11月24日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合上海交通大學、臨港實驗室，揭示了前額葉皮層在認知資源有限的條件下靈活分配并高效編碼工作記憶信息的機制。
生活中，大腦總在處理各種信息，其容量有限，但仍能隨時應變。那么，大腦如何在資源有限的情況下，實現高效而靈活的記憶運作？
研究團隊設計了可變長度的序列工作記憶任務。在每個試次中，獼猴需要依次記住1、2、3或4個依次閃現的空間位置，并按順序報告。這一任務要求獼猴維持多個記憶項目，還要根據當下的記憶負荷動態地組織這些信息。
團隊使用雙光子成像和多通道電極陣列，在獼猴前額葉皮層記錄大量神經元的活動。結果顯示，當需要記住的項目較少時，神經元群體表征呈現出高分辨率、彼此分離的幾何結構，如同整齊地把每個記憶項目放進單獨的小抽屜；隨著記憶項目增多，這些表征逐漸壓縮并相互重疊，提示前額葉皮層內部正在進行資源共享與競爭。
進一步的分析發現，當記憶負荷增加時，大腦并不是不斷招募新的神經元，而是反復“再利用”已有的神經元。這些神經元既能穩定保留早先的信息，又能靈活調整去編碼新的信息，并盡量減少不同記憶項目之間的干擾。隨著需要記住的項目增多，這些神經元在保留舊信息、編碼新信息以及減少信息間干擾之間進行權衡，體現了前額葉皮層對有限資源的主動調配。
這一研究揭示了前額葉皮層能夠在認知資源受限的條件下，通過動態重組群體表征的幾何結構，實現高效而可泛化的工作記憶編碼，為理解工作記憶資源上限及其靈活調配機制提供了關鍵神經依據。
相關研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院等的支持。
長度可變的視覺空間位置序列記憶任務
當新項目進入工作記憶時，前額葉可通過兩種方式分配資源——招募新的神經元、循環利用已有神經元。循環利用的神經元包括穩定型（綠，兼顧舊/新信息）和靈活型（藍，從舊信息切換到新信息）
本文鏈接：研究揭示獼猴前額葉皮層對有限工作記憶資源的靈活調配機制http://www.sq15.cn/show-12-2190-0.html
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