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为解决记忆整合支持推断的时间和机制存在的争议,哥伦比亚大学等机构研究人员开展 “基于记忆的偏好的主动与反应性构建” 研究。结果表明大脑会权衡两种策略,该研究揭示决策中记忆机制,为相关领域提供关键参考,值得一读。
基于记忆的偏好的主动构建与反应性构建
Jonathan Nicholas、Nathaniel D. Daw 和 Daphna Shohamy 等人进行的一项研究表明,大脑会根据记忆的关联结构,明智地在决策前或决策时访问记忆,以进行主动推理或反应性推理。该研究成果于 2025 年 2 月 13 日在线发表于Nature Communications杂志。
在日常生活中,人们常常面临从未遇到过的决策情境,这就需要在做出选择之前推断可能的结果。计算理论认为,做出这类决策的一种方式是访问并关联存储在记忆中的相关经验。过去的研究表明,这种基于记忆的偏好构建可能在决策时刻之前、之中或之后的不同时间点发生。一些研究发现,记忆在面临决策时被整合(反应性地),而另一些研究则发现,记忆整合发生得更早,在记忆最初编码时(主动地)。本研究旨在解决这一不一致性,通过实验证明这两种策略会根据记忆的关联结构进行合理的权衡。
哥伦比亚大学心理学系、Mortimer B. Zuckerman Mind, Brain, Behavior Institute 等机构的研究人员利用功能磁共振成像(fMRI)技术,解码大脑对记忆中不同类别图像的反应模式。研究发现,主动记忆访问更为常见,并且能够实现更高效的推断。然而,当选择选项与大量记忆关联相联系时,参与者会更多地使用反应性访问。这些结果表明,当条件有利于主动推理策略时,大脑会提前访问记忆,进行主动推断。
研究人员通过设计一项基于感觉预适应的新颖学习和决策任务来验证上述结论。在该任务中,参与者需完成三个阶段的实验:刺激学习阶段,学习若干图像对(A→B)的关联;奖励学习阶段,了解部分 B 图像会带来奖励,而其他则不会;决策阶段,在不同图像之间进行选择。同时,研究人员通过操纵记忆关联的竞争程度,设置了两种实验条件:Fan In 条件下,两个前因刺激各自预测一个后果刺激;Fan Out 条件下,一个前因刺激预测两个可能的后果刺激。研究人员在任务的多个时间点测量记忆检索情况,并使用 fMRI 获取大脑活动数据。
行为学结果显示,参与者在两种条件下都能成功学习并进行价值转移,即选择与奖励相关联的前因图像。但在 Fan Out 条件下,基于记忆的转移决策速度更快,且速度与准确性之间的关系更符合主动推理的特征,而在 Fan In 条件下,反应性推理可能更为常见。
神经学结果进一步支持了这些发现。在 Fan Out 条件下,奖励学习阶段记忆再激活程度越高,后续转移决策越准确且速度越快,表明主动推理有助于提高决策效率。在决策阶段,Fan In 条件下对奖励后果图像的记忆再激活频率高于 Fan Out 条件,这表明 Fan In 条件下竞争更激烈,导致更多地依赖反应性推理。此外,研究还发现,那些在决策时对 Fan In 试验记忆再激活程度相对较高的参与者,在奖励学习阶段对 Fan Out 刺激的记忆再激活程度也更高,说明参与者能够根据记忆竞争情况灵活调整推理策略。
该研究为记忆访问在推理中的作用提供了新的见解,表明大脑会根据记忆的统计结构,在不同时间点进行主动或反应性推理,以适应任务需求。这一发现有助于解释为什么不同研究在不同时间点观察到记忆整合支持决策的现象,为后续研究记忆在决策中的作用机制提供了重要参考。未来研究可以进一步探讨记忆关联在大脑中的具体表征形式、多巴胺在记忆与奖励整合中的作用,以及如何更精确地测量记忆再激活等问题。