从编码到识别：探索视觉记忆共享神经特征的EEG表征相似性与多变量交叉分类研究

本研究通过EEG表征相似性分析(RSA)和多元交叉分类技术，揭示了短期实验性熟悉化过程中不同视觉刺激类型在编码与识别阶段的共享神经动态特征。研究发现刺激类别效应最早出现在150 ms，而新旧效应在400-600 ms显现，特别在300 ms时编码阶段与测试阶段的神经响应出现显著分离。该研究为理解记忆形成的神经机制提供了新证据，并证实了多变量方法在认知神经科学研究中的价值。

　　

记忆是如何在大脑中形成和提取的？这个困扰神经科学家多年的问题，在脑科学研究领域持续引发热烈讨论。传统观点认为，记忆过程涉及编码、存储和提取三个独立阶段，但近年研究发现这些阶段可能存在共享的神经机制。特别值得注意的是，不同刺激类型（如面孔、物体等）的记忆处理是否具有共同的神经基础，以及这些神经活动如何随时间动态变化，这些问题仍未得到充分解答。

Bournemouth大学的研究团队在《Brain Research》发表的最新研究，通过创新的实验设计和先进的分析方法，为这些关键问题提供了重要答案。该研究采用64通道BioSemi ActiveTwo系统采集脑电数据，运用时间分辨的表征相似性分析(RSA)和留一法交叉分类技术，系统考察了8类视觉刺激（包括面孔、房屋、玩具等）在编码和识别阶段的神经表征动态变化。研究特别设计了"学习-测试"范式，通过严格控制刺激呈现时间（1000 ms）和间隔（平均113秒），确保实验条件的一致性。

研究结果部分包含多个重要发现：

"共享刺激类型效应"显示，最早的神经分化出现在刺激呈现后80 ms，在140 ms达到峰值。这一结果印证了视觉系统对刺激类别的快速区分能力，与先前使用面孔、场景等刺激的研究结果高度一致。

"共享记忆相关效应"部分揭示，记忆处理相关的神经活动在250-300 ms开始显现，并在400-600 ms达到高峰。值得注意的是，研究首次在交叉分类分析中发现"学习/旧"项目区分可早至155 ms出现，这提示不同刺激类型的记忆处理可能存在早期共享神经机制。

"半球不对称性"分析显示，前部脑区存在显著的功能偏侧化：右半球更擅长区分"见过/未见过"项目，而左半球对"学习阶段vs测试阶段"的区分更敏感。这一发现为经典的HERA模型（半球编码/提取不对称模型）提供了新的证据，同时也揭示了更复杂的神经机制。

"不同记忆条件下的刺激类型表征"部分得出有趣发现：在面孔-房屋-身体-玩具任务中，熟悉项目（旧）的刺激分类表现优于新项目；但在动物-植物-交通工具-家具任务中，这一模式却出现反转。特别值得注意的是，只有面孔刺激显示出稳定的熟悉度优势效应，这暗示面孔处理可能存在特殊机制。

该研究的讨论部分强调了几个关键突破：首先，研究证实了多变量方法在揭示记忆神经机制方面的独特优势，特别是能够捕捉传统ERP分析难以发现的分布式神经模式。其次，研究发现编码和识别阶段在300 ms左右出现神经响应分离，这为理解记忆不同阶段的神经动态提供了重要线索。再者，关于前额叶功能偏侧化的新发现，促使研究者重新思考编码与提取过程的神经基础。

特别值得关注的是，研究发现了面孔刺激在记忆表征方面的特殊性，这与已知的面孔处理神经机制相吻合，同时也提出了新的问题：这种特殊性是面孔特有的，还是与其他因素（如刺激显著性或可命名性）相关？这为未来研究指明了方向。

这项研究的创新价值还体现在方法学层面。通过留一法交叉分类和表征相似性分析的结合，研究成功揭示了跨参与者和跨刺激类型的共享神经特征，这种方法可以扩展到其他认知领域的研究。此外，研究建立的实验范式和分析流程，为考察不同人群（如儿童或临床患者）的记忆功能提供了可靠工具。

从临床应用角度看，该研究发现的神经标记物可能有助于早期识别记忆障碍，为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的诊断提供新思路。同时，关于编码与提取神经机制的新发现，也为开发针对记忆障碍的干预方法提供了理论依据。

这项研究不仅增进了对人类记忆神经机制的理解，也展示了多变量脑电分析在认知神经科学研究中的强大潜力。未来研究可以在此基础上，进一步探索长期记忆与短期记忆的神经差异，以及不同感觉通道（如听觉或触觉）记忆处理的共性与特性，这将为构建更全面的人类记忆理论奠定基础。