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为探究大脑如何监测学习失败并促进后续联想记忆形成，研究人员让参与者进行反馈式联想学习任务和 1-back 定位任务。结果发现后内侧前额叶皮层（pMFC）在记忆错误监测时血流动力学反应增强，且与后续回忆成功相关。该研究有助于理解适应性学习的神经生理机制。
在日常生活中，我们学习新知识时并非总是一帆风顺，就像老师记新班级学生名字，有些能立刻记住，有些却要反复尝试。大脑究竟如何应对这些学习失败，进而促进记忆形成呢？此前的研究虽发现后内侧前额叶皮层（posterior medial frontal cortex，pMFC）的错误信号与记忆形成有关，但对于其促进错误后学习的神经生理机制却知之甚少。为了填补这一空白，来自德国奥托 - 冯 - 格里克大学（Otto-von-Guericke-University Magdeburg）等机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Communications Psychology》杂志上。
研究人员为了深入探究这一问题，采用了多种技术方法。他们招募了 30 名年轻成年人参与功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）研究，让参与者分别进行反馈式联想学习任务和 1-back 定位任务。在任务过程中，利用 3T 西门子 Prisma 扫描仪获取 MRI 数据，之后对数据进行一系列预处理和分析。同时，运用自定义的 Python 代码，借助多种数据分析工具进行行为学和 fMRI 分析，还通过多变量交叉分类建立定量代理指标来衡量基于刺激的注意力。
研究结果
- 反馈式联想学习任务表现：参与者在该任务中，正确记住面孔与 gabor 补丁关联的概率为 59.35%，随着面孔重复出现，记忆表现有所提升。正确试验多伴随着高置信度评分，失败回忆则多与低置信度相关，且参与者元记忆表现良好。这表明参与者能在反馈式联想学习任务中学会关联，并获得较为准确的置信度水平。
- pMFC 中记忆错误的证据表征：在反馈式联想学习任务中，pMFC 在记忆错误监测的各个阶段，如失败回忆、选择低置信度和接收负面反馈时，血流动力学反应均增强。通过联合分析发现，pMFC、双侧背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortices，dlPFC）和右前运动皮层（premotor cortex，PMC）存在重叠区域，且大部分显著体素位于额顶控制网络，说明 pMFC 在追踪记忆表征不准确的内外部证据方面发挥作用。
- 错误相关的 pMFC 活动预测后续回忆成功：对于失败回忆的试验，pMFC 在错误后编码阶段的血流动力学反应增强，这能区分后续回忆的成功与否，同时还发现了一些与后续记忆效应相关的区域，如额下回（inferior frontal gyrus，IFG）、梭状回（fusiform gyrus，FG）等。此外，在记忆再巩固分析中还发现海马体的参与，表明 pMFC 在错误后学习改善中可能起到准备作用。
- 1-back 定位任务捕获梭状回面孔选择性处理：在 1-back 定位任务中，发现 FFA 区域对面孔的血流动力学反应大于对房屋的反应，同时在其他面孔选择性区域也有类似现象，而在海马旁回则相反。通过机器学习模型训练，能有效区分面孔和房屋刺激，解码准确率较高，说明该模型可用于评估面孔处理证据。
- FFA - 基于面孔记忆表征在认知控制网络中同时上调：将训练好的面孔处理模型应用于反馈式联想学习任务的记忆相关阶段，发现面孔处理的表征强度与 pMFC、dlPFC、视觉皮层等区域的血流动力学反应相关。这些区域可能协同工作，增强对刺激的注意力，促进联想学习。
- FFA - 基于面孔处理证据在记忆错误后增加并预测后续回忆成功：通过分析刺激表征强度与行为必要性和学习成功的关系，发现在回忆和编码阶段，编码需求和后续回忆成功与面孔处理证据增加相关，而在刺激间隔期则无显著关联。这表明根据学习需求和记忆形成的成功情况，大脑会增加对相关刺激类别的注意力分配。
研究结论与讨论
该研究表明，pMFC 参与监测不正确和低置信度的记忆表征，并协调大脑网络将注意力分配到相关刺激类别，以促进错误驱动的记忆形成改善。pMFC 在记忆错误监测和后续记忆效应中均发挥重要作用，其血流动力学反应不仅与成功编码有关，在监测到错误证据时就已增强，强调了其对后续学习尝试的准备功能。
研究还发现，基于 FFA 的面孔处理证据与认知控制网络区域的血流动力学反应相关，这些区域的相互作用可能增强注意力，改善学习效果。从大规模脑网络角度看，不同网络在记忆相关过程中发挥不同作用，但它们之间的具体相互作用机制仍有待进一步研究。
然而，该研究也存在一些局限性。例如，研究仅以面孔刺激为记忆线索，未对 gabor 补丁的目标方向进行分析；虽发现 pMFC 与负面反馈处理区域有重叠，但未深入区分记忆错误证据积累过程的不同来源；在模型应用方面，反馈式联想学习任务与定位任务存在差异，可能影响结果解读。
尽管如此，这项研究仍具有重要意义。它揭示了错误驱动下记忆表征上调的神经生理机制，为理解大脑的学习和记忆过程提供了新的视角，有助于进一步探索记忆形成失败或成功的原因，为未来相关领域的研究奠定了基础。
