7月27日，英國倫敦大學學院(UCL)的神經科學團隊，解開了一項動物維繫「工作記憶」(working memory)的機制。他們發現，小鼠會透過頂葉(parietal lobe)與運動前皮質(premotor cortex)兩皮質區的神經訊息交流，來維持工作記憶。該研究可說是首次清楚揭開這項短期記憶的形成與維繫之謎，論文刊登於頂尖期刊《Nature》。

工作記憶為一種短期記憶，是動物用以儲存暫時性記憶，且容量有限的記憶系統，對動物執行決策與行為有重要影響。

該論文第一作者，UCL研究員Ivan Voitov表示，工作記憶可分為許多類型，尤其涉及感覺的工作記憶，在研究上一直充滿挑戰，因為其通常伴隨著包括時間、動作準備和獎勵期望等多項變因，進行實驗並不容易。

為克服這項挑戰，該團隊試圖將「需仰賴工作記憶的任務」，與「不需仰賴工作記憶的任務」，直接進行比較。

他們先讓小鼠觀看以旋轉光柵製造的黑白紋圖像，該黑白紋的角度，會隨光柵旋轉而呈現不同角度，對小鼠來說可視為不同的圖像。

研究人員將該視覺刺激實驗，設計為「先觀看特定圖像，經一段時間延遲，再觀看第二次圖像」；並區分為「兩次圖像皆相同時，能得到獎勵」，以及「不論兩次圖像是否相同，都能得到獎勵」兩組，前者與工作記憶相關，後者則否。

兩組小鼠進行任務時，同時比較其神經訊號，可觀察到前者因為運用到工作記憶，而會有特定的神經活動。進一步分析後，他們發現工作記憶運作時，只有某些微小波動，圍繞著單一細胞平均放電。

研究人員接著以光遺傳學(optogenetic)技術，在兩次刺激間的延遲期間，選擇性讓大腦某些區域沈默(silence)；結果發現，若讓小鼠頂葉(parietal lobe)或運動前皮層(premotor cortex)區域間，任一區域沉默，則會影響小鼠的工作記憶功能，表示在這段延遲期間中，頂葉與運動前皮層區具有關聯。

為驗證這項假設，研究團隊先破壞頂葉皮層或運動前皮層區，再同時記錄另一區傳回的訊息，發現當破壞頂葉皮層時，運動前皮層傳向頂葉的訊息並不會變化，但小鼠工作記憶仍會被影響；反之，除了工作記憶也會被影響外，還觀察到工作記憶特異性(memory-specific)的皮質交流，也會被干擾。

領導該研究的UCL教授Tom Mrsic-Flogel表示，這項研究顯示，大腦中相關的皮層區，會透過某些相互依賴、交流的神經訊息活動，來維繫工作記憶。

未來，該團隊將進一步了解這些腦區間神經活動模式為何，並研究更複雜的工作記憶，包括瞭解工作記憶中特定訊息，和訊息的強度。

參考資料：
1. 論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05014-3
2. https://www.sciencedaily.com/releases/2022/07/220727110703.htm

(編譯/巫芝岳)