《神经科学杂志》:王立平团队评估发育和进化对顺序学习和记忆的影响

来源：中国生物技术网2022-02-18 08:30

最近，《神经科学杂志》在线发表了一篇题为《空间序列的工作记忆：对于顺序和关系结构编码的发育和演化因素》的研究论文作为封面文章。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室王立平研究组共同完成。通过行为分析和建模，本研究发现，

最近，《神经科学杂志》在线发表了一篇题为《空间序列的工作记忆：对于顺序和关系结构编码的发育和演化因素》的研究论文作为封面文章。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室王立平研究组共同完成。通过行为分析和建模发现，成人、儿童和猕猴在完成相同的空间序列任务时，不仅存在信息编码准确性的差异，还存在关系结构处理方式的差异。只有人类被试，无论年龄大小，自发提取连续项目间的抽象空间关系，并使用内化语言压缩工作记忆中的序列长度。该研究直接定量评价了发展和进化对人类序列表征的相对贡献，有助于科学家进一步了解和探索人类认知能力(如语言处理)的独特性。

人类的大部分行为，从眼球运动、走路、跳舞、发声，到阅读(自然语言)、数学(形式语言)等——种语言的抽象文化创造，都是以序列的形式组织起来的。在漫长的进化道路上，人类之所以能够创造出各种各样的语言，说明与那些中途与人类分道扬镳的物种相比，人在序列信息的表示和处理能力上，具有某种关键的独特性。

一个简单的假设是，处于不同发展阶段的人类和其他物种对序列的处理方式是相同的，处理能力只有程度上的差异，例如工作记忆容量的差异导致的信息编码准确性的差异。此外，还有更多的可能性：人类和其他物种对序列信息的处理能力不仅在量上不同，在某些方面也有质的不同。其中，“形式语法的超正则性构成了人类与其他物种之间的语法屏障”曾是该领域的传统假说，而王立平研究组2018年发表在《当代生物学》上的研究论文以“延迟序列生成任务”挑战了这一假说，提出了一种新的语言进化假说：人类在序列处理中使用的一些独特的结构敏感算法，更有可能是人类的唯一和关键。具体来说，以前的证据表明，人类往往不会对序列中的单个项目逐一编码，而是自发地检测项目之间的一些关系结构，从而将其压缩成更少的“组块”，以减少序列的长度。目前尚不清楚这种能力是否是人类独有的。为了检验这些假设，研究小组通过相同的空间序列生成任务，测试了成人、儿童(6-7岁)和非人灵长类动物(猕猴)的序列处理能力。

一些计算模型和电生理学研究发现，序列中每个记忆项目的信息可以分为两个独立的成分，项目的固有特征(如本研究中的空间位置信息)和时间序列信息，并联合编码，这可能是大脑编码和保持完整序列信息的基础。基于此，研究人员建立了一个联合编码模型来定量评估第一个假设。该模型不仅能反映首因-近因效应、替换错误率梯度曲线等行为指标。而且其拟合参数能够很好地解释被试之间的表现差异：空间位置和时间序列的编码准确性是导致儿童和恒河猴表现不佳的主要因素，即使经过长期训练，恒河猴仍然表现出

为了检验第二个假设，研究人员将所有360个长度为4的序列按照旋转、镜像等刚体变换后的统一“模式”进行分类，得到了30个关系结构。进一步利用格式塔原理，将序列和位置相近的条目压缩到同一个块中，30个模式可以进一步归类为8个“块模式”。对这些关系结构的准确性和反应时间的统计分析表明，人类被试无论年龄大小，都能自发地使用跨不同模式的通用阻断策略来压缩序列信息，但恒河猴不具备这种普适性特征。

研究人员还在原始的联合编码模型中加入了阻断策略，在关系结构的层面上解释了参与者表现的差异，并通过与其他替代策略的模型进行比较，证明了阻断策略确实可以捕捉到更多的差异。

综上所述，通过跨物种的比较研究，这项工作为理解人类序列处理能力的起源和发展提供了新的见解，将有助于发现人类认知能力的独特性，包括理解、学习和生成序列信息的能力，甚至是最重要的语言处理能力。相关研究工作得到了中国科学院、上海市和国家自然科学基金的资助。(100yiyao.com)

版权声明

本网站标注“来源：百医网”或“来源：bioon”的文字、图片、音视频资料均属于百医网网站版权所有。未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将承担责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：百医网”。其他来源的文章均为转载。本网站所有转载都是为了传递更多信息。转载不代表本网站的立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户在随时阅读、评论、分享百医网APP。请扫描二维码下载-