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神奇的数字:4 或 5

发布时间:2018-07-20 13:30:45  作者:本站编辑  来源:本站原创  浏览次数:

神奇的数字:4 或 5

1956年,著名的认知心理学家乔治·米勒George Miller)发表了一篇重要的论文:《神奇的数字:7±2》,这是在该领域被引用次数最高的论文之一。该论文所阐述的观点是:虽然大脑可以将整个生命周期中的知识都储存在其数以万亿计的连接中,但是人类在一次意识知觉中能同时主动持有的事物数量却是有限的,平均来说这个数字为7

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这些“事物”可以是一串数字、或是散落在一个房间里的几样物品、或是一张单词列表,等等等等。无论它们是什么,能进入所谓的“工作记忆”的只能有7项。在工作记忆中,才能引发我们集中注意力和其他认知过程。而且它们在工作记忆中留存的时间很短暂:当它们不再被主动想起时,就会被存储在别处或被遗忘。

 

Miller之后,一直有神经科学家和心理学家致力于研究工作记忆,并且发现与工作记忆有关的限制很可能比7要小,只有4或5。他们还研究了用来解决这一类限制的方式,例如当人们要记忆一串数字时,可通过将数字分成“组块”来帮助记忆。

 

3月份发表在《大脑皮层》的一篇论文中,三位科学家发现传播在大脑不同部位间的“反馈”信号的显著削弱,是造成记忆故障的主要原因。这项研究不仅为记忆功能和功能障碍提供了新的见解,还为大脑处理信息的一种新兴理论提供了进一步的证据。

 

大脑中同步的“哼唱声”

 

这项研究的作者想要知道,是什么让工作记忆的容量限制如此之低。他们已经知道的是,一个涉及到三个大脑区域——前额叶皮层额叶视区侧顶叶——的网络会在工作记忆中非常活跃。而还没被观察到的是,由于超过工作记忆极限而导致大脑从记得转变成不记得时,会产生的相应的神经活动变化。为了有所突破,研究人员决定回顾一项已经完成的实验。

 

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参与生产视觉工作记忆的三个大脑区域,从左到右依次为前额叶皮层、额叶视区和侧顶叶。但超过工作记忆的最大数值时,这一系统就会崩溃。| 图片来源:Picower Institute for Learning and Memory

几年前,论文的作者之一Earl Miller和他的研究团队曾进行过一项与工作记忆有关的试验,他们在屏幕上向猴子展示了一系列不同的图形(如下图):首先是一组彩色的正方形,紧接着是空白屏幕,然后播放一次初始屏幕的图案,但这次会改变其中一个正方形的颜色。猴子们必须检测屏幕与屏幕间的差异。屏幕上出现的正方形数量时而高于工作记忆容量、时而低于工作记忆容量。放置于猴子大脑深处的电极会记录下各种神经元在完成每项任务时产生的脑电波的时间和频率。

 

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实验设置。| 图片来源:DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.02.028

基本上,这些脑电波是数百万个神经元的协同节奏它们会同时变得活跃又同时趋于安静。当大脑区域在时间和频率上出现相符的振荡时,我们说它们同步了。就像它们在一同哼唱,而且这些一起哼唱的神经元之间会互相交流。Earl Miller把这比作是交通系统:大脑中的物理连接就好比是道路,而由这些振荡的脑电波共同产生的共振模式就好比是疏导交通的交通灯。据研究人员推测,这种设置或许有助于将活跃的网络“绑定”成一种体验的更加坚实的表达。

 

在最新的研究中,为了获取了解这种三部分式的记忆网络是如何运作的,他们挖掘了从猴子实验中收集到的振荡数据。在早先研究的基础上,他们结合网络结构和活动的一些假设,建立了一个详细的机制模型。随后,当猴子需要记住的东西越来越多时,研究人员会针对不同大脑区域相互“交谈”的方式(包括对话的方向和强度),生成几个相互竞争的假设。然后他们再将这些计算与他们的实验数据进行比较,以分辨哪种假设最有可能正确。

转自:科学出版社