人类工作记忆的某些神经影像研究
aran等[24]由此提出工作记忆中还存在一个负责信息整合的临时缓存区。理论上看,现实世界中很少有纯粹的词语信息或空间信息,要达到对客观事物的真实认识,这种整合是一个很自然而然的过程。然而在Baddeley早年提出的工作记忆模型[1]中却找不出一个整合不同类型信息的缓存区,当然,在Prabhakaran等人提出这个问题时,Baddeley也同时看到了这个问题,并将此缓存区命名为“情节缓存”(episodic buffer)[18],与语音回路和视觉空间模板并列成为中央执行器的第三个子系统,由此对其早年提出的工作记忆模型作了重大修正。
5 结论与展望
综上所述,采用PET、fMRI等神经影像技术研究人类工作记忆的脑机理,其结论基本上还是不完备的,已取得的结果还存在许多不一致的地方。如果对较一致的结果作一归纳,大致如下:(1)存在负责加工不同类型信息的工作记忆系统,如词语工作记忆、空间工作记忆以及客体工作记忆(视觉工作记忆)等,其信息加工均可分为3个环节,即信息贮存、信息维持或复述以及对信息的执行加工;(2)上述不同类型工作记忆系统分别在由大脑两半球的不同脑区负责完成。词语工作记忆主要由大脑左半球参与,其中顶叶后部参与信息贮存,Broca区、前运动区和辅助运动区参与信息复述,背外侧前额皮层和前扣带回参与信息的控制与协调,不能排除前额叶一顶叶联合参与词语信息的贮存;空间工作记忆主要由大脑右半球执行,但参与信息贮存、复述的脑区可能分别位于脑后部顶枕区和脑前部前运动区,脑前额区参与信息的控制与协调;(3)前额叶在工作记忆中的作用相当复杂,包括对记忆信息的注意和抑制、管理、信息整合等功能。但有关前额叶对记忆信息如何进行控制与协调、以及它是否也参与信息维持等问题,还需要进一步探讨。另外,海马与工作记忆的关系问题是一个值得研究的课题,从理论上看,海马与工作记忆的关系应该是十分密切的,目前已有研究涉足该问题。
探讨人类工作记忆的脑机制是目前认知神经科学研究的一个倍受关注的热点。作为认知加工过程的一个最基本环节,工作记忆概念比短时记忆概念更具有解释力,这是它受到重视的一个重要原因。在人类工作记忆的确切脑机制仍有待阐明的情况下,研究方法(包括实验范式、研究手段等)是一个很重要的问题。首先,对人类工作记忆脑机制研究的深入程度极大地依赖于研究所采用的实验范式。其中,减法设计和参量设计实验范式其本质还属于组块设计(blocked design)的范围,理论上看,事件相关实验设计(event-related design)在控制额外变量方面明显优于组块设计,但是关于工作记忆的有些实验研究似乎只能采用组块设计才能实现。其次,现有研究仍以采用fMRI、PET技术占绝对优势,而ERP(脑事件相关电位)关于工作记忆的研究只有零星报导,似乎还处于探索阶段。PET、fMRI(包括事件相关fMRI)由于其自身特点还不能在时间进程上充分而明确地说明参与工作记忆各脑区之间的相互关系,在这种情况下,将fMRI与ERP结合起来研究工作记忆的脑机制是一个可选择的途径。总体上,在探讨人类工作记忆的脑机制方面,各种实验范式、技术手段应该是相互补充的,如此才有可能减少一些研究结果不一致甚至相互矛盾的地方,在阐明人类工作记忆的脑机制方面出现突破性进展。
致谢:感谢中国科学院心理研究所李德明研究员和审稿者对本文初稿提出了宝贵意见。
【参考文献】
1 Baddeley A.Working memory.Science,1992,255:556-559
2 Jonides J,Smith E E,Koeppe &nbs
by PET.Nature,1993,363:623-625
3 Smith E E,Jonides J,Koeppe R A.Dissociation verbal and spatial working memory using
PET.Cerebral Cortex,1996,6:11-20
4 Smith E E,Jonides J,Koeppe R A,et al.Spatial versus object working memory:PET
investigations.Journal of Cognitive Neuroscience,1995,7:337-356
5 Courtney S M,Ungerleider LG,Keil K,et al.Transient and sustained activity in a
distributed neural system for human working memory.Nature,1997,386:608-611
6 Ungerleider L G,Courtney S M,Haxby J V.A neural system for human visual working
memory.Proc.Natl.Acad.Sci USA,1998,95:883-890
7 Jiang Y.Haxby J V,Martin A,et al.Complementary neural mechanisms for tracking items
in human working memory.Science,2000,287:643-646
8 Awh E,Jonides J,Smith E E,et al.Dissociation& 《人类工作记忆的某些神经影像研究(第4页)》
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5 结论与展望
综上所述,采用PET、fMRI等神经影像技术研究人类工作记忆的脑机理,其结论基本上还是不完备的,已取得的结果还存在许多不一致的地方。如果对较一致的结果作一归纳,大致如下:(1)存在负责加工不同类型信息的工作记忆系统,如词语工作记忆、空间工作记忆以及客体工作记忆(视觉工作记忆)等,其信息加工均可分为3个环节,即信息贮存、信息维持或复述以及对信息的执行加工;(2)上述不同类型工作记忆系统分别在由大脑两半球的不同脑区负责完成。词语工作记忆主要由大脑左半球参与,其中顶叶后部参与信息贮存,Broca区、前运动区和辅助运动区参与信息复述,背外侧前额皮层和前扣带回参与信息的控制与协调,不能排除前额叶一顶叶联合参与词语信息的贮存;空间工作记忆主要由大脑右半球执行,但参与信息贮存、复述的脑区可能分别位于脑后部顶枕区和脑前部前运动区,脑前额区参与信息的控制与协调;(3)前额叶在工作记忆中的作用相当复杂,包括对记忆信息的注意和抑制、管理、信息整合等功能。但有关前额叶对记忆信息如何进行控制与协调、以及它是否也参与信息维持等问题,还需要进一步探讨。另外,海马与工作记忆的关系问题是一个值得研究的课题,从理论上看,海马与工作记忆的关系应该是十分密切的,目前已有研究涉足该问题。
探讨人类工作记忆的脑机制是目前认知神经科学研究的一个倍受关注的热点。作为认知加工过程的一个最基本环节,工作记忆概念比短时记忆概念更具有解释力,这是它受到重视的一个重要原因。在人类工作记忆的确切脑机制仍有待阐明的情况下,研究方法(包括实验范式、研究手段等)是一个很重要的问题。首先,对人类工作记忆脑机制研究的深入程度极大地依赖于研究所采用的实验范式。其中,减法设计和参量设计实验范式其本质还属于组块设计(blocked design)的范围,理论上看,事件相关实验设计(event-related design)在控制额外变量方面明显优于组块设计,但是关于工作记忆的有些实验研究似乎只能采用组块设计才能实现。其次,现有研究仍以采用fMRI、PET技术占绝对优势,而ERP(脑事件相关电位)关于工作记忆的研究只有零星报导,似乎还处于探索阶段。PET、fMRI(包括事件相关fMRI)由于其自身特点还不能在时间进程上充分而明确地说明参与工作记忆各脑区之间的相互关系,在这种情况下,将fMRI与ERP结合起来研究工作记忆的脑机制是一个可选择的途径。总体上,在探讨人类工作记忆的脑机制方面,各种实验范式、技术手段应该是相互补充的,如此才有可能减少一些研究结果不一致甚至相互矛盾的地方,在阐明人类工作记忆的脑机制方面出现突破性进展。
致谢:感谢中国科学院心理研究所李德明研究员和审稿者对本文初稿提出了宝贵意见。
【参考文献】
1 Baddeley A.Working memory.Science,1992,255:556-559
2 Jonides J,Smith E E,Koeppe &nbs
p;R A,et al.Spatial working memory in humans as revealed
by PET.Nature,1993,363:623-625
3 Smith E E,Jonides J,Koeppe R A.Dissociation verbal and spatial working memory using
PET.Cerebral Cortex,1996,6:11-20
4 Smith E E,Jonides J,Koeppe R A,et al.Spatial versus object working memory:PET
investigations.Journal of Cognitive Neuroscience,1995,7:337-356
5 Courtney S M,Ungerleider LG,Keil K,et al.Transient and sustained activity in a
distributed neural system for human working memory.Nature,1997,386:608-611
6 Ungerleider L G,Courtney S M,Haxby J V.A neural system for human visual working
memory.Proc.Natl.Acad.Sci USA,1998,95:883-890
7 Jiang Y.Haxby J V,Martin A,et al.Complementary neural mechanisms for tracking items
in human working memory.Science,2000,287:643-646
8 Awh E,Jonides J,Smith E E,et al.Dissociation& 《人类工作记忆的某些神经影像研究(第4页)》