記憶是人類(lèi)大腦儲(chǔ)存信息和反饋信息的能力。人類(lèi)之所以能夠認(rèn)識(shí)世界和改造世界，關(guān)鍵在于人類(lèi)大腦有卓越的思維能力和記憶能力。Elon Musk所期望的有著記憶外掛存儲(chǔ)功能的人類(lèi)增強(qiáng)（超人類(lèi)）能否實(shí)現(xiàn)？大腦的記憶存儲(chǔ)位置在哪兒？大腦如何進(jìn)行記憶分類(lèi)檢索和控制？

近日，復(fù)旦大學(xué)和約克大學(xué)的合作團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)了與控制記憶提取相關(guān)的腦區(qū)，這些腦區(qū)輔助大腦完成認(rèn)知控制功能。4月9日，相關(guān)研究成果以《不同需求的認(rèn)知控制揭示了語(yǔ)義記憶和情景記憶提取共享的神經(jīng)機(jī)制》（“Varying demands for cognitive control reveals shared neural processes supporting semantic and episodic memory retrieval”）為題發(fā)表于《自然》雜志子刊《自然·通訊》（Nature Communications）。

大腦的長(zhǎng)期記憶分為外顯記憶和內(nèi)隱記憶，其中外顯記憶包括語(yǔ)義記憶和情景記憶兩部分。語(yǔ)義記憶指對(duì)一般事實(shí)的概念性記憶，是一種客觀(guān)性的知識(shí)，與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)，而情景記憶記錄生活中所發(fā)生的特定事件，與個(gè)人經(jīng)歷息息相關(guān)，兩種記憶共同幫助我們了解并回應(yīng)周?chē)氖澜?/strong>。數(shù)十年的臨床和實(shí)驗(yàn)研究表明，語(yǔ)義記憶和情景記憶存儲(chǔ)于兩部分相互獨(dú)立的大腦區(qū)域。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩組相互獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。第一組實(shí)驗(yàn)使用功能性磁共振成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)大腦在提取語(yǔ)義記憶和情景記憶時(shí)，一部分共同腦區(qū)的激活程度增強(qiáng)。

研究結(jié)果顯示：左側(cè)額下回（left inferior frontal gyrus, LIFG）、前島葉皮層（anterior insular cortex， aINS）都參與了弱關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義和弱編碼的情景記憶的提取。

第二組大規(guī)模的個(gè)體差異性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了一個(gè)共用的腦區(qū)環(huán)路，其中左側(cè)額下回和前島葉皮層與作為默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的核心區(qū)域腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層（ventromedial prefrontal cortex，vmPFC）的功能連接減弱與兩種記憶提取的更好表現(xiàn)有關(guān)。

這兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了輔助語(yǔ)義記憶和情景記憶提取的共有神經(jīng)環(huán)路，從而使得大腦能夠靈活地提取功能不同的長(zhǎng)時(shí)記憶。

“記憶使我們理解世界并且更好地與周?chē)氖澜珈`活互動(dòng)。盡管在大多數(shù)情況下，我們經(jīng)過(guò)記憶編碼可能足以應(yīng)付當(dāng)前的工作。比如說(shuō)記得為即將到來(lái)的度假旅行準(zhǔn)備沙灘巾，但在為商務(wù)旅行整理行李等其他情況下，這種強(qiáng)烈的記憶可能無(wú)關(guān)緊要。因此，我們需要嚴(yán)格控制相關(guān)記憶的檢索，以解決不同情況下的不同任務(wù)。我們的結(jié)果表明，這種控制過(guò)程可能在語(yǔ)義記憶和情景記憶類(lèi)型之間共享?！蔽恼碌谝患嫱ㄓ嵶髡摺?fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院青年研究員Deniz Vatansever介紹。

該研究表明，大腦中有一組共享的系統(tǒng)可能對(duì)日常人類(lèi)使用語(yǔ)義記憶和情景記憶的提取起著重要控制作用，也就是說(shuō)，我們的記憶系統(tǒng)可能依賴(lài)于共享的神經(jīng)機(jī)制。

文章共同作者約克大學(xué)心理學(xué)系Elizabeth Jefferies教授認(rèn)為：“為了產(chǎn)生適當(dāng)?shù)乃枷牒托袨?，我們必須以高度靈活的方式利用我們的記憶庫(kù)。這項(xiàng)新研究著重展示了大腦內(nèi)的控制過(guò)程，發(fā)現(xiàn)大腦如何能夠?qū)Σ怀Ｓ玫脑~匯或記憶不深的個(gè)人經(jīng)歷進(jìn)行記憶和編碼。這種對(duì)記憶的控制使我們能夠發(fā)揮創(chuàng)造力，并隨著目標(biāo)或環(huán)境的變化而進(jìn)行適應(yīng)?！?/p>

該研究發(fā)現(xiàn)兩種不同類(lèi)型的長(zhǎng)期記憶在大腦中有著共同的存儲(chǔ)區(qū)域，并確認(rèn)了額葉皮層能夠?qū)@些腦區(qū)進(jìn)行認(rèn)知控制，無(wú)論是對(duì)于神經(jīng)基礎(chǔ)研究和包括癡呆癥在內(nèi)的各種記憶障礙疾病研究都具有重要意義。

同時(shí)，找到長(zhǎng)期記憶的存儲(chǔ)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)記憶數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索和智能的信息知識(shí)管理，該發(fā)現(xiàn)有可能對(duì)新一代人工智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供思路。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市“腦與類(lèi)腦智能基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究”市級(jí)科技重大專(zhuān)項(xiàng)以及歐洲研究委員會(huì)相關(guān)基金的支持。

Deniz Vatansever博士在劍橋大學(xué)認(rèn)知與意識(shí)影像小組（The Cognition and Consciousness Imaging Group）獲得了臨床神經(jīng)科學(xué)博士學(xué)位，隨后加入了約克大學(xué)心理學(xué)系語(yǔ)義學(xué)與心智游移實(shí)驗(yàn)室（Semantics and Mind-wandering Lab）開(kāi)展博士后工作，現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院青年研究員。

其長(zhǎng)期研究目標(biāo)是揭示基于大腦的認(rèn)知和行為自動(dòng)機(jī)制，并將類(lèi)腦智能應(yīng)用于下一代適應(yīng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。將認(rèn)知，比較，計(jì)算和臨床神經(jīng)科學(xué)的綜合方法應(yīng)用在物體和概念分類(lèi)，基于價(jià)值的決策，神經(jīng)審美學(xué)和神經(jīng)可塑性等研究領(lǐng)域中，2019年獲批國(guó)家自然科學(xué)基金外國(guó)青年學(xué)者研究基金項(xiàng)目。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·通訊》、《神經(jīng)科學(xué)雜志》、《人腦圖譜》、《神經(jīng)影像》和《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》等國(guó)際期刊。