大腦的“高速內存”有多重要？_風聞

想必大家都知道漁夫和金魚的故事，假如你是那位漁夫，你希望金魚提高自己的一項認知能力，你會選擇什麼能力呢？如果你問一位認知神經科學家，他可能會建議你提高工作記憶能力。為什麼工作記憶那麼重要呢？

（圖片來自網絡）

認知神經科學家經常把人腦類比為計算機，如果説長時記憶是計算機的大容量硬盤，工作記憶就是計算機的高速內存。任何外界輸入的刺激都需要在工作記憶系統加工，做相應處理後才能儲存到硬盤中。同樣，當我們回憶一件事時，大腦需要從長時記憶中讀取信息，暫存到工作記憶中。工作記憶可以讓信息在大腦內短暫保持，我們可以利用這些信息指導行為。通常而言，工作記憶體現了人們能多線程處理認知任務，還能保持較強注意力的能力。工作記憶對語言理解、決策、學習等高級認知過程都有重要影響，與智力水平也顯著相關。

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工作記憶能力並不是一成不變的，研究表明工作記憶能力會隨年齡變化：在童年期逐漸增長，而在老年時逐漸衰退。一些神經精神疾病，比如癲癇（與大腦異常放電相關）會損傷工作記憶能力。提高工作記憶能力已成為認知神經科學領域的研究熱點之一。

有研究者試圖通過行為訓練（如N-back任務，心算任務、正念等）來提高工作記憶能力，也有研究者通過非藥物的神經調控技術提高工作記憶能力。藥物難治性癲癇病人出於治療目的，臨牀醫生會在其大腦內植入多根深部電極進行癲癇灶定位評估，同時可以通過深部電極對特定位置施加微電流刺激，這為開展神經調控的基礎研究提供了寶貴機會。

工作記憶任務依賴外側前額葉和後頂葉等腦區的參與。當我們需要在工作記憶中同時儲存多個物體時，海馬會參與其中。由於海馬與丘腦前核有着密切連接，我們選取了一批在丘腦前核植入電極的顳葉癲癇病人，通過微電流刺激丘腦前核影響海馬的活動，電刺激是在病人完成工作記憶任務隨機進行的，由於是微電流刺激，病人並不能感受到。

結果發現，與非電刺激的試次相比，電刺激可以顯著提高了病人的工作記憶成績，同時會改變了海馬神經活動強度。該發現為神經調控提升工作記憶能力提供了直接證據。然而，神經調控對工作記憶能力提升的維持時長和最優調控參數還有待未來進一步研究探討。

一言蔽之，工作記憶對於我們的日常生活和行為決策至關重要。目前市面上有不少測試工作記憶能力的小遊戲，不妨試試看，或許你的工作記憶能力已經遠超常人了。

參考文獻：

1. Liu, J., Yu, T., Wu, J., Pan, Y., Tan, Z., Liu, R., . . . Wang, L. (2021). Anterior thalamic stimulation improves working memory precision judgments. Brain Stimul, 14(5), 1073-1080. doi:10.1016/j.brs.2021.07.006

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3. Tamnes, C. K., Walhovd, K. B., Grydeland, H., Holland, D., Østby, Y., Dale, A. M., & Fjell, A. M. (2013). Longitudinal working memory development is related to structural maturation of frontal and parietal cortices. Journal of cognitive neuroscience, 25(10), 1611-1623. 

來源：中國科學院心理研究所