综述：年轻人与老年人成功关系记忆的神经相关性：一种激活概率估计元分析

《NEUROSCIENCE AND BIOBEHAVIORAL REVIEWS》：Neural correlates of successful relational memory in younger and older adults: An activation likelihood estimation meta-analysis

　　闵成瑞|南希·A·丹尼斯•在成功的关联记忆中，海马体的激活出现在编码阶段，而在整个关联记忆网络中，这一现象在不同年龄组中均存在。•与年龄相关的成功关联记忆差异体现在前额叶和后顶叶的检索区域。•关联记忆的成功依赖于一个包括内侧颞叶、前额叶、后顶叶以及枕颞叶区域的分布式网络。引言关联记忆指的是能够对经历中的多个元素之间的关联进行编码和检索的能力，包括物品之间的关系（如词汇与词汇或物体与物体之间的关联），以及物品与其背景特征之间的联系（如空间位置、时间背景或感知细节，Davachi, 2006; Giovanello & Dew, 2015）。关联记忆是情景记忆的核心组成部分，情景记忆是用于回忆特定过去事件的记忆系统，包括发生了什么、发生在何处以及何时发生（Tulving, 2002）。虽然对单个物品的记忆是情景记忆的基础，但关联成分对于增强情景记忆的丰富性至关重要。因此，情景记忆依赖于对关联信息的有效编码和检索，此处所指的关联信息即是对物品之间及其与背景特征之间关联的记忆。以往的研究主要通过两个领域来探讨关联记忆：联想记忆和来源记忆。联想记忆是指对物品之间关系的记忆，比如记住两个词或一对面孔名称曾经一起被研究过（De Brigard et al., 2020, Naveh-Benjamin et al., 2004, Naveh-Benjamin et al., 2009）。相比之下，来源记忆则是指对物品背景特征的记忆，比如物品出现的位置或方式（Glisky et al., 2001, Schacter et al., 1991, Uncapher et al., 2006）。尽管这些领域通常被分开研究，但它们都依赖于将多个元素整合为统一记忆表征的关联绑定过程，并且都得到了重叠的内侧颞叶和前顶叶控制网络的支持。因此，联想记忆和来源记忆可以被视为更广泛的关联记忆系统的不同表现形式。即使是在较年轻的成年人中，关联记忆也比记忆单个物品更为复杂，因为它需要编码多个元素以及将它们联系在一起的关联（Craik and Byrd, 1982, Naveh-Benjamin, 2000, Old and Naveh-Benjamin, 2008）。这些额外的表征和控制需求往往需要依靠基于回忆的过程来成功检索出关联信息（Diana et al., 2007, Prull et al., 2006, Yonelinas, 2002）。回忆涉及从先前的经历中有意识地恢复特定的关联和背景细节，它与熟悉度有所不同，后者能够在缺乏此类细节的情况下帮助识别单个物品（Diana et al., 2007, Yonelinas, 2002）。这种区别在衰老过程中尤为重要，因为与熟悉度相比，回忆能力下降得更为明显（Anderson et al., 2008, Bastin and Van der Linden, 2003, Koen and Yonelinas, 2016）。与此相关的是，健康老化过程中，关联记忆的受损程度往往比记忆单个物品更为严重（Chalfonte & Johnson, 1996; Naveh-Benjamin, 2000; Old & Naveh-Benjamin, 2008; Spencer & Raz, 1995；相关综述可见Dennis & McCormick-Huhn, 2018; Giovanello & Dew, 2015; Sümer & Kaynak, 2025）。尽管在年轻人和老年人中，关联记忆通常都比记忆单个物品更困难，但老年人的缺陷更为严重，尽管他们的物品记忆相对保持完好（Naveh-Benjamin, 2000, Old and Naveh-Benjamin, 2008）。这些关联记忆缺陷在多种关联范式中都有体现，包括词汇与词汇之间的关联（Addis et al., 2014, Giovanello et al., 2012, Kim and Giovanello, 2011a, Wang and Giovanello, 2016）、词汇与面孔之间的关联（Steinkrauss et al., 2023）、面孔与名称之间的关联（James et al., 2008, Naveh-Benjamin et al., 2004, Naveh-Benjamin et al., 2009）、面孔与场景之间的关联（Chen and Naveh-Benjamin, 2012, Dennis et al., 2014），以及物品与物品之间的关联（Dennis et al., 2025）。同样，衰老也会对来源记忆造成比物品记忆更严重的损害（Chalfonte & Johnson, 1996; Glisky & Kong, 2008; Kuhlmann & Boywitt, 2016），这种损害体现在多种物品与来源的配对中，包括词汇与来源（如颜色、位置或声音；Foster et al., 2016; Swick et al., 2006）、面孔与来源（如职业、场景或名称；Dennis et al., 2008; Geier et al., 2020; James et al., 2019）以及物品与来源（如位置；Siegel & Castel, 2018）。关键在于，在这些范式中，记忆缺陷始终集中在记忆的关联成分上，而物品记忆则往往相对保持完好。综合这些发现表明，关联记忆尤其容易受到衰老的影响，因为其良好表现依赖于将多个元素整合为统一的表征。尽管有明确的行为证据表明关联记忆要求较高且更容易受到衰老的影响，但其神经相关性却远不那么一致。功能性磁共振成像研究已经从编码和检索两个阶段探讨了关联记忆，从而让研究人员能够判断差异是出现在关联表征的形成过程中、其后续的检索过程中，还是两者皆有。然而，不同研究和不同阶段的发现并不一致，这使得很难确定在衰老过程中支持关联记忆的一组稳定的神经区域。在关联编码过程中，成功的记忆形成通常依赖于一个分布式网络，该网络包括支持关联绑定的海马体，以及参与策略性编码和表征处理的前额叶和后顶叶控制区域（Davachi, 2006, Ritchey et al., 2015, Yonelinas et al., 2019）。尽管这些区域的作用已得到广泛认可，但不同研究中的发现仍存在差异，这可能反映了不同关联编码范式中所强调的认知过程的不同。例如，有些任务更注重语义阐释或组织处理，往往会激活左腹侧前额叶皮层，而其他任务则更多依赖感知关联绑定或背景整合，可能更侧重于内侧颞叶的后部结构（Kim, 2023, Kim, 2024a）。刺激领域、编码策略和对比类型在不同范式中的差异也可能进一步导致这些不一致性。此外，一些范式在促进单元化（即将多个元素编码为一个连贯的表征）方面的程度也有所不同，这一过程被认为更多地依赖于周边嗅皮层，可能会减少对海马体关联绑定机制的依赖（Diana et al., 2007, Haskins et al., 2008）。因此，目前尚不清楚在年轻人群体中，哪些神经区域在成功的关联编码过程中表现出最可靠且一致的激活。在衰老过程中，由于神经激活模式的年龄相关变化，这些模式变得更加复杂，有研究指出老年人相比年轻人，神经激活要么增加要么减少。一方面，有一些研究显示，老年人在执行关联记忆任务时神经活动过度激活（de Chastelaine et al., 2011, Giovanello and Dew, 2015, Miller et al., 2008）。例如，在联想记忆范式中，年轻人在默认模式区域（如内侧顶叶）表现出更强的任务相关去激活，而老年人则表现出减少或没有去激活现象（de Chastelaine et al., 2011, Miller et al., 2008）。此外，老年人还表现出前额叶区域激活增加以及更明显的双侧激活模式，这在某些情况下与更好的联想记忆表现相关（Bangen et al., 2012, de Chastelaine et al., 2016）。另一方面，其他研究则报告称，支持关联编码的神经区域，包括海马体和前额叶皮层，会出现与年龄相关的激活不足现象。例如，Dennis及其同事（2008）发现，在成功编码面孔与场景之间的关联时，老年人的海马体和前额叶活动有所下降，而Kim & Giovanello（2011b）则报告称，老年人在成功编码词汇对时，前额叶、下顶叶和左侧海马体区域的活跃度降低。这种激活不足被解释为反映了海马体与前额叶在支持关联绑定以及形成关联记忆所需的策略性编码过程中的效率下降。重要的是，与年龄相关的差异并非简单地表现为神经激活的增加或减少。例如，一些关于来源记忆编码的研究表明，尽管老年人前额叶控制区和后部感知区的激活有所减少，但海马体的激活却得以保持，同时其他区域（如枕叶皮层或默认模式网络）的激活则有所增加。这种复杂的模式被解释为反映了老年人处理效率的下降或选择性的减弱（Cansino et al., 2015, Dulas and Duarte, 2011, Foster et al., 2016, Park et al., 2013）。这些差异往往被归因于任务要求的不同以及不同范式中所强调的关联信息类型的不同。例如，Dennis等人（2019）发现，随着处理的关联类型不同，与年龄相关的联想编码差异也会发生变化，感官区域和内侧颞叶区域的神经激活模式也各有不同。同样，当关联编码依赖于自我参照编码等策略性过程时，老年人也能激活与年轻人相似的神经区域（Leshikar & Duarte, 2014）。然而，在任务要求增加的情况下，老年人往往表现出更多的前顶叶控制区域激活，同时随着认知负荷的增加，其活动调节能力却有所下降（Kennedy et al., 2015, Spaniol and Grady, 2012）。此外，刺激的熟悉程度也会影响关联编码过程，事先的熟悉体验虽然会降低海马体、海马旁回和前额叶区域的活跃度，但仍能支持有效的联想记忆形成（Dennis et al., 2015, Elbich et al., 2021, Kremers et al., 2014, Vannini et al., 2013）。这些发现也可以从关联绑定框架的角度来解释，该框架认为海马体通过与周边嗅皮层和海马旁回皮层的相互作用，将物品信息和背景信息整合为统一的表征（Davachi, 2006, Olsen et al., 2012, Ranganath, 2010, Yonelinas et al., 2019）。从这个角度来看，与年龄相关的神经激活差异可能反映了可用于绑定的物品和背景表征的质量差异，以及支持整合的策略性和控制性过程的差异。因此，不同研究之间的差异并不一定意味着相互矛盾的结果，而可能是不同关联编码范式中所强调的认知操作存在差异。不过，无论这些差异的根源是什么，目前仍不清楚在各种研究和实验情境中，哪些神经区域与成功的关联编码有着可靠的关联，也就是说，哪些区域在成功的关联编码过程中始终会被激活，而不受具体范式特征的影响。同样也不清楚这些区域在不同年龄组之间是否有共通之处，以及与年龄相关的神经激活差异最常出现在哪些区域。在检索过程中，关联记忆依赖于一个包括内侧颞叶、前额叶和顶叶区域的分布式网络。在这个网络中，内侧颞叶有助于恢复那些支持检索出已关联的情景特征的表征。前额叶区域则负责支持检索过程中的自上而下的控制过程，包括搜索、选择和监控，而后顶叶区域则被认为有助于将检索到的信息整合为统一的情景表征，可能起到恢复信息的汇聚点的作用（Badre, 2008, Dobbins et al., 2002, Shimamura, 2011）。尽管关于神经激活模式的共识较多，但不同研究中的发现仍存在多样性。虽然成功的关联检索通常与内侧颞叶、后顶叶和前额叶区域的协同激活有关，但有些研究则报告称海马体的参与尤为显著（Nordin et al., 2017, Sullivan Giovanello et al., 2004, Wang and Giovanello, 2016），而其他研究则更强调后顶叶或前额叶的贡献（Prince et al., 2005, Ranganath et al., 2004, Rugg and Vilberg, 2013），尤其是在需要策略性检索或来源监控的条件下（Dobbins et al., 2002, Wagner et al., 2005）。实验范式的差异也可能进一步导致这些不一致性。因此，目前仍不清楚在年轻人群体中，哪些神经区域与成功的关联检索有着最可靠的关联。除了在年轻人群体中存在的未解问题之外，衰老过程中关联记忆检索的神经相关性也仍然具有很大的多样性且依赖于具体情境。在联想记忆范式中，老年人通常会激活与年轻人类似的大脑皮层检索网络，包括内侧前额叶、后扣带回和顶叶区域，但他们的海马体激活程度则有所不同，且海马体与大脑皮层之间的连接也出现紊乱（相关综述可见Giovanello & Dew, 2015）。例如，Wang & Giovanello（2016）发现，老年人在区分完整词汇对和重新排列后的词汇对时，后海马区的激活程度更高，而Tsukiura等人（2011）则观察到，老年人在成功检索面孔与名称之间的关联时，海马体激活程度低于年轻人。这些研究结果表明，与年龄相关的联想记忆检索障碍可能反映了海马体介导的检索过程出现紊乱（Hou等人，2023年；Tsukiura等人，2011年）。同样，在源记忆范式中，老年人会激活类似的海马体及顶叶皮层等核心检索区域，但相较于年轻人，其海马体活跃度往往较低，海马体与皮层的连接性也有所改变，同时支持检索后监控功能的额叶外侧区域激活程度也会降低（Cansino等人，2017年；Cansino等人，2015年；Dulas和Duarte，2012年；Dulas和Duarte，2014年）。这些发现被解释为反映了与年龄相关的情景再现及监控过程的紊乱，而这些过程正是确保成功检索源记忆的关键。与此同时，也有研究指出老年人的嗅周皮层或内侧额叶皮层激活程度更高，这一现象也被理解为源记忆检索过程中的一种补偿性或效率较低的加工方式（Dulas和Duarte，2012年；Dulas和Duarte，2014年）。因此，目前仍不清楚哪些神经区域能够稳定地支持老年人的关联记忆检索，以及与年龄相关的差异具体体现在哪些方面。

总体而言，关于编码和检索过程的研究都表明，衰老过程中的关联记忆依赖于一个涵盖海马体、额叶及顶叶后部区域的大规模相似网络。不过，该网络中神经激活的具体模式在不同研究中存在差异，老年人在这些核心区域的激活情况并不一致，既有激活程度升高的证据，也有下降的证据，此外海马体与皮层的相互作用也发生了变化。值得注意的是，编码和检索过程中涉及的海马体及额顶叶区域存在相当大的重叠，这表明无论处于记忆的哪个阶段，可能存在一个支撑关联记忆成功的共同核心网络。不过，这种重叠是否在不同研究中都具有可靠性与一致性，以及衰老如何影响该网络的激活状态，仍有待进一步研究。

如前所述，已有大量研究探讨了年轻人和老年人关联记忆的神经相关性，但不同研究的结果很难相互调和。即便在年轻人群体中，不同研究也得出的结论也存在差异，有些研究强调内侧颞叶、额叶及顶叶后部区域对关联记忆成功的作用，而有些则观点不同。老年人相关记忆核心区域的激活情况也不尽相同，包括海马体及额叶皮层，有研究显示其在成功处理关联记忆时的神经激活程度会随年龄增长而上升，也有研究认为会下降。尽管这些现象通常被解释为补偿机制或神经加工效率低下所致（Cabeza等人，2018年；Park和Festini，2017年），但由于不同范式和实验条件下的研究结果存在差异，这类解释仍然缺乏足够依据。因此，目前仍不清楚在每个年龄组中，哪些神经区域会在成功处理关联记忆时始终稳定地被激活。基于坐标值的元分析为解决这一问题提供了一种有效方法，它可以通过识别在不同独立研究中始终呈现激活汇聚效应的区域，同时减少研究间的差异性。通过分别分析每个年龄组和记忆阶段中的激活汇聚情况，这种方法能够更准确地描述支撑关联记忆的神经网络，进而明确像海马体这样的核心区域在年轻人和老年人中是否都能稳定激活。

虽然此前已有几项元分析研究了各种记忆过程的神经相关性，但这些研究大多聚焦于年轻人（Kim，2013年；Kim，2020年；Kim，2023年；Kim，2024a年；Kim，2024b年；Kim，2025年；Kurkela和Dennis，2016年；Spaniol等人，2009年），只有一项早期研究纳入了老年人，但该研究关注的是更广泛的后续记忆效应中的年龄差异，而非特定的关联记忆（Maillet和Rajah，2014年）。尽管在衰老过程中关联记忆与关系记忆领域的行为学研究以及基于行为数据的元分析已经相当丰富（Fraundorf等人，2019年；Liu等人，2024年；Old和Naveh-Benjamin，2008年；Spencer和Raz，1995年），但目前神经影像学领域尚无类似的关联记忆元分析研究。这一空白限制了我们识别与关联记忆相关的稳定神经模式的能力，也难以了解这些模式在不同年龄组之间是否存在差异。

本次元分析旨在利用激活概率估计方法，找出年轻人和老年人成功进行关联记忆时的共同神经相关性。我们重点关注编码和检索过程中的关联记忆成功情况，涵盖了联想记忆和源记忆两种范式，以此全面了解不同任务情境下的关联绑定机制。重要的是，我们排除了比较不同类型成功关联绑定的对比组（例如配对联想范式中的完整配对组与重新排列的配对组），从而聚焦于与成功关联记忆本身相关的神经活动，而非不同关联加工形式之间的差异。我们在每个年龄组内分别进行了元分析，同时也对比了年轻人和老年人之间的差异，针对编码和检索这两个记忆阶段，从而能够清晰地识别出共有的神经模式以及与年龄相关的特殊模式。

基于以往的研究成果，我们假设核心的关联记忆区域，尤其是海马体，在两个年龄组和不同的记忆阶段都会表现出稳定的激活汇聚现象，同时额叶区域也会出现更广泛的激活。不过，鉴于之前研究结果的多样性，我们并未提出关于年龄差异的具体方向性假设。相反，我们期望通过元分析明确这些区域在每个年龄组中究竟在多大程度上会稳定激活，进而更准确地描述支撑关联记忆成功的神经网络。

**研究筛选**
为确定纳入本次元分析的研究，我们在2025年9月对三个科学数据库（PubMed、PsycINFO、Web of Science）进行了搜索。搜索词包含了与关联记忆相关的关键词（如联想记忆、关联记忆、源记忆、语境记忆），以及记忆阶段相关的词汇（编码、检索），还有神经影像学方法相关的词汇（fMRI、功能性磁共振成像）。在必要时还使用了词缀截断法（如associat、context），以便涵盖不同表述方式下的相关术语。

**编码阶段**
为找出与编码过程中成功关联记忆相关的神经区域，我们对年轻人、老年人、不同年龄组的联合分析，以及年轻人和老年人之间的直接对比分析分别进行了激活概率估计元分析。在年轻人中，额颞叶区域出现了激活汇聚现象，这些区域包括双侧下额回、左侧海马体、左侧海马旁/嗅周皮层以及双侧梭状回。

**讨论**
本次元分析首次从定量角度揭示了年轻人和老年人成功进行关联记忆时的神经相关性。在编码和检索两个阶段，都出现了一些一致的规律。在编码阶段，两个年龄组的海马体和颞下回都出现了激活汇聚现象。年轻人还在额叶及其他内侧颞叶区域也出现了激活汇聚，而老年人则没有出现额外的激活汇聚现象。

**局限性与结论**
在解读本研究结果时，需要考虑到若干局限性。其中最突出的问题是用于分析年轻人的实验数量远远多于老年人。在编码阶段（老年人相关研究仅11项，年轻人有42项），以及在检索阶段（老年人相关研究仅6项，年轻人有23项），老年人相关研究的数量都严重不足。这种不平衡可能会影响老年人所观察到的激活汇聚现象的代表性，尤其是在得出无显著差异的结论时。因此，

**数据与代码获取**
本研究所有元分析得出的激活概率估计图谱均可在NeuroVault平台上公开获取，地址为https://identifiers.org/neurovault.collection:23735。

**CRediT作者贡献说明**
MS：概念构建、方法设计、软件应用、结果验证、正式分析、研究实施、数据整理、初稿撰写、修订编辑、结果可视化、项目管理。ND：概念构建、结果验证、资源协调、修订编辑、研究指导。

**利益冲突声明**
作者们不存在任何需要披露的利益冲突。