记忆的脑机制记忆现象的认知心理学研究

记忆的脑机制记忆现象的认知心理学研究

1内侧4-4岁遗忘症记忆是人类大脑最基本、最重要的高级神经功能之一。认知心理学、神经科学各自从不同的角度对其进行了长期的研究，焦点主要集中在对记忆的脑机制的研究上，即大脑是如何进行记忆的，是整个大脑都参加了记忆过程，还是存在一些与记忆有关的脑区？20世纪著名的神经心理学家Lashley提出了“同等能力原则”，认为脑内不存在记忆相关的特殊结构，对记忆的储存来说皮层的各个部分是同等重要的。记忆痕迹是弥漫存在于脑内的，皮层作为一个整体行使功能，并遵守质量定律，即记忆功能的受损程度取决于脑损害范围的影响，而不是受损害位置的影响。该理论统治了神经科学领域近半个世纪。1957年，Scoville报道了一例因治疗癫痫而实施双内侧颞叶切除手术的患者HM，手术后HM的癫痫症状得到良好控制，但却导致遗忘症，造成严重的近期记忆丧失，即不能学习新知识，如他不知道自己现在身在何处，不知道他遇到的人的名字。Scoville和Milner这样描述他：“不停的忘记每天生活中发生的事，遗忘的速度和发生的速度一样快。”至此，神经科学家们开始相信不同的脑部结构在记忆中扮演着不同的角色。内侧颞叶在记忆中的作用得到许多临床和心理学实验的证实。20世纪60年代末、70年代初，英国研究人员Warrington和Weiskrantz采用残图识别测验以及部分线索测验，发现严重遗忘症患者完成传统的再认和回忆任务存在障碍，但残图识别测验和部分线索测验的成绩却与正常人相近。随后，心理学家在许多条件下，使用不同的材料和方法，以正常人为被试，进行了大量的实验研究，均发现了这种记忆现象的存在。它反映了一种自动的、不需要意识参与的记忆。这种记忆的特点是：人们并没有觉察到自己拥有这种记忆，也没有下意识地提取这种记忆，但它却在特定任务的操作中表现出来。心理学家Graf和Schacter发表论文，他们将这类记忆称为内隐记忆（implicitmemory），而把传统的、需要有意识回忆的记忆统称为外显记忆（explicimemory）。遗忘症患者表现出外显记忆受损而内隐记忆保存，外显记忆和内隐记忆发生分离。关于外显记忆和内隐记忆的神经机制，以往的研究认为，内侧颞叶/间脑组织，包括海马及其邻近组织（旁海马、内嗅区、副嗅区）与外显记忆关系密切，而新皮质与内隐记忆关系密切。对内隐记忆的神经机制进行研究，将有助于我们加深对记忆本质的认识，为人类最终揭开记忆之谜开辟一条新的道路。在内隐记忆研究中常采用启动效应的研究范式。启动效应是指由于某一刺激（词或图片）的先前呈现而导致随后对该刺激或相关刺激进行加工的易化。启动效应可分为两种类型，知觉启动和语义启动。知觉启动主要反映对刺激形式的优先加工，语义启动主要反映对刺激意义的优先加工。知觉启动常用测验包括：阈下呈现的单词识别、词干补笔、残词补全和图片命名等。许多研究表明，知觉启动和语义启动具有不同的脑机制。2脑损伤患者觉启动的脑信息分析在国内外有关启动效应的研究中，最初的研究多采用神经心理学的方法，被试主要是脑损伤患者，研究结果表明，启动是由新皮质所调节，其中，知觉启动是由通道特定的区域所调节，而语义启动是由非通道的语言区域所调节。该结论的证据之一是，阿尔采默氏病患者在视觉任务中显示出完整的知觉启动，而语义启动却严重受损，如类别范例产生（category-exemplargeneration）所显示的那样。与此相应的病理解剖结构是病人的额叶、顶叶和颞叶皮层遭到严重破坏，却很少伤及枕叶。由此认为知觉启动所依赖的脑区位于枕叶，而语义启动依赖的脑区位于枕叶之外的额、颞、顶叶。在一例双侧枕叶受损病人（LH）和一例双内侧颞叶受损病人（HM）间出现了知觉启动和外显记忆的双分离现象，HM外显记忆受损（主要表现在近期记忆的受损），知觉启动正常；而LH知觉启动受损，外显记忆正常。Fleischman也报道了一例右侧枕叶切除的病人，其外显记忆正常，而知觉辨认等内隐记忆测验成绩降低。提示枕叶视皮质参与了视知觉启动，并且和内侧颞叶—间脑系统、中介语义启动的额、颞、顶区相分离。无损伤性脑成像技术的应用为启动效应神经机制的研究开辟了一条新路，成为启动效应神经机制研究的第二种方法。1992年，Squire等采用PET技术，第一个对知觉启动的神经机制进行研究，该研究设置了两种间接测验条件，一种是基线条件下，一种是启动条件下，被试用首先进入意识的词完成字母的词干补笔，两种条件的唯一不同是，在启动条件下，一半的词干必须使用先前学过的单词完成。PET结果显示，右侧枕叶皮层的血液流量在两种条件下有很大不同，在启动条件下的血流量比在基线条件下减少。1995年，Buckner等的实验得到相似的结果，并进一步发现，这种血流的减少具有双侧性，并且血流减少的部位不仅仅局限在枕叶，而延伸到了后部颞叶皮层。Buckner把这种枕颞部血流的减少归因于“更有效的”知觉加工过程。它增加了使用学过单词补笔的可能性，并且减少了完成词干补笔的时间。Buckner没有发现内侧颞叶系统的变化，推测内侧颞叶系统在知觉启动中不起作用。PET技术在视知觉启动中发现枕叶、枕颞区皮层血流减少，这些区域都局限在视觉加工通路内，包括外纹状皮层、Brodman19区（BA19），但精确的位置用PET技术很难确定。在对正常成人的知觉启动的功能性脑成像（fMRI）研究中也发现了多个皮层区域的活动减少与知觉启动相关，如视区，包括外纹状枕叶皮层、后梭状回区，这与PET研究结果相似。但也有结果显示，这种活动的减少也常常再向前延伸至颞下回皮层的前部区域和向内延伸至岛叶皮层。还有研究结果表明，视觉词干补笔任务中的知觉启动与双侧枕颞区的活动降低有关。对脑损伤患者知觉启动研究的脑成像研究的结果，多显示后枕颞区是知觉启动成功所必须，后部脑区损伤的病人知觉启动效应消失。而前颞叶（双侧或单侧）损伤的患者却保持完整的知觉启动。近年来的研究出现了与此不一致的结果，Buckner采用词汇辨认测验，对12名正常人进行知觉启动的fMRI研究，发现被试在对旧词的知觉启动过程中，额叶的活动降低，提示额叶可能也参与了知觉启动的过程。同时，该研究也提示大脑半球效应的存在，左额、颞叶区域在与词的加工相关的过程中活动减少；而右额、枕颞区在非词的加工过程中活动减少。Yang采用快速词命名实验，对11例内侧颞叶损伤患者的测验结果显示，内侧颞叶在一些形式的知觉启动中起重要作用。这些形式的知觉启动主要包括，当实验任务不要求被试在项目及其特性间形成联系或项目与特征间的联系形成较为容易的知觉启动。国内学者采用脑成像技术（fMRI）对脑损伤患者进行精确的脑定位，用神经心理学的研究方法，对其损伤部位内隐记忆的脑机制进行了有益的探索。王常生对一例单纯基底神经节损伤的患者进行的个案研究显示，基底神经节损伤的患者其知觉启动效应障碍而语义启动效应正常，提示基底神经节可能参与了知觉启动效应的调节，而与语义启动无关。杨炯炯对前额叶损伤患者的研究结果显示，前额叶在知觉启动中起重要作用。由此可见，知觉启动的神经机制研究已突破了几年以前的模式———知觉启动所依赖的脑区位于枕叶，并且和内侧颞叶—间脑系统、中介语义启动的额、颞、顶区相分离。目前的研究表明，知觉启动不仅依赖于枕叶，而且与额叶、颞叶、基底核均存在相关关系且存在半球效应。3关于被试脑损伤信息被试信息的问题功能性脑成像依其无损伤和高空间分辨率等优势，在脑的神经机制研究中发挥作用，但该技术也存在不足。采用fMRI技术对启动效应的脑机制进行研究时，常用的实验程序是，给被试一个任务，在其操作过程中用fMRI观察其脑部一定部位的变化（活动增加或减弱）。问题是这种部位的变化既有与完成该任务的认知操作相关的神经网络，也包含了与完成该任务无关的神经网络。这给结果的解释带来不便。因此，Price认为，正常被试的脑成像研究，不能确定特定区域的脑功能。纵观内隐记忆的研究历史，有三个问题一直困扰着诸多的研究者，也是造成诸多研究结果不一致的原因。一是被试的“纯净”问题，二是方法的“纯净”问题。三是实验材料的“纯净”问题。得益于无损伤磁共振脑成像技术的应用，被试的脑定位问题得以解决。但是由于临床病例研究的特点，单纯脑区损伤的病例极其少见，目前的研究病例多以某一脑区损伤为主，同时伴有其他脑区的损伤，这为研究结果的分析带来不便。同时由于大脑代偿机制的存在，脑损伤的时间也是造成被试不纯净的原因，这在以往的研究中几乎无人考虑。因此，脑区损伤的局灶性和脑区损伤的时间性将是今后脑损伤研究中被试因素中需要控制的两个因素。许多实验研究成果的取得，得益于实验方法的改进，1991年，Jacoby提出的加工分离程序（processdissociationprocedure,PDP），是对内隐记忆研究方法的一次革新，它成功地使得意识性提取和无意识性提取在一个简单的记忆任务中分离，解决了任务分离测验中直接测验和间接测验之间存在的内隐与外显记忆的相互“污染”问题。1995年，Buchner等人针对加工分离程序中意识性提取和无意识性提取中反应偏向的作用，对加工分离程序加以修正，提出了扩展模