冗余的前额叶半球会根据工作记忆的需求调整存储策略

《Nature Communications》：Redundant prefrontal hemispheres adapt storage strategy to working memory demands

　　

摘要

为了维持对视觉空间的统一认知，前额叶半球需要进行动态协调。最近有两种相互对立的理论被提出，它们采用了不同的存储策略：一种是高容量的专门化结构，每个半球负责控制对侧的行为；另一种则是具有故障防护功能的冗余结构，两个半球共同引导在视觉空间中的行为。在本研究中，我们分析了三只雄性猕猴在执行视觉空间工作记忆任务时双侧前额叶皮层的同步记录数据。结果显示，两个半球对行为精确度的预测程度相当，解码错误之间的相关性较弱，且序列依赖性也仅存在于同一半球内部，这表明其结构具有冗余性且半球间的连接较为薄弱。吸引子网络模拟显示，在任务需求低于记忆容量时，冗余性有助于提高精确度；而在任务要求更高时，半球间较弱的连接则可通过让各半球发挥专门功能来提升记忆容量。这些预测模式在人类和猕猴的数据中都得到了验证，既调和了先前的研究结果，也揭示出一种能够适应不同认知需求的灵活的半球间结构。