工作记忆和注意力，从来就傻傻分不清楚

UFO爱好者

工作记忆和注意力，从来就傻傻分不清楚是怎么回事，是真的吗？2021年04月15日是本文发布时间是这个时间。下面一起来看看到底怎么回事吧。
                                工作记忆和注意力，从来就傻傻分不清楚
                               
                                研究发现，工作记忆和注意力在皮层的工作模式是很相像的。
                               
                               


图片来源：Anete Lusina from Pexels

@Veronica

先做个小测试：给你五秒钟记住你书桌上的物品，现在天黑请闭眼，回答我：放在书桌最左边的是什么？让我们再换一种玩法：请留意书桌左边的物品，然后给你五秒钟看书桌，天黑了，请再次闭眼，回答我：放在书桌最左边的是什么？最右边的呢？

细品一下，两个小测试看似差不多，但好像又不尽相同。这就是科学界一直很难分清的工作记忆与注意力的问题。第一个小测试是让你先把信息hold住，再从中选择有用信息，这种更像工作记忆的模式。而第二个只让你选择性地关注与任务相关的信息，而忽略其他无关信息，这更像注意力的模式。可你还是分不清两个范式？没关系，你绝对不是一个人。因为最近一篇发表在《自然》杂志上的研究发现，工作记忆和注意力在皮层的工作模式是很相像的。

为了区分工作记忆和注意力，研究者训练恒河猴分别做两个经典的工作记忆和注意力的任务。在第一个与工作记忆有关的回顾性任务（retrospective，简称‘retro’）中，猴子需要记住屏幕上两个方块的颜色。在一段时间的记忆延迟之后，屏幕提示出现，告诉猴子接下来需要报告位于上方还是下方的方块颜色。而在第二个与注意力相关的前瞻性任务（prospective，简称‘pro’）中，提示在屏幕上先于两个方块出现，以便训练实验猴将注意力集中到需要报告的方块颜色上。在做这些任务的同时，研究者通过在体电生理技术同时记录了猴子四个相关脑区的神经元放电信息，它们分别是外侧前额叶皮质（lateral prefrontal cortex，LPFC），前额叶眼动区（frontal eye field，FEF），顶叶皮层（parietal cortex）和中级视皮层V4（intermediate visual area V4）。

根据retro任务中四个脑区的放电频率变化，研究者分别训练了逻辑回归分类器（logistic regression classifer）去解码目标方块颜色信息。他们发现，这四个脑区的放电情况都包含了被选择方块的颜色信息：LPFC和FEF的信息最先出现，随后是顶叶皮层和V4。

接下来脑洞题出现了：既然工作记忆和注意力如此密不可分，如何从这个实验证明这一点呢？如果两者神经信号编码的信息相似，是不是通过retro任务（工作记忆相关）训练出来的分类器，就能解码pro任务（注意力相关）的结果？相反的，pro任务的分类器是否也能解码retro任务的结果呢？答案是yes and no：研究人员发现，逻辑回归分类器只有在LPFC脑区可以相互解码成功，而在FEF、parietal和V4，两者则是各自独立的。这个结果说明，LPFC像一个“模块通用”的控制中心（‘domain-general’ controller），在这个脑区里，共同的一群细胞既编码从工作记忆中提取相关信息，又编码对相关信息的注意力分配。

最后，我们再来拆解一下retro任务中猴子的心路历程：在提示出现之前，两个方块的颜色和位置信息都应该储存在它聪明的大脑中。随后提示出现，大脑需要做出选择，只有被选中位置的方块颜色才是有用的信息。选择完之后，这两个颜色对它来说就没有什么分别了。如果真是这样的话，这个心路历程应该在神经元的放电水平上也会有相应的显示。果然研究者发现，猴子在做出选择前，两个方块的颜色信息在神经元放电的高维空间中是分开的，甚至几乎互相垂直（说明两者很大程度上互相独立），并呈现少量负相关。但在做出选择之后，两个方块的颜色信息在高维空间上从几乎互相垂直变成几乎互相平行了，它们的相关性也从负相关转变成了正相关，并且共同投射在一个公共的平面上。也就是说，从工作记忆中选择相关信息之前，两种颜色的信息会有各自特立独行的表征，但在选择之后，这种特异性则渐渐消失了：它们隐退成了众多颜色中的普通的一员，一起排在了各种颜色所在的公共区域里。