尚金星 徐瓏 張忠

在中國，每年大約60萬人發(fā)生顱腦創(chuàng)傷。由于顱腦的解剖和創(chuàng)傷的機(jī)制和特點(diǎn)，額葉損傷成為臨床上最為常見的腦葉損傷部位。各種類型的記憶功能障礙也成為臨床上額葉損傷患者最常見的外傷后遺癥。關(guān)于額葉損傷導(dǎo)致記憶功能障礙的發(fā)生機(jī)制和認(rèn)知范式研究已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。

自從德國心理學(xué)家艾賓浩斯(Hermann Ebbinghaus，1850-1909)在1885年發(fā)表他的實(shí)驗(yàn)報(bào)告-艾賓浩斯遺忘曲線后，記憶就成為心理學(xué)中實(shí)驗(yàn)研究最多的領(lǐng)域之一。此后，記憶理論和研究方法即不斷發(fā)展，工作記憶最早是由英國心理學(xué)家Baddeley和Hitch于1974年提出的一個(gè)記憶模型，指一種對(duì)信息進(jìn)行暫時(shí)性加工和存儲(chǔ)的能量有限的記憶系統(tǒng)。Baddeley[1]認(rèn)為工作記憶包括一個(gè)中央執(zhí)行器和三個(gè)子系統(tǒng)：語音環(huán)路、情景緩沖系統(tǒng)、視空間處理器。視空間記憶作為工作記憶的重要組成部分，用以存儲(chǔ)視覺客體和空間信息，負(fù)責(zé)產(chǎn)生、處理和保持視覺映像。而視空間工作記憶作為工作記憶研究的一個(gè)重要組成部分，一直以來都是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)和熱門之一。近年來功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)、PET 等影像技術(shù)的應(yīng)用研究，對(duì)視空間工作記憶研究給予了極大關(guān)注。

視空間工作記憶可能存在特定的神經(jīng)機(jī)制，并且工作記憶對(duì)于視覺客體和空間的加工存在不同的神經(jīng)通路。視覺客體的工作記憶加工可能由枕-顳-前額葉皮質(zhì)神經(jīng)通路負(fù)責(zé)加工，而視覺空間的工作記憶主要由枕-頂-前額葉皮質(zhì)神經(jīng)通路負(fù)責(zé)加工。眾多的研究都表面，前額葉是視空間工作記憶加工的重要腦區(qū)，但不同亞區(qū)的具體作用，目前還存在爭論。對(duì)于前額葉的不同亞區(qū)在視-空間工作記憶加工方面可能還存在分離。有學(xué)者認(rèn)為前額葉腹側(cè)（ventral prefrontal cortex，VPFC）和前額葉背外側(cè)（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）在視覺客體和視覺空間的工作記憶加工存在雙分離，VPFC負(fù)責(zé)視覺客體的工作記憶加工，而DLPFC主要負(fù)責(zé)空間信息的工作記憶加工[2]。不過也有部分研究認(rèn)為，VPFC負(fù)責(zé)客體和空間的信息保持，而DLPFC可能更多地參與對(duì)信息的監(jiān)控和操縱[3]。

近年來，fMRI憑借無創(chuàng)的對(duì)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行較準(zhǔn)確的定位，具有較好的時(shí)間和空間分辨率以及較好的可重復(fù)性等諸多優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于包括記憶在內(nèi)的認(rèn)知心理學(xué)的各個(gè)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。近年來基于功能神經(jīng)影像對(duì)工作記憶神經(jīng)機(jī)制的研究不斷涌現(xiàn)。例如，Jonides等[4]以正常志愿者為研究對(duì)象，利用功能神經(jīng)影像對(duì)工作記憶進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)視空間工作記憶主要激活了大腦右半球一些腦區(qū)，包括右頂后皮層（BA40）、右枕前皮層（BA19）、右前運(yùn)動(dòng)區(qū)（BA6）以及右腦前額葉腹側(cè)（BA47）。Smith 和 Jonides[5]推測右腦前運(yùn)動(dòng)區(qū)（BA6）和頂后上部（BA7）負(fù)責(zé)空間信息復(fù)述，而頂后下部（BA40）和枕前區(qū)（BA19）可能負(fù)責(zé)空間信息的貯存，這與Jonides的觀點(diǎn)一致。而Rowe等[6]卻強(qiáng)調(diào)前額背外側(cè)區(qū)在空間工作記憶信息維持中的重要作用，并將其研究成果發(fā)表在Science上。Baddeley[7]在2003年根據(jù)已有的研究發(fā)現(xiàn)，描繪了工作記憶模型各成分的粗略皮層定位：中央執(zhí)行位于BA9/46區(qū)；語音復(fù)述位于Broca區(qū)（BA6/44區(qū)）等；內(nèi)部抄寫進(jìn)行空間復(fù)述加工，位于右半球BA40/6/47區(qū)等；語音存貯位于BA40區(qū)；視覺緩存位于BA19區(qū)等。Baldo和Dronkers[8]對(duì)腦損傷患者研究也發(fā)現(xiàn)，額葉損傷患者的語音復(fù)述出現(xiàn)問題。國內(nèi)學(xué)者楊炯炯和翁旭初[9]研究發(fā)現(xiàn)，前額葉還是工作記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)，尤其是背外側(cè)前額葉。張?jiān)鰪?qiáng)等[10]利用fMRI對(duì)數(shù)字工作記憶進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，左側(cè)額葉在數(shù)字工作記憶中起主導(dǎo)作用。

目前國內(nèi)外對(duì)工作記憶的研究主要集中在：（1）工作記憶理論模型的研究。近年來，研究者在原有的多種理論模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了總結(jié)和一定的發(fā)展，但同樣應(yīng)該重視的是該領(lǐng)域各個(gè)理論之間的差異和統(tǒng)一。（2）工作記憶的腦機(jī)制研究。工作記憶與前額葉的相關(guān)已被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可，但是其具體機(jī)制和神經(jīng)環(huán)路研究仍是當(dāng)今記憶心理學(xué)的研究熱點(diǎn)。（3）對(duì)工作記憶的研究方法、研究對(duì)象及應(yīng)用領(lǐng)域等方面還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，探討人類工作記憶的腦機(jī)制是目前認(rèn)知科學(xué)研究的一個(gè)倍受關(guān)注的熱點(diǎn)。與前額葉損傷相關(guān)的視空間工作記憶神經(jīng)機(jī)制問題，由于其認(rèn)知過程和神經(jīng)機(jī)制的復(fù)雜性和特殊性，至今未有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。工作記憶過程操作的認(rèn)知單元（基本變量）是什么，是視覺客體、空間信息還是二者兼有之？筆者認(rèn)為這是目前視空間工作記憶神經(jīng)機(jī)制研究最本質(zhì)、核心的科學(xué)問題。大量研究表明前額葉是視空間工作記憶加工的重要腦區(qū)，不同的實(shí)驗(yàn)證據(jù)分別支持該區(qū)域和視覺客體或空間信息的工作記憶加工過程相關(guān)。

[1] Baddeley A.Working memory[J].Science,1992,255(5044):556-559.

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[3] D’Esposito M,Postle BR,Ballard D,et al.Maintenance versus manipulation of information held in working memory:an eventrelated fMRI study[J].Brain Cogn,1999,41(1):66-86.

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[5] Smith EE,Jonides J.Neuroimaging analysis of human working memory[J].Proc Natl Acad Sci USA,1998,95:12061-12068.

[6] Rowe JB,Toni I,Josephs O,et al.The prefrontal cortex:response selection or maintenance within working memory[J].Science,2000,288(547):1656-1660.

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[8] Baldo JV,Dronkers NF.The role of inferior parietal and inferior frontal cortex in working memory[J].Neuropsychology,2006,20(5):529-538.

[9] 楊炯炯,翁旭初.前額葉在記憶中的作用-腦功能成像研究進(jìn)展[J].心理學(xué)動(dòng)態(tài),1999,(2):13.

[10] 張?jiān)鰪?qiáng),舒斯云,劉頌豪,等.數(shù)字工作記憶的腦功能磁共振定位研究[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(16):1575-1577.