综述:后脾复合体作为基于自我认知和地图的空间导航信息与陈述性记忆之间的整合区域:一项基于激活概率估计的元分析研究
《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:The retrosplenial complex as an integration zone between self- and map-based components of spatial navigation and declarative memory: An Activation Likelihood Estimation Metanalysis
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时间:2025年11月11日
来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6
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空间导航与陈述性记忆共享神经机制,通过自我中心(egocentric)和地图中心(allocentric)参考框架的转换实现。Meta分析显示,后扣带回/ retrosplenial complex(PCC/RSC)在所有条件下均激活,表明其作为整合不同参考框架的核心枢纽。dorsal anterior cingulate cortex(dACC)作为跨领域枢纽,支持内部与外部驱动过程的调节。结果支持进化连续性理论,即导航与记忆的神经基础存在共享,通过PCC/RSC的坐标转换实现。
空间导航与陈述性记忆作为人类认知的核心功能,长期以来被视作不同的研究领域,但它们在神经机制上存在一定的重叠。这项研究通过元分析方法,系统地比较了功能性磁共振成像(fMRI)研究中与空间导航(包括自体参考和地图参考)及陈述性记忆(包括情景记忆和语义记忆)相关的脑区激活情况,评估了这些功能在不同参考框架下的重叠程度。研究结果揭示了多个脑区在不同任务条件下的高度一致性,特别是后顶叶皮层(PCC/RSC)在所有四种条件下都显示出显著的激活,表明它在整合和转换参考框架中起着关键作用。此外,研究还发现,不同参考框架下的任务在某些脑区存在重叠,而这些重叠可能反映了其在不同认知领域中的动态交互。
### 空间导航与陈述性记忆的神经机制
在空间导航领域,自体参考和地图参考任务均涉及多个脑区,包括旁海马体(PHG)、后顶叶皮层(PCC/RSC)以及视觉相关区域如顶枕区(SOG/AG)。这些区域构成了空间导航的核心网络,支持个体在环境中的定位和路径规划。自体参考导航通常依赖于个体的自身视角,强调方向和距离的感知,而地图参考导航则依赖于对环境的整体认知,独立于个体的当前位置。这种差异体现在激活区域的位置和分布上,自体参考导航激活了更多后部和背侧区域,而地图参考导航则更多地涉及前部和腹侧区域。
在陈述性记忆领域,情景记忆和语义记忆也显示出相似的激活模式,主要集中在左侧的中颞叶皮层(MTG)、内侧和外侧额叶皮层(MFG)、角回(AG)以及后顶叶皮层(PCC/RSC)。同时,双侧前扣带皮层(dACC)在情景记忆和语义记忆中均显示出显著的激活,这可能与注意力调控和外部信息整合有关。这些发现表明,虽然情景记忆和语义记忆在某些方面存在差异,但它们共享部分神经结构,这可能与它们在记忆编码和检索过程中的共同机制有关。
### 神经系统在参考框架内的整合
研究进一步探讨了空间导航和陈述性记忆在不同参考框架下的整合情况。对于自体参考的成分(如自体导航和情景记忆),研究发现后顶叶皮层(PCC/RSC)和顶枕区(SOG/AG)显示出显著的重叠,这与先前的研究一致,表明这些区域在处理自体参考信息时具有重要作用。此外,后海马体(PHG)和后顶叶皮层(PCC/RSC)的激活也表明了自体参考和情景记忆之间的联系。
对于地图参考的成分(如地图导航和语义记忆),研究发现左侧前扣带皮层(dACC)和后顶叶皮层(PCC/RSC)显示出显著的重叠。这一发现可能反映了这些区域在整合外部信息和构建抽象认知模型中的作用。然而,与自体参考的成分相比,地图参考的成分在某些区域显示出不同的激活模式,这可能与它们在任务中的不同需求有关。例如,地图导航需要对环境的整体理解,而语义记忆则需要对概念之间的关系进行抽象化处理。
### 神经系统的灵活性与适应性
研究结果还表明,空间导航和陈述性记忆的神经机制具有一定的灵活性,而不是严格的领域或参考框架特异性。这种灵活性体现在不同任务条件下脑区的激活模式上,例如,情景记忆和自体导航在某些区域显示出相似的激活,而语义记忆和地图导航则在另一些区域有重叠。这种重叠可能反映了神经网络在不同认知任务中的动态适应性,即同一网络可以在不同任务中根据需要调整其活动模式。
此外,研究还指出,后顶叶皮层(PCC/RSC)在所有四种条件下均显示出显著的激活,这表明它在整合自体参考和地图参考信息中起着核心作用。PCC/RSC位于海马体和后顶叶皮层之间,这使其能够协调来自不同脑区的信息,从而支持跨领域的参考框架转换。这种协调功能可能对个体在不同认知任务中的表现至关重要,因为它能够将自体参考的信息转换为地图参考的信息,从而支持更复杂的认知过程。
### 神经网络的广泛参与
除了PCC/RSC和dACC等关键区域外,研究还发现,空间导航和陈述性记忆涉及多个广泛的神经网络。例如,情景记忆和语义记忆的重叠区域包括中颞叶皮层(MTG)、内侧和外侧额叶皮层(MFG)以及角回(AG),这些区域通常与记忆的编码和检索有关。同时,研究还发现,这些网络与默认模式网络(DMN)存在一定的重叠,这可能与内在认知过程(如自我反思和情景模拟)有关。
研究还指出,dACC在情景记忆和语义记忆中均显示出显著的激活,这可能与其在冲突监测和外部信息整合中的作用有关。dACC作为显著性网络的关键节点,可能在调控内部模型与外部信息之间的关系中发挥重要作用。这种调控功能对于支持复杂的认知任务至关重要,因为它能够帮助个体在不同的认知框架之间切换,从而实现更高效的思维和行为。
### 未来研究方向
尽管本研究提供了关于空间导航和陈述性记忆神经机制的深入见解,但其结果仍受到一些局限性的制约。首先,元分析的结果受限于已有研究的数量和质量,因此可能存在一定的偏差。其次,不同研究在被试群体、实验设计和任务设置上存在差异,这可能影响结果的可比性和可靠性。未来的研究可以采用更精细的技术,如多体素模式分析和表征相似性分析,以更深入地探讨不同参考框架在空间和非空间领域的具体实现方式,以及这些参考框架如何在共享的神经架构中组织信息。
此外,实验范式的设计也可以进一步优化,以更系统地研究不同任务需求如何影响神经网络的活动模式。例如,通过操纵任务需求,研究者可以更清晰地识别出共同的计算原则及其在神经网络中的具体实现。这不仅有助于理解空间导航和陈述性记忆之间的关系,还可能揭示默认模式网络和显著性网络在支持自我参考映射和内部模型更新中的作用。
### 总结
综上所述,空间导航和陈述性记忆在神经机制上存在一定的重叠,特别是在后顶叶皮层(PCC/RSC)和前扣带皮层(dACC)等区域。这些区域的共同激活表明,它们可能在处理不同参考框架的信息转换中发挥关键作用。同时,研究还发现,这些功能在不同参考框架下的表现存在一定的灵活性,这可能反映了神经网络在不同任务中的动态适应性。未来的研究可以进一步探索这些神经机制在不同认知领域的具体应用,以及它们如何支持复杂的认知过程。
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