關於大腦短期記憶的最新研究與之前的假設恰恰相反,短期視覺記憶不僅僅是基於關於一個物體的一種訊息,比如它的顏色或者它的名字。相反地,這幾種類型的訊息可以在短期記憶中同時被保留在大腦當中。通過複雜的腦電圖分析和深度神經網絡研究,北京師範大學和德國波鴻魯爾大學的研究人員發現,短期記憶比之前我們認為得還要複雜許多,該研究小組在2020年12月7日的《美國國家科學院院刊》(簡稱PNAS)上描述了他們的發現,這項研究是由神經心理學系的張輝博士、Rebekka Heinen和Nikolai Axmacher教授與北京師範大學劉靜和薛桂教授領導的團隊所合作的。

香蕉的短期記憶

短期視覺記憶幫助我們在短時間內記住之後不再出現的物體,到目前為止,人們一直認為短期記憶只是基於一種大腦的活動,而德國研究小組現在已推翻了這一項假設,當研究人員將電極插入癲癇病人的大腦以進行手術時,也藉此來記錄他們的大腦活動,研究人員讓病患看到香蕉的圖片,並且要病患必須在短時間內記住圖片內容。

深度神經網絡有助於解釋大腦活動

過去有許多研究小組的研究都紛紛表示,深度神經網絡處理圖像的步驟與人類原本以為的訊息處理系統相似,如果一個人或我們大腦的深層神經網絡看到一根香蕉,第一步就是先處理它的簡單特徵,例如它是黃色的或是有著光滑的質地,隨後經過處理的訊息變得越來越複雜,最終才會讓人類和這個神經網絡識別出了香蕉的特定新月形狀,而最終才識別出了香蕉本體。

接著研究人員將神經網絡的不同處理步驟與患者的大腦數據進行了比較,使研究人員能夠看到大腦的哪些活動模式是屬於簡單的視覺屬性(如香蕉的黃色),而哪些則是屬於更複雜的屬性(如香蕉的名稱)。

先簡單,後複雜

基於這結果,研究小組隨後證明,在短期記憶中物體不會像之前的假設那樣以一種最間單地形式呈現,且大腦還可以同時以多種形式去呈現,就像當大腦看到香蕉的時候,最初會對香蕉的簡單性質加工,然後香蕉複雜的性質才會被添加進去,在記憶階段,簡單和複雜的信息會一併被保存,因此,短期視覺記憶在人類的大腦當中比我們過去所認為的要複雜得多。

圖片來源:artnet.com

資料來源:Ruhr-University Bochum(2020,December 8).Visual short-term memory is more complex than previously assumed. Sciencedaily

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