大脑的“高速内存”有多重要？_风闻

想必大家都知道渔夫和金鱼的故事，假如你是那位渔夫，你希望金鱼提高自己的一项认知能力，你会选择什么能力呢？如果你问一位认知神经科学家，他可能会建议你提高工作记忆能力。为什么工作记忆那么重要呢？

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认知神经科学家经常把人脑类比为计算机，如果说长时记忆是计算机的大容量硬盘，工作记忆就是计算机的高速内存。任何外界输入的刺激都需要在工作记忆系统加工，做相应处理后才能储存到硬盘中。同样，当我们回忆一件事时，大脑需要从长时记忆中读取信息，暂存到工作记忆中。工作记忆可以让信息在大脑内短暂保持，我们可以利用这些信息指导行为。通常而言，工作记忆体现了人们能多线程处理认知任务，还能保持较强注意力的能力。工作记忆对语言理解、决策、学习等高级认知过程都有重要影响，与智力水平也显著相关。

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工作记忆能力并不是一成不变的，研究表明工作记忆能力会随年龄变化：在童年期逐渐增长，而在老年时逐渐衰退。一些神经精神疾病，比如癫痫（与大脑异常放电相关）会损伤工作记忆能力。提高工作记忆能力已成为认知神经科学领域的研究热点之一。

有研究者试图通过行为训练（如N-back任务，心算任务、正念等）来提高工作记忆能力，也有研究者通过非药物的神经调控技术提高工作记忆能力。药物难治性癫痫病人出于治疗目的，临床医生会在其大脑内植入多根深部电极进行癫痫灶定位评估，同时可以通过深部电极对特定位置施加微电流刺激，这为开展神经调控的基础研究提供了宝贵机会。

工作记忆任务依赖外侧前额叶和后顶叶等脑区的参与。当我们需要在工作记忆中同时储存多个物体时，海马会参与其中。由于海马与丘脑前核有着密切连接，我们选取了一批在丘脑前核植入电极的颞叶癫痫病人，通过微电流刺激丘脑前核影响海马的活动，电刺激是在病人完成工作记忆任务随机进行的，由于是微电流刺激，病人并不能感受到。

结果发现，与非电刺激的试次相比，电刺激可以显著提高了病人的工作记忆成绩，同时会改变了海马神经活动强度。该发现为神经调控提升工作记忆能力提供了直接证据。然而，神经调控对工作记忆能力提升的维持时长和最优调控参数还有待未来进一步研究探讨。

一言蔽之，工作记忆对于我们的日常生活和行为决策至关重要。目前市面上有不少测试工作记忆能力的小游戏，不妨试试看，或许你的工作记忆能力已经远超常人了。

参考文献：

1. Liu, J., Yu, T., Wu, J., Pan, Y., Tan, Z., Liu, R., . . . Wang, L. (2021). Anterior thalamic stimulation improves working memory precision judgments. Brain Stimul, 14(5), 1073-1080. doi:10.1016/j.brs.2021.07.006

2. Sreenivasan, K. K., & D’Esposito, M. (2019). The what, where and how of delay activity. Nature Reviews Neuroscience, 20(8), 466-481. doi:10.1038/s41583-019-0176-7

3. Tamnes, C. K., Walhovd, K. B., Grydeland, H., Holland, D., Østby, Y., Dale, A. M., & Fjell, A. M. (2013). Longitudinal working memory development is related to structural maturation of frontal and parietal cortices. Journal of cognitive neuroscience, 25(10), 1611-1623. 

来源：中国科学院心理研究所