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工作记忆维持机制尚不明确，尤其高阶皮层表征争议大。首尔国立大学等团队利用 fMRI 结合触觉 / 视觉 / 跨模态工作记忆任务，发现顶叶上部存在超模态（supramodal）表征，前额叶和顶叶下部存在跨模态（cross-modal）表征，为解析工作记忆神经机制提供新框架。
在复杂多变的环境中，人类需要依赖工作记忆（Working Memory）暂时存储和处理信息，从而指导日常行为。然而，大脑如何在持续接收新感官刺激的同时，稳定维持已存储的信息，尤其是不同感官模态间的信息整合机制，一直是认知神经科学领域的未解之谜。传统观点认为前额叶皮层（Prefrontal Cortex, PFC）在工作记忆维持中起核心作用，但越来越多研究发现感觉皮层也参与特征特异性的信息存储。此时，一个关键问题浮出水面：当同一感觉系统被新刺激占据时，如何避免已存储的低水平记忆痕迹与新输入信息产生干扰？是否存在一种独立于感觉模态的高级表征，能够稳定维持核心信息？
为解答这些科学疑问，首尔国立大学（Seoul National University）的研究团队开展了一项跨模态工作记忆的神经机制研究。研究成果发表于《Nature Communications》，通过巧妙设计的实验范式和多模态神经影像学技术，揭示了大脑中两种独特的高级工作记忆表征形式，为理解人类认知的神经基础提供了全新视角。
研究方法
研究采用事件相关功能磁共振成像（fMRI）技术，结合触觉 - 视觉跨模态延迟匹配任务。实验设计了四种工作记忆任务：触觉 - 触觉（TT）、视觉 - 视觉（VV）等模态内任务，以及触觉 - 视觉（TV）、视觉 - 触觉（VT）跨模态任务。刺激材料为可通过触觉和视觉感知的盲文图案，参与者需在延迟期内维持样本信息并判断探针是否匹配。通过多体素模式分析（MVPA）计算不同脑区对盲文身份的解码能力，结合表征相似性分析（RSA）探讨跨任务的表征一致性。
研究结果
1. 超模态表征：顶叶上部的跨模态一致性维持
在顶叶上部（Superior Parietal Cortex），包括顶上小叶（SPL）和顶内沟（IPS），研究发现了显著的超模态表征。无论刺激通过触觉还是视觉呈现，这些区域在延迟期均能稳定解码盲文身份，且跨任务的表征相似性极高。例如，触觉任务（TT）与视觉任务（VV）间的多分类支持向量机（SVM）分类准确率显著高于 chance level（20%），表明存在一种不依赖感觉模态的抽象表征。这种表征可能提取了盲文的核心身份信息，避免了感觉细节干扰，为跨模态信息整合提供了基础。
2. 跨模态表征：前额叶与顶叶下部的模态关联特异性
前额叶皮层（DLPFC）和顶叶下部（Inferior Parietal Cortex，如角回 ANG）则表现出跨模态任务特异性的表征。在需要关联触觉与视觉信息的 TV 和 VT 任务中，这些区域的神经活动模式可有效解码盲文身份，但在模态内任务（TT、VV）中无显著信号。进一步分析显示，跨模态任务间（如 TV 与 VT）的表征具有方向无关的一致性，提示其功能与触觉 - 视觉关联的行为目标密切相关，可能负责整合不同模态的特征信息，促进复杂环境下的行为决策。
3. 感觉皮层的模态特异性维持
与高级皮层的表征不同，初级感觉皮层表现出严格的模态特异性。例如，触觉任务（TT）的延迟期内，左侧初级躯体感觉皮层（S1）可解码盲文身份，而视觉任务（VV）中则依赖中央早期视觉皮层（cEVC）。这一结果支持 “感觉招募理论”（Sensory Recruitment Account），即感觉皮层参与低水平特征的短期存储，但需要高级皮层的抽象表征来解决模态干扰问题。
研究结论与意义
本研究首次在人类大脑中直接证实了超模态（Supramodal）和跨模态（Cross-modal）两种高级工作记忆表征的存在。顶叶上部的超模态表征提供了跨感觉模态的统一信息编码，确保核心内容在复杂环境中稳定维持；前额叶与顶叶下部的跨模态表征则根据行为目标动态整合多模态信息，增强了认知灵活性。这两种表征与感觉皮层的模态特异性存储共同构成了工作记忆维持的 “三重机制” 框架。
该发现不仅解决了长期以来关于高阶皮层工作记忆表征的争议，还为理解大脑如何在多任务、多模态环境中高效处理信息提供了神经基础。例如，跨模态表征可能解释了人类在阅读盲文时，触觉与视觉信息的快速关联机制；超模态表征则有助于阐明抽象概念（如数字、语言）的神经编码方式。此外，研究方法为探索其他认知功能（如注意、决策）的跨模态整合机制提供了方法论借鉴，有望为神经精神疾病（如精神分裂症、自闭症的认知缺陷）的病理机制研究和干预策略开发提供新靶点。
未来研究可进一步结合单细胞记录技术，解析不同皮层区域中神经元群体的模态选择性和信息编码动态，深入揭示超模态与跨模态表征的神经计算机制。
