科研进展
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  • 学习与测验的多表征交互引发人类错误记忆

          2019年2月14日,美国科学院院刊PNAS在线发表了北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室副教授朱皕、薛贵教授、引智计划专家/美国加州大学尔湾分校陈传升教授和Elizabeth F. Loftus教授等人合作研究的最新成果,从学习与测验阶段记忆表征的多重交互角度,揭示了人类错误记忆的神经机制。

          虽然人们都希望自己的记忆准确而持久,但错误记忆时常发生。例如,当学习一系列语义相似的词后(如图1A,“做梦”、 “叫醒”、“床铺”、“呼噜”等),人们在记忆测验中不仅会把已学词(如,“做梦”)判断为学过(即“真实记忆”),而且还常把没学过但语义相似的诱饵词(如,“睡觉”)也判断为学过(即“错误记忆”),但极少会把没学且语义无关的词(如,“钢笔”)判断为学过。更有趣的是,常言道:“眼见为实,耳听为虚”。如果学习时采用听觉呈现,而测验时采用视觉呈现,那么在这种情况下人们会产生更多错误记忆(如图1B)。此外,在法庭问询中,这种感觉通道的变化也更容易为目击证人植入虚假记忆。

          记忆不仅是对学习材料本身的编码提取,还涉及学习测验中多种记忆表征的复杂交互作用,即学习的“多表征交互理论”(Xue, 2018, TICS)。例如,某个学习材料的记忆效果,取决于它与记忆空间中其它材料表征之间的全局匹配(global matching)(Davis et al., 2014, JN; Xiao et al., 2016, Cortex; Ye et al., 2016, JN)。我们先前对人类错误记忆的基因-脑-行为研究发现:错误记忆与视听能力、感知觉皮层脑结构及神经递质基因有关(Zhu et al., 2010, Memory; Zhu et al., 2013; NLM; Zhu et al., 2016, BSF)。但是还不清楚为什么学习测验的感觉通道差异会引发更多错误记忆,也不了解学习测验的神经全局模式在其中起什么作用。

          在我们以往研究的基础上,本研究采用功能磁共振脑成像技术和基于模型的多体素模式分析方法,计算了学习编码和测验提取阶段神经全局模式相似性(encoding–retrieval neural global pattern similarity),以及学习编码阶段神经全局语义相似性(encoding neural global semantic similarity)等指标。首次发现, 听觉学习视觉测验(AV)比视觉学习视觉测验(VV)引发更多错误记忆的原因在于:(1)视觉皮层的真实记忆信号更弱,(2)额叶的监控机制更弱,(3)编码时更加依赖颞极的语义编码(如图1C)。该研究系统阐明了错误记忆产生的神经机制,同时进一步支持并扩展了学习记忆的“多表征交互理论”,对了解人类记忆的重构本质具有重要科学意义,对学习与教育实践、目击证人法律法规制定具有重要应用价值。

          该项目得到了科技部973项目、国家自然科学基金重点和面上项目等的资助。

          原文链接:www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1817925116
    Zhu, Bi(朱皕), Chen, Chuansheng(陈传升), Shao, Xuhao(邵旭浩), Liu, Wenzhi(刘文志), Ye, Zhifang(叶智方), Zhuang, Liping(庄理平), Zheng, Li(郑丽), Loftus, Elizabeth F.(伊丽莎白·洛夫特斯), and Xue, Gui(薛贵). (2019). Multiple interactive memory representations underlie the induction of false memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201817925. doi: 10.1073/pnas.1817925116.
    1. 错误记忆实验流程与行为结果及神经机制示意图。A:实验流程。学习一系列语义相似词后,在记忆测验中对三类词(已学词、诱饵词、无关词)进行是否学过的判断。包括听学视测(AV)、视学视测(VV)、听学听测(AA)、和视学听测(VA)四组。B:行为结果。与另外三种条件(VV、AA、VA)相比,听学视测(AV)时真实记忆最低,且错误记忆最高(已控制对无关词的选择率)。C:神经机制。与视学视测(VV)相比,听学视测(AV)产生更多错误记忆的原因在于:(1)视觉皮层的真实记忆信号更弱,(2)额叶的监控机制更弱,(3)编码时更加依赖颞极的语义编码。

    其它相关文献:
    1.  Xue, G. (2018). The neural representations underlying human episodic memory. Trends Cogn Sci, 22, 544-561.
    2.  Davis, T., Xue, G., Love, B. C., Preston, A. R., & Poldrack, R. A. (2014). Global neural pattern similarity as a common basis for categorization and recognition memory. J Neurosci., 34, 7472-7484.
    3.  Xiao, X., Dong, Q., Chen, C., & Xue, G. (2016). Neural pattern similarity underlies the mnemonic advantages for living words. Cortex, 79, 99-111.
    4.  Ye, Z., Zhu, B., Zhuang, L., Lu, Z., Chen, C., & Xue, G. (2016). Neural global pattern similarity underlies true and false memories. J Neurosci., 36, 6792-6802.
    5.  Zhu, B., Chen, C., Loftus, E. F., He, Q., Lei, X., Dong, Q., & Lin, C. (2016). Hippocampal size is related to short-term true and false memory, and right fusiform size is related to long-term true and false memory. Brain Structure and Function, 221, 4045-4057.
    6.  Zhu, B., Chen, C., Loftus, E. F., Lin, C., He, Q., Chen, C., Li, H., Xue, G., Lu, Z. & Dong, Q. (2010). Individual differences in false memory from misinformation: Cognitive factors. Memory, 18, 543-555.
    7.  Zhu, B., Chen, C., Loftus, E. F., Moyzis, R. K., Dong, Q., & Lin, C. (2013). True but not false memories are associated with the HTR2A gene. Neurobiology of Learning and Memory, 106, 204-209.