我们的记忆是丰富的细节:我们可以生动地回忆起我们家的颜色，我们厨房的布局，或者我们最喜欢的咖啡馆的前面。大脑如何编码这些信息一直困扰着神经科学家。
在达特茅斯大学领导的一项新研究中，研究人员发现了一种神经编码机制，这种机制允许信息在大脑的感知区域和记忆区域之间来回传递。研究结果发表在《自然神经科学》杂志上。
在这项研究之前，对大脑组织的经典理解是，大脑的感知区域代表了“真实的”世界，大脑的视觉皮层代表了外部世界，这是基于光线落在视网膜上的方式，“视网膜定位”。相反，人们认为大脑的记忆区域以一种抽象的形式代表信息，剥离了其物理性质的细节。然而，根据合著者的说法，这种解释没有考虑到当信息被编码或回忆时，这些区域实际上可能在大脑中共享一个共同的代码。
“我们发现，与记忆相关的大脑区域对世界的编码就像太空中的‘照片底片’，”共同主要作者亚当·斯蒂尔(Adam Steel)说，他是达特茅斯大学(Dartmouth)心理与脑科学系的博士后研究员、纽科姆计算科学研究所(Neukom Institute for Computational Science)研究员。“而这种‘消极’是信息进出记忆以及感知和记忆系统之间的机制的一部分。”
在一系列实验中，研究人员测试了参与者的感知和记忆能力，同时用功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪记录了他们的大脑活动。研究小组发现了一种相反的推拉式编码机制，它控制着大脑中感知和记忆区域之间的相互作用。
结果表明，当光线照射到视网膜时，大脑的视觉区域会通过增加活动来代表光线的模式。大脑的记忆区域也会对视觉刺激做出反应，但与视觉区域不同的是，当处理相同的视觉模式时，它们的神经活动会减少。
共同作者报告说，这项研究有三个不同寻常的发现。首先，他们发现记忆系统中保留了视觉编码原理。
第二，这种视觉编码在记忆系统中是颠倒的。资深作者、达特茅斯大学心理学和脑科学助理教授卡罗琳·罗伯逊(Caroline Robertson)说:“当你在视野中看到某些东西时，视觉皮层的神经元在活动，而记忆系统的神经元则处于安静状态。”
第三，这种关系在回忆过程中颠倒过来。罗伯逊说:“如果你闭上眼睛，记住在同一空间的视觉刺激，你就会改变这种关系:你的记忆系统将会驱动，抑制感知区域的神经元。”
爱丁堡大学(University of Edinburgh)人类认知神经科学讲师埃德·西尔森(Ed Silson)说:“我们的研究结果提供了一个清晰的例子，说明记忆系统是如何利用共享的视觉信息来集中和分散回忆的。”
展望未来，该团队计划探索感知和记忆之间的这种推拉动态如何有助于临床条件的挑战，包括阿尔茨海默氏症。