Popular science work
能否察覺到細微變化,取決于大腦對視覺信息的短時記憶。美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn),這一過程依賴于一種低頻腦波——θ波。它像雷達一樣在大腦皮質(zhì)中掃過,用以“讀取”視覺工作記憶中的信息。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《神經(jīng)元》雜志。
人類具備在短時間內(nèi)識別畫面變化的能力,這種視覺工作記憶依賴于大腦前額葉的額葉眼區(qū)。該區(qū)域在空間上對應(yīng)著視野的映射區(qū)域。
此次,研究團隊在動物實驗中設(shè)計了一種“找不同”任務(wù)。屏幕上會短暫出現(xiàn)一組彩色方塊,消失后又重新出現(xiàn),其中一個方塊的顏色發(fā)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(yīng)時間、注視位置及腦電活動。
分析結(jié)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(guān)。不同高度的方塊對應(yīng)不同的θ波相位,也就是說,大腦的θ波似乎以自上而下的順序在視覺皮層中傳播。當(dāng)變色方塊恰好出現(xiàn)在θ波掃描到的區(qū)域時,動物的反應(yīng)最為迅速、準確;若時機不匹配,識別表現(xiàn)則明顯下降。這一現(xiàn)象表明,大腦在處理視覺工作記憶時存在節(jié)律性波動,θ波在其中起到掃描和調(diào)控作用。
θ波不僅與反應(yīng)速度相關(guān),還會協(xié)調(diào)其他腦波活動。在θ波的興奮階段,β波活動被抑制,神經(jīng)元放電增強,視覺信息的編碼更加活躍。這一“波間協(xié)調(diào)”機制有助于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(fā)現(xiàn),當(dāng)動物需要記住的方塊數(shù)量增加時,θ波的影響更為明顯。這說明θ波不僅參與記憶掃描,還可能限制工作記憶的容量。
來源:科技日報