为了完成需要暂时存储相关视觉细节的任务，例如解谜、阅读或比较不同物体，人类会利用所谓的视觉工作记忆。这是一种认知系统，允许人们暂时存储重要的视觉信息，通常持续几秒到几分钟。
一些神经科学家发现，通过电刺激大脑特定区域，可以增加人类视觉工作记忆的容量。近日，巴塞罗那庞培法布拉大学的一个研究团队在《通讯心理学》杂志上发表了一篇论文，旨在确定感觉刺激是否也能影响视觉工作记忆的容量。
“这项研究有两个主要目标：探索脑振荡在工作记忆中的功能作用，并测试感觉刺激是否可以替代经颅电刺激（tACS），”该论文的第一作者Indre Pileckyte告诉Medical Xpress，“从理论目标来看，我们考察了脑振荡是否只是反映了同步的神经活动（即基本上是活跃大脑的副产品），还是它们积极塑造了认知过程（即我们如何感知和行动于世界）。”
最近的研究将人类大脑的振荡活动，尤其是其相位和功率，与感知和注意力联系起来。Pileckyte及其同事Salvador Soto Faraco着手调查这种活动是否也影响更高的认知功能，如工作记忆。
“方法上，我们旨在使用感觉刺激（即节奏性的视觉闪烁和听觉蜂鸣）复制tACS研究的结果，”Pileckyte说，“如果有效，感觉刺激可以提供一种灵活、便捷的方式来调节各种环境中的脑振荡，而不仅仅是在实验室中。例如，它可以集成到日常环境中，如办公室或汽车中，以提高我们的工作记忆表现。”
研究人员的假设基于一个计算模型，称为theta-gamma模型。该模型预测，人类工作记忆的容量取决于theta脑振荡的频率（即速度）。Pileckyte和Soto Faraco的最新研究建立在这个模型的基础上，结合了过去依赖经颅电刺激的研究成果。他们假设，加快或减慢theta振荡的速度会分别减少或增加研究参与者的记忆容量。
“我们使用了一种称为神经同步的技术来操纵脑振荡的速度，”Pileckyte解释道，“这一技术基于大脑自然倾向于将其内部节律与外部节奏性刺激同步的倾向。这些外部刺激可以有多种形式，如电流、磁脉冲，或者像我们研究中使用的节奏性视觉闪烁和听觉蜂鸣。”
为了验证他们的假设，Pileckyte和Soto Faraco将感觉同步策略与一个简单的视觉记忆任务结合起来。他们总共使用感觉同步技术操纵了209名参与者的大脑振荡，并通过让他们完成一个简单任务来测试其工作记忆。
参与者被短暂地展示了四到七个不同颜色的方块。经过短暂的延迟后，出现了一组新的方块，这组方块要么与第一组完全相同，要么其中一个方块的颜色不同。然后，参与者被要求指出两组方块之间是否有颜色变化。
“我们发现，无论是在更快还是更慢的theta频率下进行的感觉刺激，都显著提高了参与者的视觉工作记忆容量，”Pileckyte说，“这一结果与我们最初的预测相反，因为当时我们预计更快的刺激会降低容量。因此，我们的发现表明，感觉刺激的作用方式与电刺激不同。”
有趣的是，Pileckyte和Soto Faraco观察到，视觉工作记忆容量的改善在控制条件下（即呈现静态图像或纯音调而非视觉闪烁和蜂鸣声）表现出较小工作记忆的参与者中最为明显。这表明，感觉刺激干预可能对那些难以在短时间内记住信息的人最为有益。
这项最新研究的发现可能为进一步研究感觉刺激干预在提升人们工作记忆方面的潜力铺平道路。此外，心理学家可以尝试确定Pileckyte和Soto Faraco观察到的改善是否也适用于已知存在工作记忆缺陷的特定临床人群，例如被诊断为精神分裂症的患者。
“正如研究中经常发生的那样，我们最终提出了比解答更多的问题，”Pileckyte补充道，“在未来的研究中，我们希望更好地理解感觉同步在大脑中的运作机制——它是如何从感觉皮层传播到更高层次的大脑区域，以及它如何同时影响多种认知功能，如感知和注意力，以及工作记忆。”
在接下来的研究中，Pileckyte和Soto Faraco还计划区分他们观察到的工作记忆改善程度是由脑振荡的修改驱动的，还是由感觉刺激的警觉效应引起的。此外，他们希望更好地理解为什么感觉刺激对基线记忆容量较低的参与者特别有益。
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