所謂“一朝被蛇咬，十年怕井繩”，帶有強(qiáng)烈情緒色彩的事件不僅令人記憶深刻，還會(huì)影響與之相關(guān)的其他事件。我們的日常生活中充滿了無數(shù)平凡瑣碎的小事，這些事情并不會(huì)給我們留下深刻印象。但是，當(dāng)一件微不足道的小事事后與某件驚人的情緒事件產(chǎn)生聯(lián)系，并對(duì)我們的生活產(chǎn)生了重大影響，就會(huì)加深我們對(duì)該事件的記憶。例如，我們?cè)诠涑泻蟮弥衅渌櫩托鹿跈z測(cè)呈陽性，雖然在逛超市時(shí)沒有在意，但此刻腦海中卻浮現(xiàn)出一位打噴嚏顧客的記憶，這使我們非常擔(dān)心自己是否因此被感染。情緒信息之所以會(huì)影響到我們對(duì)之前所經(jīng)歷事件的記憶，是由于相關(guān)事件的記憶在我們大腦中以相互關(guān)聯(lián)的形式表征，以往的和新發(fā)生的相關(guān)事件的記憶信息會(huì)通過重激活（reactivation）的方式整合為一個(gè)緊密相連的記憶網(wǎng)絡(luò)（memory integration）。然而，情緒學(xué)習(xí)是如何追溯到已有的相關(guān)事件并影響其記憶整合過程的，我們對(duì)這背后的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制還知之甚少。

12月8日，北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨IDG/麥戈文腦科學(xué)研究院秦紹正課題組在《eLife》發(fā)表了最新實(shí)證研究，揭示了情緒學(xué)習(xí)通過快速的神經(jīng)重激活和重組模式來回溯性促進(jìn)以往中性事件的記憶整合，即情緒學(xué)習(xí)對(duì)人腦記憶整合的回溯性促進(jìn)作用機(jī)制。該研究包含兩個(gè)行為實(shí)驗(yàn)和一個(gè)功能性磁共振成像（fMRI）實(shí)驗(yàn)，基于感覺前置條件化范式（sensory preconditioning paradigm），收集有效健康青年被試共86人。該實(shí)驗(yàn)由三個(gè)階段組成，被試首先學(xué)習(xí) 72 個(gè)中性面孔-物品配對(duì)（即前置學(xué)習(xí)階段）。然后，只呈現(xiàn)前置學(xué)習(xí)階段中出現(xiàn)的面孔（重疊線索），并伴有恐怖或中性的聲音（即情緒學(xué)習(xí)階段，情緒條件和中性條件）。最后，被試對(duì)面孔-物品配對(duì)進(jìn)行再認(rèn)記憶測(cè)試（圖1A）。在fMRI實(shí)驗(yàn)中，除了前置學(xué)習(xí)和情緒學(xué)習(xí)兩個(gè)階段的任務(wù)態(tài)掃描外，還對(duì)前置學(xué)習(xí)前、后以及情緒學(xué)習(xí)前、后的三個(gè)休息階段進(jìn)行了靜息態(tài)的掃描。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)的行為結(jié)果均表明，情緒學(xué)習(xí)對(duì)前置學(xué)習(xí)中相關(guān)中性配對(duì)的關(guān)聯(lián)記憶有促進(jìn)作用。這種情緒學(xué)習(xí)的回溯性促進(jìn)作用可以快速地發(fā)生在學(xué)習(xí)后的立即記憶測(cè)試中表現(xiàn)出來。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，該促進(jìn)作用僅選擇性地發(fā)生在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)記憶中，即記憶測(cè)試中高自信 （high confidence, HC）正確回憶的面孔-物品配對(duì) （圖1B-D），和前置學(xué)習(xí)中高生動(dòng)性（high vividness, HV）學(xué)習(xí)的配對(duì)（圖1E-G）。而在低自信（LC）正確回憶和低生動(dòng)性（low vividness, LV）學(xué)習(xí)的配對(duì)中并沒有產(chǎn)生顯著作用。

緊接著，本研究還采用單試次表征相似性分析 （trial-by-trial pattern similarity analysis），以衡量情緒學(xué)習(xí)階段對(duì)前置學(xué)習(xí)階段中每個(gè)配對(duì)的重激活 （圖2A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)情緒學(xué)習(xí)可以促進(jìn)先前記憶的表征在記憶相關(guān)腦區(qū)——海馬和物體特異性加工腦區(qū)——腹外側(cè)枕葉皮層（vLOC）的重激活（圖2B）。此外，情緒促進(jìn)下的海馬表征重激活還可以預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)記憶表現(xiàn)（圖2C）。

隨后，本研究以海馬為種子點(diǎn)在情緒學(xué)習(xí)階段進(jìn)行了功能連接分析（圖3A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)情緒學(xué)習(xí)增強(qiáng)了海馬與情感加工腦區(qū)——杏仁核、面孔特異性加工腦區(qū)——梭狀回（FFA）以及物體特異性加工腦區(qū)——外側(cè)枕上葉皮層（superior LOC）的功能連接（圖3B-D）。上述情緒增強(qiáng)的海馬功能連接也可以預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)記憶表現(xiàn)（圖3H-J）。進(jìn)一步的中介分析發(fā)現(xiàn)，情緒增強(qiáng)的海馬-杏仁核功能聯(lián)結(jié)可以通過增強(qiáng)海馬-新皮層（即梭狀回和外側(cè)枕葉）的功能連接，從而促進(jìn)關(guān)聯(lián)記憶（圖3K）。

最后，本研究還在學(xué)習(xí)后的休息階段進(jìn)行了海馬功能連接分析（圖4A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種跟情緒學(xué)習(xí)回溯性促進(jìn)作用相關(guān)的海馬-新腦皮層功能重組模式，即海馬功能連接從局部的刺激相關(guān)腦區(qū)（外側(cè)枕下葉皮層，inferior LOC）向更廣闊分布的跨模態(tài)前額葉-頂葉區(qū)域（前側(cè)和中側(cè)前額葉皮層，以及頂下小葉和后扣帶皮層；aPFC，mPFC，IPL，PCC）轉(zhuǎn)移（圖4B-C）。

綜上所述，本研究通過三個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了情緒學(xué)習(xí)對(duì)人腦記憶整合的回溯性促進(jìn)作用，進(jìn)而揭示了其深層的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制——即情緒學(xué)習(xí)誘發(fā)快速的神經(jīng)活動(dòng)再激活、增強(qiáng)海馬-杏仁核-新皮層的功能耦合，并且在學(xué)習(xí)后休息期間引發(fā)海馬功能聯(lián)結(jié)從局部的刺激特異性加工腦區(qū)向廣泛分布的前額葉-后頂葉區(qū)域的功能重組。上述研究發(fā)現(xiàn)為我們理解情緒學(xué)習(xí)如何重塑人腦對(duì)以往中性事件的記憶及其認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制提供了新的啟示。情緒對(duì)以往事件記憶的重塑一方面具有更好地適應(yīng)未來的積極意義，另一方面也可能帶來過度泛化等不良表現(xiàn)或癥狀。因此，該方面的研究還會(huì)對(duì)理解恐懼癥（phobia）和創(chuàng)傷性應(yīng)激障礙（PTSD）等由過度泛化引起的情緒類精神障礙具有新的啟示意義。

本研究是課題組近年來，在人腦情緒記憶調(diào)控（Liu et al., 2016; Wang et al., 2021; Xiong et al., 2021; Zhuang et al.,2022）與情感-認(rèn)知相互作用（Zeng et al., 2021; Jiang et al., 2021; Tian et al., 2021）領(lǐng)域一系列工作基礎(chǔ)上的延伸和拓展。本研究獲得了國(guó)家自然基金委重點(diǎn)項(xiàng)目、北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題以及國(guó)家留學(xué)基金等資助。課題組碩士畢業(yè)生朱艷楠（現(xiàn)為荷蘭奈梅亨大學(xué)唐德斯研究所博士生）為論文第一作者，其他作者依次為課題組博士生曾奕萌、唐德斯研究所任靖遠(yuǎn)博士、課題組碩士畢業(yè)生張靈科、信陽師范大學(xué)陳昌明博士、唐德斯研究所Guillén Fernández 教授。通訊作者為秦紹正教授。感謝課題組博士畢業(yè)生莊理平和課題組碩士生彭思雅在數(shù)據(jù)分析過程中的幫助。感謝北京大學(xué)腦成像中心的大力支持，感謝參與本項(xiàng)目的所有被試對(duì)科學(xué)研究的支持和奉獻(xiàn)。

論文信息：Zhu Y., Zeng Y., Ren J., Zhang L., Chen C., Fernández G., & Qin S*. (2022). Emotional learning retroactively promotes memory integration through rapid neural reactivation and reorganization. Elife, 11, e60190.

論文鏈接：https://elifesciences.org/articles/60190

課題組在情緒記憶調(diào)控與情感認(rèn)知相互作用領(lǐng)域的前期論文(節(jié)選)：

Liu Y, Lin W, Liu C, Luo Y, Wu J*, Bayley PJ, Qin S* (2016). Memory consolidation reconfigures neural pathways involved in the suppression of emotional memories.?Nature communications?7 (1), 1-12.

Zhang S, Bian C, Mai X, Qin S*, Liu C * (2020). 睡眠對(duì)違反道德的負(fù)性情緒記憶的調(diào)節(jié).?Chinese Science Bulletin, 2020-0814.

Wang J*, Chen B, Sha M, Gu Y, Wu H, Forcato C, Qin S* (2021). Positive and neutral updating reconsolidate aversive episodic memories via different routes.?Neurobiology of Learning and Memory?184, 107500.

Zhuang L, Wang J, Xiong B, Bian C, Bayley P， Qin S*.?Rapid neural reorganization during retrieval practice predicts subsequent long-term retention and false memory.?Nature?Human Behaviour?(2022).

Xiong B, Chen C, Tian Y, Zhang S, Liu C, Evans TM, Fernández G, Wu J, Qin S* (2021). Brain preparedness: The proactive role of the cortisol awakening response in hippocampal-prefrontal functional interactions.?Progress in Neurobiology?205, 102127.

Zeng Y, Tao F, Cui Z, Wu L, Xu J, Dong W, Liu C, Yang Z, Qin S* (2021). Dynamic integration and segregation of amygdala subregional functional circuits linking to physiological arousal.?NeuroImage, 118224

Jiang N, Xu J, Li X*, Wang Y, Zhuang L, Qin S* (2021). Negative parenting affects adolescent internalizing symptoms through alterations in amygdala-prefrontal circuitry: a longitudinal twin study.?Biological Psychiatry?89 (6), 560-569.

Tian T, Young CB, Zhu Y, Xu J, He Y, Chen M, Hao L, Jiang M, Qiu J, Chen X, Qin S* (2021). Socioeconomic Disparities Affect Children’s Amygdala-Prefrontal Circuitry via Stress Hormone Response.?Biological psychiatry?90(3),173-181.

來源：北師大腦與認(rèn)知科學(xué)

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