θ波像雷達一樣“讀取”大腦記憶

科技日報記者 張佳欣

能否察覺到細微變化，取決於大腦對視覺信息的短時記憶。美國麻省理工學院科學家最新研究發現，這一過程依賴於一種低頻腦波——θ波。它像雷達一樣在大腦皮質中掃過，用以“讀取”視覺工作記憶中的信息。相關成果發表於新一期《神經元》雜誌。

人類具備在短時間內識別畫面變化的能力，這種視覺工作記憶依賴於大腦前額葉的額葉眼區。該區域在空間上對應着視野的映射區域。

此次，研究團隊在動物實驗中設計了一種“找不同”任務。屏幕上會短暫出現一組彩色方塊，消失後又重新出現，其中一個方塊的顏色發生變化。實驗動物需要迅速注視變色方塊，團隊則同步記錄其反應時間、注視位置及腦電活動。

分析結果顯示，動物識別變化的準確度和速度，與θ波的相位密切相關。不同高度的方塊對應不同的θ波相位，也就是説，大腦的θ波似乎以自上而下的順序在視覺皮層中傳播。當變色方塊恰好出現在θ波掃描到的區域時，動物的反應最為迅速、準確；若時機不匹配，識別表現則明顯下降。這一現象表明，大腦在處理視覺工作記憶時存在節律性波動，θ波在其中起到掃描和調控作用。

θ波不僅與反應速度相關，還會協調其他腦波活動。在θ波的興奮階段，β波活動被抑制，神經元放電增強，視覺信息的編碼更加活躍。這一“波間協調”機制有助於解釋大腦如何通過不同頻率的腦波分工來完成認知運算。

研究還發現，當動物需要記住的方塊數量增加時，θ波的影響更為明顯。這説明θ波不僅參與記憶掃描，還可能限制工作記憶的容量。