华东师范大学猕猴也能回忆往事吗?华东师大脑科学研究有新发现!


北京联盟_本文原题:猕猴也能回忆往事吗?华东师大脑科学研究有新发现!
记忆回放:指在清醒或者睡眠的状态下 , 大脑对于过去事件的重现 , 常表现为神经元放电模式的重现 。 记忆回放通常在时间上具有压缩性 , 且回放的方向可以与编码内容的时间顺序一致或者相反 。
生活除了薄薄的现在 , 剩下的都是厚厚的回忆 。
对往事的回溯就如电影开始倒带 , 我们穿越到过去 , 在自己的脑海中重新体验那时那景 。这种记忆回放的能力是人类独有的还是在进化洪流上早就存在雏形呢?前人的研究在人类以及啮齿类动物上找到了记忆回放的证据 , 但是非人灵长类动物是否拥有记忆回放的能力尚未可知 。
为了回答这些问题 , 华东师范大学心理与认知科学学院郭思齐副教授研究团队 以自然化材料为记忆载体 , 配合猕猴行为学与计算机方法 , 发现猕猴记忆回放的证据 。
该团队开创性在猕猴身上结合自然化材料与时序判断任务进行研究 。 在每个试次中 , 首先给猕猴连续播放一段包含两个场景且长度大约为10秒短视频 , 2秒延迟后 , 在屏幕上呈现两张图片 , 猕猴需要选择先看到的那张图片以获得奖励(见图一) 。
为了回答猕猴是否具有记忆回放的能力 ,该团队使用回归性分析 , 将猕猴记忆判断所需的反应时定为因变量 , 而在时序判断阶段选择作为答案的图片在视频中的帧数定为自变量 。
结果发现选择图片位置和反应时之间存在显著正相关 , 表明猕猴在选择出现在视频相对较前的位置的图片时 , 反应时较短 , 且该结果不会受猕猴是否回答正确的影响 。
研究人员猜测猕猴在进行来自同一视频的两张图片进行时序判断时 , 可能根据图片出现的位置 , 通过对视频在脑海中从头到尾地进行回放后做出判断 , 先出现的图片会更倾向于优先被检索到 , 因此反应时越短(见图二) 。
华东师范大学猕猴也能回忆往事吗?华东师大脑科学研究有新发现!
本文插图

图一:时序判断任务的实验范式 。 猕猴在实验中以触摸屏幕的方式完成任务 , 猕猴需要观看一段视频 , 2秒空屏后 , 需要对视频中抽取的图片进行时序判断 , 并触摸先看到的那张图片以获得奖励 。
如果回放现象是真的 , 那么它会否有一个特定的回放方向?在时间轴上是否具有压缩性呢?研究人员发现Clip1的反应时显著快于Clip2的反应时 , 表明记忆回放的方向是从头至尾地正向回放 。
此外 , 由于猕猴在试次中反应时都显著短于视频本身 , 研究人员计算了猕猴选择视频中第一帧图片和最后一帧图片的平均反应时 , 两者之间的平均差值为942毫秒(六只猕猴的范围:468-1859毫秒) , 该回放速度相当于每一秒的视频只需要94.2毫秒进行回放 , 因此平均压缩指数(compression factor)为10.61(见图二) 。
这结果表明猕猴在提取时序顺序信息时不单倾向于从头至尾地回放编码过的视频 , 并且该回放过程在时间上是压缩式进行的 , 这些回放特点、压缩指数与现有的人类被试的相当相似 。
华东师范大学猕猴也能回忆往事吗?华东师大脑科学研究有新发现!
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图二:反应时回归分析结果显示选择图片位置与反应时之间呈正相关 , 证明猕猴具有记忆回放的能力 , 且猕猴记忆回放的过程在时间上具有压缩性 。
虽然以上的发现指出猕猴在时序判断的过程中可以压缩性地跳过记忆内容的细节而完成回放 , 但是跟人类相比 , 这种 “心理时间旅行”(mental time travel)在猕猴上又是怎样体现出来的呢?猕猴能否如人类般灵活地以跳跃式地回到过去的任何时间点的?为了进行跨物种的对比 , 该研究采集了7名大学生被试进行同样的时序判断任务 。
研究者提出了两个理论模型 。
如果猕猴具有像人类被试一样可以根据当前任务需要 , 自如地跳过不必要的场景 , 那么对于第二段视频的回放将不会受到第一段视频的影响 , 对第二段视频的信息提取所需的时间理论上也应相应地缩短(Global-compression model, 图三A右) 。


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