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【研究进展】Retrieval practice facilitates memory updating by enhancing and differentiating medial prefrontal cortex representations

2020年5月18日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室薛贵教授课题组在eLife在线发表了题为Retrieval practice facilitates memory updating by enhancing and differentiating medial prefrontal cortex representations的研究论文，发现测试练习可以促进记忆更新，其中的一个重要机制就是加强并分化了内侧前额叶皮层（MPFC）的表征。

我们生活在一个高度动态的环境之中，将旧的记忆更新为新的、更适应当下环境的信息对于我们的生存与发展具有十分重要的意义。虽然大量的心理学研究都发现测试练习（retrieval practice）可以有效促进长时记忆的保持与更新，但是这一方法改善记忆的神经机制目前尚不清楚。目前流行的理论包括（1）测试比重复学习难度更大，可以调用更多的大脑资源；（2）测试可以抑制旧记忆，降低冲突。

通过一个三天的记忆更新实验范式，本研究要求被试通过测试（retrieval practice）或者重复学习（Restudy）两种方法将已经充分学习的联系记忆A-B更新为新的记忆A-C。通过三个行为实验，本研究发现测试相比于重复学习可以更好增强新记忆A-C，减少旧记忆A-B的干扰，但同时并没有直接抑制旧的记忆。

图1：实验设计与行为结果

通过结合功能性核磁共振成像与多体素模式分析技术，本研究进一步发现，测试练习导致MPFC产生了更强的A-C记忆表征，但同时还保留相当强度的旧记忆（A-B）的表征。与之相反，测试降低了感知觉皮层（例如腹侧视觉区域，VTC）对于旧记忆的表征，对新记忆的表征也有下降的趋势。另外，在学习过程中，测试练习条件下MPFC的新记忆的表征强度可以预测随时的学习效果，而重复学习条件VTC的新记忆表征强度可以预测随后学习效果。第三，在测试练习过程中，旧记忆也被更强的激活，旧记忆的激活与后续记忆改变直接相关。这一结果说明了测试练习可以同时激活新旧记忆，并在MPFC区域形成分化的新旧记忆表征，从而减小记忆干扰，促进记忆更新。另外，测试练习也降低了对于感知觉皮层表征的依赖，从而达到更持久记忆的效果。这一发现揭示了测试练习促进记忆的新机制，为有效学习的神经激活模式再现假说（Xue，2018）提供了进一步的证据支持，并且表明激活模式再现不仅可以促进记忆的巩固，还有助于整合和区分不同记忆。

图2：最终记忆测试中新记忆（target）与旧记忆（competitor）的神经表征再现

论文链接：

Ye, Z., Shi, L., Li, A., Chen, C., & Xue, G. (2020). Retrieval practice facilitates memory updating by enhancing and differentiating medial prefrontal cortex representations. Elife, 9, e57023.
https://elifesciences.org/articles/57023

相关文献：
Xue G (2018) The Neural Representations Underlying Human Episodic Memory. Trends Cogn Sci 22:544-561.