一个沉重的工作记忆负荷可能沉入脑波'同步'

日常经验表明，我们的工作记忆能力是有限的——有时是令人沮丧的。我们一次只能有意识地记住这么多东西。一项新的研究结果或许可以解释其中的原因:他们认为，当视觉工作记忆负荷变得难以处理时，三个关键区域之间的脑电波“耦合”或同步就会以特定的方式中断。

“当你达到容量时，有一个反馈耦合失去了反馈耦合，”MIT Piceer Court学习和记忆研究所神经科学家的Piceer教授伯爵米勒表示。失去同步损失意味着这些地区不能再互相沟通以维持工作内存．

米勒说，最大的工作记忆容量——比如一个人在工作记忆中同时能储存的图像总数——因人而异，但平均约为4张。研究人员相关工作记忆能力与智慧。

米勒说，因此，了解是什么导致工作记忆具有内在限制是很重要的，因为它可以帮助解释意识思维的有限性和最佳认知表现。

由于某些精神疾病会降低人的能力，米勒和该研究的主要作者Dimitris Pinotsis(米勒实验室的附属研究机构)说，这些发现也可以解释更多关于这些精神障碍是如何干扰思维的。

皮诺特西斯说:“研究表明，与健康人群相比，精神分裂症患者和其他神经或精神疾病患者的峰值负荷更低。”“因此，了解高峰负荷时的大脑信号也可以帮助我们了解认知障碍的起源。”

该研究的另一位作者是普林斯顿大学神经科学研究所(Princeton University Neuroscience Institute)助理教授蒂莫西·布希曼(Timothy Buschman)，他曾是米勒实验室(Miller lab)的成员。

工作记忆是如何停止工作的

这项新研究发表在该杂志上大脑皮层是一个详细的数据统计分析时记录的米勒实验动物学科扮演了一个简单的游戏:他们发现差异时在屏幕上显示一组广场,然后经过短暂的黑屏,一套几乎相同的一个广场已经变了颜色。涉及到的方块数量，因此每一轮的工作记忆负荷是不同的，以至于有时任务超出了动物的能力。

随着动物的播放，研究人员测量了频率和时机脑电波由假定的三个地区的神经元的集合产生了一个重要的 - 虽然尚未尚不清楚 - 在产生视觉工作记忆中的关系：前额叶皮质（PFC），额头眼罩（FEF）和侧向内部区域（唇）。

研究人员的目标是通过脑电波的模式来描述这三个区域之间的相互影响，并具体了解当负荷增加到超过容量时，这些影响是如何变化的。

尽管研究人员专注于这三个领域，但他们不知道如何相互协作。利用复杂的数学技术，他们测试了各种不同的区域在高频和低频下是如何“结合”或同步的。“获胜”的结构是最符合实验证据的结构。

“这是非常开放的结局，”米勒说。“我们建模了区域之间的所有不同反馈和前馈信号的组合，并等待查看数据将导致的位置。”

他们发现，这些区域基本上像一个委员会一样工作，没有太多的层级，以保持工作记忆的运行。他们还发现，当负荷接近并超过负荷时，会发生变化。

“在峰值记忆负荷，基于这些存储器的脑部信号保持回忆和指导动作，达到其最大值，”Pinotsis表示。“高于这个峰值，相同的信号分解了。”

Miller说，特别是在超过容量的情况下，PFC在低频时与其他区域的耦合停止。

其他研究表明，PFC的作用可能是采用低频波来提供反馈，使工作存储器系统保持同步。米勒表示，当该信号发生故障时，整个企业也可能。这可以解释为什么内存容量具有有限的限制。他说，他说，他的实验室已经观察到神经元中的信息随着负荷增加而降解，但是没有明显的切断，其中工作记忆只是停止运作。

“我们知道刺激负荷在这些领域的加工降低，但我们没有看到任何与达到能力相关的不同变化，”他说。“但是我们确实看到了反馈耦合。当受试者超出其容量时，它会下降。PFC停止提供与FEF和唇部的反馈耦合。”

故事有两个方面

因为学习游戏在左侧或右侧出现的正方形出现在那里视野米勒和他的同事在2009年首次报告了一个发现:视觉工作记忆在视野的每一边都是不同的。研究证实，人的左右两边都有独立的能力。

Miller Lab现在正在进行一项新的研究，该研究追踪三个区域在必须在Visual字段中共享工作内存信息时如何交互。

米勒的实验室对视觉工作记忆产生的见解，促使他创立了SplitSage公司，该公司上个月获得了一项技术专利，可以测量人们在视觉工作记忆方面的地位差异视觉工作记忆容量．该公司希望利用米勒的研究成果来优化汽车中的平视显示器，并开发痴呆等疾病的诊断测试。米勒是该公司的首席科学家，布希曼是顾问委员会主席。

Miller表示，越来越多的科学家们了解工作内存如何运作，更重要的是脑波如何同步更高的级别认知函数，更有可能适用于帮助人们的知识。

他说:“如果我们能弄清楚节奏在做什么、如何做以及什么时候做，我们也许就能找到一种方法，在需要加强节奏的时候加强节奏。”

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