后，当参与者感知并记住图案的位置时，研究人员记录他们的大脑活动。
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大脑扫描使研究人员能够绘制出神经元是如何记录事物的位置以及它们后来是如何记住它的。每个神经元都关注一个空间，或“接受域”，在你的视野范围内，比如左下角。Favila说，“只有当你把东西放在那个小点上时，神经元才会被激活。”被调到空间中某个特定位置的神经元倾向于聚集在一起，这使得它们的活动很容易在脑部扫描中被检测到。
先前对视觉感知的研究表明，在早期较低水平的处理过程中，神经元的接受域较小，而在后期较高水平的处理过程中，神经元的接受域较大。这是有道理的，因为高级神经元正在编译来自许多低级神经元的信号，在更大的视野范围内吸收信息。但更大的接受域也意味着更低的空间精度，产生的效果就像在地图上用一大块墨水在北美上方标出新泽西州一样。实际上，在感知过程中，视觉处理是一个小的脆点演变成更大、更模糊但更有意义的斑点的过程。
哥伦比亚大学的研究人员Serra Favila和她的同事研究了图像感知和记忆的神经表征的差异。视觉皮层神经元的“感受区”不断扩大的大小似乎是关键所在。
由Serra Favila提供
但当Favila和她的同事们观察视觉皮层的不同区域如何表现知觉和记忆时，他们发现了重大差异。
正如参与者回忆起图像的那样，处于最高水平的视觉处理的接受区与感知时的大小相同，但在绘制心理图像的所有其他水平中，接受区都保持着这个大小。在每个阶段，记忆中的图像都是一个大而模糊的斑点。
这表明，但存储图像的内存时，只保留了图像的最高级别表示。当再次体验记忆时，视觉皮层的所有区域都被激活了——但它们的活动是基于不太精确的输入版本。
因此，根据信息是来自视网膜还是存储记忆的地方，大脑处理和处理信息的方式非常不同。Favila说，原始感知的某些精度在记忆中迷失了，“您不能神奇地将其恢复原状。”
达特茅斯学院(Dartmouth College)的博士后研究员亚当·斯蒂尔(Adam Steel)说，这项研究的一个“非常美妙”的方面是，研究人员可以直接从大脑中读出有关记忆的信息，而不是依靠人类受试者来报告他们所看到的东西。“我认为，他们所做的实证研究非常出色。”
02
功能还是漏洞?
但为什么记忆会以这种“模糊”的方式被回忆起来呢?为了找到答案，研究人员创建了一个视觉皮层模型，其中有不同水平的神经元，接受野的大小不断增加。然后，他们以相反的顺序在这两层之间发送信号，模拟诱发记忆。就像在大脑扫描中一样，在最大感受野的水平上看到的空间模糊贯穿了所有其他部分。Favila说，这表明记忆中的图像以这种方式形成是由于视觉系统的等级性质。
有一种理论是关于视觉系统为什么是分层排列的，这有助于物体识别。如果接收区域很小，大脑就需要整合更多信息来理解眼前的事物;法维拉说，这可能会让人很难认出像埃菲尔铁塔这样的庞然大物。“更模糊”的记忆图像可能是“拥有一个针对物体识别等事情进行优化的系统的结果”。
但明尼苏达大学副教授托马斯·纳塞拉里斯(Thomas Naselaris)说，目前还不清楚“这是一个功能还是一个漏洞”。他没有参与这项新研究，但他在2020年的一项研究中得出了类似的结论，即大脑中的感知和记忆看起来非常不同。他认为这种差异是有利的，也许有助于区分感知和记忆。他说:“如果一个人的心理意象中有场景意象的所有细节和精度，他就很容易感到困惑。”
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模糊性还有助于防止存储不必要的信息。Favila说，也许重要的不是记住每个像素在视野中的位置，而是记住这些像素属于一个家庭成员或朋友。
纳塞拉里斯说:“视觉系统并不是无法生成高度详细、生动和精确的图像。”例如，当人们处于睡眠和清醒之间的“催眠”状态时，他们会报告非常生动的视觉图像。大脑“只是在醒着的时候倾向于不这么做。”
Favila和她的团队希望探索类似的处理是否发生在视觉记忆的其他方面，如形状或颜色。他们特别渴望研究这些感知和记忆的差异是如何引导行为的。
知觉和记忆是不同的;我们对它们的体验是不同的，准确地确定它们不同的方式对理解记忆是如何表达的很重要，”Favila说。这些差异“一直潜伏在数据中”。
参考链接：[1]https://www.quantamagazine.org/how-the-brain-distinguishes-memories-from-perceptions-20221214/[2]https://lifexchangesolutions.com/automatic-memory-recall/
[3]https://www.quora.com/What-part-of-the-brain-is-responsible-for-long-term-memory-storageAbout the authorYasemin is a staff writer covering biology for Quanta Magazine. Previously, she reported for three years on a wide range of fields for Live Science, with extensive coverage of neuroscience, health and COVID-19. She has also written for Scientific American and the San Jose Mercury News. She holds an undergraduate degree in biomedical engineering from the University of Connecticut and a master’s degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.
