二维神经几何学揭示人类工作记忆中的序列层次组织机制

北京大学的研究团队在探索人类大脑如何处理和组织短期记忆方面取得了重要进展。该研究通过分析参与者在记忆任务中的脑电活动，揭示了工作记忆中信息是如何以一种特定的二维结构形式被编码的，这一发现为理解人类认知功能提供了新的视角。

工作记忆是指个体能够暂时保存并处理少量信息的能力，它是完成复杂思考过程的基础。在这项研究中，科学家们特别关注的是当人们需要记住一系列按时间顺序排列的信息时，比如一段话或一串数字，大脑是如何将这些信息分块管理的，以便于更有效地存储与回忆。研究表明，这种对信息进行“打包”处理的过程涉及到大脑前额叶及颞顶区域产生的二维神经模式，其中一维负责记录单个元素在其所属组内的位置（例如单词中的字母），另一维度则标记了整个组相对于其他组的位置（如句子中各个词的位置）。

实验设计包括让参与者尝试记住一些按照特定规则组成的音节序列，然后要求他们复述出来。利用脑电图(EEG)和脑磁图(MEG)技术监测大脑活动变化，研究人员观察到了即使是在没有明确指示要采取层级化策略的情况下，受试者的大脑依然会自动地将输入的信息转换成易于管理和检索的形式。这表明，我们大脑天生就具备优化信息处理效率的能力。

此外，值得注意的是，无论实验条件如何改变，或是所记忆的内容有何不同，上述提到的二维几何特征始终保持一致，说明这是一种普遍存在的工作机制。这意味着，对于不同类型的任务来说，只要涉及到对多个项目进行排序和归类，人脑都会采用相似的方式来构建其内部表示模型，从而支持更加灵活高效的认知表现。

相关知识科普

• 工作记忆：它是一种临时储存系统，允许我们在几秒钟到几分钟内保持信息可用，同时还能对其进行操作。工作记忆能力对于学习新技能、解决问题以及做出决策至关重要。
• 脑电图(EEG)：通过放置于头皮上的电极来测量大脑自然发生的电活动模式。它可以提供关于大脑状态变化的信息，常用于睡眠研究、癫痫诊断等领域。
• 脑磁图(MEG)：类似于EEG，但MEG记录的是由神经元活动产生的微弱磁场而非电信号。由于磁场几乎不受颅骨影响，因此可以更精确地定位产生信号的大脑区域。
• 前额叶皮质：位于大脑前方，参与高级认知功能如计划、决策制定等。
• 颞顶联合区：连接大脑侧面与顶部的部分，被认为在语言理解和空间感知等方面发挥作用。

通过对工作记忆机制的深入探究，不仅有助于我们更好地认识自身心智运作的方式，也为未来开发针对记忆障碍疾病的治疗方法提供了理论基础。随着科学技术的进步，相信我们将能够揭开更多关于人类智慧奥秘的答案。