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记忆力强的人,大脑这6个区域可能更“充足”

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记忆力强的人,大脑这6个区域可能更“充足”

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作者 | Eric W. Dolan

翻译 | jiyuzhixia

审校 | 酷炫脑

编辑 | 加薪

最新研究证实,中老年人六个特定脑区的脑组织体积越大,工作记忆表现就越出色。

一项发表于Neuropsychology 的最新研究证实,中老年人六个特定脑区的脑组织体积越大,工作记忆表现就越出色。研究证明,在衰老过程中维持大脑结构完整,能保障大脑临时存储、处理信息的能力,未来也有望以此为基础,开发延缓老年人群认知衰退的新方案。

工作记忆相当于大脑的“临时工作台”,负责短暂存储、加工信息。做决策、学习新内容、阅读理解、心算等日常事务都依赖这项认知能力,而步入老年后,工作记忆容量通常会自然衰退。 研究作者、查尔斯特大学心理学研究生 Sarah Ellen Carnemolla 表示,工作记忆是最基础的认知功能之一,从听懂对话、规划任务到做出选择,处处都离不开它。

健康衰老过程中,大脑的结构变化往往早于可察觉的记忆减退症状。找到特定脑区体积和记忆表现的关联,既能帮助专家提前识别认知衰退高风险人群,也能为护脑相关的治疗方案提供靶点。Carnemolla 提到,全球人口老龄化加剧,多动症、痴呆等影响工作记忆的神经与精神疾病也越来越常见,探明工作记忆的神经基础愈发重要。明确相关脑结构,能为后续改善记忆障碍人群生活质量的研究打下基础。

记忆力强的人,大脑这6个区域可能更“充足”

Via:psypost

学界测量工作记忆常用数字广度任务:测试者念出一串数字,受试者复述出来;倒序版本则需要把数字反过来报,更考验主动加工的能力,需要更多认知投入。心理学普遍认为工作记忆分为几个模块:视觉空间模板处理图像、空间信息,语音环路处理语言、听觉信息,还有中央执行系统管控注意力、协调两个存储区,共同完成目标导向的行为。

过往研究工作记忆脑机制的实验,要么样本量极小,要么只研究严重脑损伤患者,很多也没有控制年龄、性别、教育年限、头围大小等影响脑体积的干扰因素。为弥补这些不足,研究团队依托大样本健康人群数据、结合高精度脑扫描,验证二者的关联。

本次研究分析了英国生物样本库(UK Biobank)的大型健康数据库,最终纳入 30640 名 51 至 80 岁的健康成年人。所有受试者都完成了一项名为数字记忆测试的计算机化记忆测评:屏幕上会出现一串数字,3 秒后消失,受试者需要用数字键盘倒序输入数字序列。随着测试推进,数字串会越来越长,最长可达 12 位,连续出错达到一定次数后测试终止。

除记忆测试外,每位受试者都接受了脑部磁共振成像(MRI)扫描。研究团队参考过往研究,从影像中精准测量了 25 个和记忆任务相关脑区的实际体积;统计分析前,研究人员用专业软件区分大脑中的灰质、白质与脑脊液,精准分离出目标脑区,计算精确体积。 后续统计模型中,研究团队校正了每个人的年龄、性别、受教育年限、颅内总体积(即颅腔与大脑的整体大小)等干扰变量,验证脑区体积对记忆成绩的预测作用。

结果显示,有六个特定脑区的体积越大,受试者的记忆测试得分就越高:第一个是小脑,也就是大脑后侧负责协调运动的区域,在这项任务中,它很可能参与了人在心里默念数字的过程,也就是“内部言语” 记忆策略。 第二个是海马体,这处大脑深处形似海马的结构,早已被证实和长时记忆形成密切相关,而本次研究发现它也参与短时视觉信息的编码。另外两个关联脑区是位于大脑侧面的颞上皮层与脑岛,这两个区域通常负责处理声音、调控注意力,其中脑岛能帮人在记忆数字序列时切换注意力、屏蔽干扰。剩下两个分别是左侧顶下小叶和左侧枕外侧皮层,都属于大脑表层皮层,负责处理视觉与空间信息。这些区域的脑组织更充足,能帮人在脑中想象、重排数字,就像在一块心理黑板上操作内容。

Carnemolla 总结道,研究证明中老年阶段,有一套脑区网络共同支撑工作记忆,这些脑结构的完整性直接影响认知表现。

不过研究也出现了意料之外的结果:同时控制所有变量后,有三个脑区反而和记忆表现呈负相关,也就是体积更小,成绩反而更好。Carnemolla 解释,这恰恰反映了大脑高度互联的特性:单个脑区的作用会受周边脑区的影响,背后的规律远比表面看起来复杂。

除脑结构外,研究也证实人口学因素会显著影响数字记忆能力:年龄越大的受试者能记住的数字越少,而受教育年限更长的人,测试表现普遍更好,说明更高的教育水平可能对衰老过程中的工作记忆有保护作用。有意思的是,男女记忆表现没有明显差异,头的整体大小也和记忆能力无关。

作为附加成果,研究团队依托这份大样本数据,制定了数字记忆测试的常模参照表,按年龄、性别、教育水平分组。临床医生可以把患者的测试得分和同龄健康人群对照,更方便地筛查异常记忆减退问题。

这项研究也存在一定局限。首先属于横断面研究,数据只采集自单一时间点,无法证明脑区萎缩直接导致记忆下降,只能证实二者存在关联。其次样本不能完全代表普通人群:UK Biobank 的受试者普遍受教育程度更高、社会经济地位更好,且以白人为主,结论不一定完全适用于更多元的人群,未来还需要更具代表性的样本验证。 另外,测试用的是视觉呈现的数字,受试者可以在脑中从右往左读数字,这种视觉策略下的大脑加工过程,和听数字完成任务的模式可能存在差异。

未来研究需要对同一批受试者进行多年长期追踪,观察大脑逐步萎缩的过程如何随时间影响记忆。研究者也建议结合多种脑成像技术,更完整地探明这些脑区之间的协作方式。

Carnemolla 表示,这项荣誉学位研究项目已经告一段落,但它为后续工作记忆脑网络研究打下了基础。未来可以基于这些发现,探索维持、改善终身认知功能的方案,借助大脑的神经可塑性开发针对性干预手段。

她最后总结道,这项研究提醒我们,大脑健康是很多我们习以为常的日常能力的基础,理清二者的关联,是保障全生命周期认知健康的重要一步。同时也感谢数千名英国生物样本库的志愿者,为脑健康与认知衰老研究贡献了宝贵的数据与时间。

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1.https://www.psypost.org/neuroimaging-study-of-30000-adults-links-the-size-of-six-brain-areas-to-stronger-working-memory/

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