“超级玩家”的惊人记忆来自于哪里?

【字体: 时间:2021年07月08日 来源:Massachusetts General Hospital

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  在核磁共振扫描仪中执行具有挑战性记忆任务的“超级玩家”和25岁的参与者一样,能够学习和回忆新的信息。老年人大脑视觉皮层中的神经元保留了对视觉刺激的选择性和有效的处理能力,并对图像产生了独特的记忆。未来,对大脑特定区域进行更有效训练的干预措施,可能会使正常衰老的成年人增强记忆和其他认知功能。

  

2016年,Touroutoglou和她的同事们发现了一组65岁以上的成年人,他们在记忆测试中表现出色。这些超级老人是MGH正在进行的一项关于衰老的纵向研究的参与者,该研究由Bradford Dickerson医学博士和Lisa Feldman Barrett博士领导,她是MGH额颞叶障碍科的主任,她是MGH精神病学的研究科学家。“通过核磁共振成像,我们发现超级年长者的大脑结构及其神经网络的连接更接近年轻人的大脑;超级老年人避免了典型的老年人脑萎缩,”Touroutoglou说。

在这项新研究中,研究人员对40名平均年龄为67岁的成年人进行了一项非常具有挑战性的记忆测试,同时使用功能磁共振成像(fMRI)对他们的大脑进行了成像。与一般的磁共振成像不同,功能磁共振成像显示了在执行任务时大脑不同区域的活动情况。41名年轻人(平均年龄25岁)也参加了同样的记忆测试,同时对他们的大脑进行了成像。参与者首先看了80张人脸或场景的照片,每张照片都配有一个形容词,比如一个城市景观配上“工业”这个词,或者一个男性面孔配上“平均”这个词。他们的第一个任务是确定单词是否与图像匹配,这个过程被称为编码。10分钟后,研究人员向参与者展示了他们刚学会的80组图像-单词,另外40组新单词和图像,以及40组重新排列过的由他们之前看过的单词和图像组成的组合。他们的第二个任务是回忆他们之前是否看过每一对特定的词语-图片组合,或者他们看到的是新的或重新排列过的一对。

当参与者在扫描仪里时,研究人员密切关注他们的视觉皮层,这是大脑中处理你所看到的东西的区域,对衰老特别敏感。“在视觉皮层中,有一群神经元选择性地参与处理不同类别的图像,如面孔、房屋或场景,”MGH精神病学博士后、第一作者胜井玉田博士说。“每组神经元的这种选择性功能使它们在处理你看到的东西时更有效率,并对这些图像创建一个独特的记忆,然后很容易找回来。”

随着年龄的增长,这种选择性,也就是所谓的神经分化,会逐渐减少,而曾经主要对人脸做出反应的那组神经元现在会激活对其他图像的反应。现在,大脑很难为不同类型的图像创造独特的神经激活模式,这意味着它对人们所看到的东西的心理表征不那么独特。这就是为什么老年人很难记住他们什么时候看过电视节目,读过一篇文章,或者吃过一顿特定的饭。

但在功能磁共振成像研究中,超级年长者的记忆表现与25岁的人没有区别,他们大脑的视觉皮层保持着年轻时的活动模式。Katsumi说:“超级年长者与年轻的成年人一样,保持着同样高水平的神经分化,或选择性。”“他们的大脑使他们能够对不同类别的视觉信息进行不同的呈现,这样他们就能准确地记住图像-单词对。”

研究人员仍然必须回答的一个重要问题是,“超级老人的大脑是否总是比同龄人更有效率,或者,随着时间的推移,他们是否发展出了一种机制来弥补大脑老化的衰退,”Touroutoglou说。

先前的研究表明,训练可以增加大脑区域的选择性,这可能是一种潜在的干预,可以延缓或防止正常老年人的神经分化下降,使他们的大脑更像超级老年人。目前,研究人员正在进行一项临床试验,以评估非侵入性电磁刺激(向大脑的目标区域传递电流)是否可以改善老年人的记忆。研究人员还计划研究大脑的不同区域,以进一步了解超级老人是如何学习和记忆的,他们还将研究生活方式和其他可能有助于超级老人惊人记忆力的因素。

Journal Reference:

  1. Yuta Katsumi, Joseph M Andreano, Lisa Feldman Barrett, Bradford C Dickerson, Alexandra Touroutoglou. Greater Neural Differentiation in the Ventral Visual Cortex Is Associated with Youthful Memory in Superaging. Cerebral Cortex, 2021; DOI: 10.1093/cercor/bhab157

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