电脑模型揭示大脑如何管理短期记忆

　　工作记忆对我们的日常生活而言是十分重要的，这种短期的记忆召回方式是人们如何解决问题或执行任务的关键。然而，大脑如何管理工作记忆却一直是个谜。

　　现在，Salk科学家开发了一种新的计算模型，该模型显示了大脑如何使用特定类型的神经元在短期内维持信息。他们的发现发表在2020年12月7日的《nature Neuroscience》上，可以帮助阐明为什么在包括精神分裂症在内的多种神经精神疾病以及正常衰老中会损害工作记忆。

　　Salk计算神经生物学实验室负责人兼高级作者Terrence Sejnowski表示：“大多数有关工作记忆的研究都集中在皮层中的兴奋性神经元，这些兴奋性神经元数量众多且存在广泛连接，与抑制性神经元有本质区别。”

　　在新论文中，Salk和加州大学圣地亚哥分校的Sejnowski博士和Robert Kim开发了前额叶皮层的计算机模型（前额叶皮层是已知的管理工作记忆的区域）。研究人员使用学习算法来教他们的模型进行通常用于评估灵长类动物工作记忆的测试-动物必须确定屏幕上彩色正方形的图案是否与几秒钟前看到的图案匹配。

　　Sejnowski和Kim分析了他们的模型如何能够高精度地执行此任务，然后将其与猴子执行任务时看到的大脑活动模式的现有数据进行了比较。在这两个测试中，参与工作记忆的真实和模拟神经元的运行时间均比其他神经元慢。

　　Kim和Sejnowski发现，良好的工作记忆既需要长期使用的神经元，又需要抑制大脑活动的抑制性神经元之间的联系。当他们改变模型中这些抑制性神经元之间的连接强度时，研究人员可以改变模型在工作记忆测试中的表现以及相关神经元的时间尺度。

　　研究人员说，新发现指出抑制性神经元的重要性，并可能激发有关这些细胞在工作记忆中作用的未来研究。他们还可以为一些精神分裂症和自闭症等神经精神疾病患者在工作记忆上挣扎的研究提供信息。