研究揭示存储器和电机系统之间的联系

研究人员试图更好地了解我们的心理景观以及我们与之互动所采取的行动。

也许泡一杯咖啡是你的日常要求。你有一个特定的方式来喜欢你的一杯乔，并且每天都以同样的方式做。也许你磨碎你的咖啡豆，然后用一些泡沫牛奶倒入。

“你必须做一系列事情，必须以正确的顺序执行，”心理学助理教授爱德华·埃斯特(Edward Ester)说。“如果你弄错了，你会得到一杯糟糕的咖啡。没有人想要这样。

Ester研究人们从致力于短期记忆的环境中接收的信息之间的关系，以及他们如何根据这些信息采取行动。

“我们概念化短期记忆的方式是一个心理工作区，大脑不仅可以放置信息，还可以处理这些信息，”Ester说。

短期记忆由人们放在脑海中的信息组成。例如，在脑海中做一道数学题需要短期记忆。如果你把两个数字加在一起，比如 17 和 28，你可能会把数字分成十位和一位。

也许您首先将数字添加到 one 的位置，您知道 7 和 8 加起来就是 15。但与此同时，你坚持十的位置上的 1 和 2 来添加它们(得到 3)以及从 1 的位置出现的任何其他数字 (<>)。将这些数字记在脑海中会使用短期记忆。

“这听起来非常简单和陈词滥调，但有很多处理和很多东西必须适合你做一些简单的事情，比如将几个数字加在一起，”Ester说。“人们在短期记忆中维持信息的效率存在相当大的差异。有趣的是，人们在短期记忆中保存信息的能力完全与他们长期记忆中保存信息的能力无关。

Ester有兴趣了解短期记忆如何与控制运动输出的大脑部分相互作用。研究人员认为，记忆系统的存在是为了提供行动的基础或理由。但是人们可以在不保留最初开始或激发该行动的记忆的情况下采取行动。

埃斯特想知道大脑的运动和记忆系统交流的程度。雷切尔·韦斯(Rachel Weese)是Ester实验室的一名本科生，主修心理学，辅修生物人类学，她与Ester一起研究这个问题。

“雷切尔和我真正感兴趣的是这些以目标为导向的行为，以及来自短期记忆系统的信息如何转化为人们与世界互动的方式，”埃斯特说。“我们对电机系统是如何绘制的有很好的了解。在记忆方面，事情有点不透明。

研究人员想知道控制记忆和动作的大脑网络是否可以同时活跃或按顺序行动。真正的答案可能介于两者之间，可以为研究人员提供关于大脑运动和认知网络紧密结合程度的见解。

“我们对不同的大脑区域如何负责控制这些个体(运动和工作记忆)过程有一些想法，”Ester说。这些想法包括一个模型，Ester将其描述为“每个人都学到的心理学101件事”，但也“非常不完整”。

“这是主导心理学和认知神经科学至少70年的模型，”他说。该模型由三个框组成：第一个框代表感知或感觉，箭头指向代表记忆和决策的框。从存储盒到代表电机输出和动作的框有一个箭头。箭头显示信息如何在大脑中转换。

“所以有这个很好的线性输出，”Ester说。“但我们知道，模型分解的方式有很多种。例如，你行动的事物会通知你关注的事物，因此“电机”框实际上可以通知“感知”框。“我们正在获得这些关于大脑如何在现实世界任务中实际解决问题的超级贫困观点。Ester和Weese着手确定大脑中的记忆和行动网络实际上是如何相互作用的。

他们招募研究对象坐在电脑屏幕前，头上戴着电极。向受试者展示了两张图像，并被要求记住其中一张。实验暗示受试者应该记住哪一个，他们必须在试验结束时用左手或右手做出反应，以指示正确的图像。

脑电图或脑电图电极捕获有关受试者在整个过程中使用大脑哪些部位的信息。监测哪些网络在大脑中处于活动状态有助于研究人员确定它们是按顺序还是并行使用。

“与刺激处理和反应计划相关的大脑信号时间重叠的程度让我们深入了解与认知和行动相关的大脑网络到底有多紧密地整合，”Ester说。

Weese和Ester发现，受试者大脑的短期记忆部分和运动部分可以同时活跃，这表明大脑的运动和记忆部分可以同时行动。现在，研究人员想要弄清楚是否有某些行动或决定可以同时做出(比如泡咖啡)或顺序。该实验室还对研究不同的人如何同时或连续的大脑网络活动感兴趣。

对埃斯特来说，短期记忆似乎是“我们如何思考和与世界互动的基本组成部分”。但“可悲的不完整”模型并非毫无用处，Ester说。“最终，这就是科学的方式，所有的模型都是错误的，但有些是有用的。虽然神经科学家在遵循该模型后学到了很多东西，但它对记忆和行动之间的关系过于简单化了。

“有很多人来到我们之前，”埃斯特说，指的是较早的研究论文，这些论文指出线性模型是错误的，但从未引起太多关注。“现在是时候超越这种模式，考虑从更全面的角度看待认知和运动系统如何相互作用。

整体视角将很难解析出来。大脑在很大程度上仍然是一个谜，正如Ester所提到的，记忆仍然是一个黑匣子，科学家们还没有窥探。

“记忆系统与运动系统紧密交织在一起，”埃斯特说，“但内存系统可以提前思考，但存在一定程度的独立性。短期记忆系统的定义特征之一是它具有容量限制。

Weese举例说明了使用技术比喻的有限容量的解决方法。她说，这就像将内存从USB驱动器(你的短期记忆)上传到计算机(电机计划)。您可以事后折腾驱动器以避免混乱。

更好地了解这些系统如何相互作用对于学习使用使用神经植入物的假肢的人来说可能很重要。这需要一些时间来适应，但最终电机计划成为第二天性。