【基本信息】

    文献名称：Shared memories reveal shared structure in neural activity across individuals

    发表期刊：nature子刊

    时间：2017年1月

    研究主题：

    1.人们在经历相同的情景时，大脑的神经表征是否也是相似的？

    2.如果是，那么how to shape？以及how similar are the neural codes？

    （个人理解：换句话说，所有人是否都用同一套神经算法的框架来编码外界输入？如果是，大脑如何实现这一过程？人与人之间的相似度又有多少？）

    实验流程：

    被试躺在fMRI舱里看50分钟神探夏洛克的电影，然后口头复述出来。

    被试情况及事前准备：

    17名被试，事前确认他们没有看过神探夏洛克。

    【结果分析】

    口述结果分析：

    参与者平均口语回忆21.7mins（最短10.8mins，最长43.9mins，sd 8.9mins）。

    电影根据叙事的主要变化被分为50个场景（时长不等，分布为11-180s，sd 41.6s），被试平均能识别出34.3（sd 6.0）个场景。

    回忆中的时间压缩变化很大，不同参与者使用的具体词汇也有很大差异（图1c和图1d画得挺不错，值得参考。）

    脑电结果分析1（被试内：观看电影-回忆对比）：

    将核磁结果按照50个场景的时间戳来划分，以此来分开匹配当前语境的场景/与不匹配的场景，结果显示观影与回忆重叠的激活脑区有：后内侧皮质(PMC)、内侧前额叶皮质(mPFC)、海马体旁皮质(PHC)和后顶叶皮质(PPC)（这个结果与DMN(default mode network）相符合）。

    这表明，观影时激活的脑区能在口头回忆、并没有任何外部提示的情况下，重新激活。

    对于这个结果，之前的实验就有很多类似的研究，所以算验证性实验吧。

    脑电结果分析2（被试间：其余人观看电影-一个被试回忆）：

    从这儿开始应该就是这个实验的创新分析了，之前没有过。

    作者把每个参与者回忆部分的脑电，跟其他参与者看电影时的脑电平均值进行了比较。最终发现就算输入-回忆的过程是跨个体的，movie-recall reinstatement effect也仍然存在。

    所以就输入和回忆信息的整体架构而言，个体与个体之间都是差不多的。

    脑电结果分析3（被试间：其余人回忆电影-一个被试回忆）：

    在这个分析里，作者用了分析2的模式，把每个参与者的回忆脑电跟其他参与者的回忆平均脑电做correlation，最后发现是相似的。

    （激活区域：包括贯穿DMN的高阶皮质区域和类别选择性高级视觉区域，但不包括低阶感觉区域。）

    个体之间特定事件模式的直接空间对应表明，存在一个空间组织，它是整个大脑中共同存在的记忆基础的神经表征。

    脑电结果分析4（被试 vs 电影scene的分类）：

    这个分析主要是看脑电结果能不能预测电影场景与场景之间的区别。

    电影有50个场景，所以作者把被试随机分为两组，然后计算将individual scene成功识别出来的正确率（？这怎么计算的……）。最后发现无论是对u与电影阶段还是recall阶段，正确率都远远超过了p值，所以大脑对于场景之间的激活程度是有划分的。文中提出了大概15个维度去进行这种划分。

    （但是这里有个看不懂的点：为什么要把所有被试分成两组来做pairwise correlation？这个的意义是什么）

    （解答上面的问题：是为了确保所有人宏观的大脑拓扑结构带来的影响大于个体脑区活动的差异！要不然直接所有被试的脑电求一个平均数的话，无法确保每个被试的脑电都可以distinguish单独的scene。）

    脑电结果分析5（所有被试的movie-recall 相似性与recall-recall相似性的对比）

    哇，这个分析方法有点惊艳到我。这里提出了一种比较新的观点，就是如果大脑有一个统一的更改结构去把输入场景变成再认输出的话，那被试movie-recall的相似度应该是比recall-recall的相似度低的。

    分析显示，回忆-回忆模式的相似性在许多高阶区域强于电影-回忆模式的相似性。所以大脑有一个系统的变化结构。

    然后这里又做了一个补充分析，目的是证明（这种系统的变化结构）不是源于（看电影与回忆的总体形式差异，比如看电影只涉及到视觉与听觉，但是回忆则涉及到嘴部运动与语言脑区之类的）。

    这个补充分析的结论是，总体差异并不是形式差异造成的。但是研究方法有点没看懂，它把每个被试的单幕回忆脑电与其他被试的输入/回忆脑电结合起来看分类优劣？

    （We asked whether each participant’s individual scene recollection patterns could be classified better using movie data from other participants or recall data from other participants. Classification rank was found to be higher when using the recall data as opposed to the movie data in 99% of the searchlights.）

    补充：哦哦哦看懂了！！如果是无关噪声引起的大脑结构变化的话，那分类应该更不明确才对。但是电影场景与场景间的分类还是很明确，所以无关噪声对整体是没有多大影响的。

    脑电结果分析6（证明movie-recall在被试内比被试间更相似）：

    参与者内部的电影回忆相似性比参与者之间的更强，这证明变化的神经模式大概率包含反映记忆表征中更细粒度的个体差异的信息。

    分析结果：

    1. 现实世界事件记忆的神经活动在不同的大脑中具有【共同的空间组织】，神经活动以【系统的方式】从最初的感知转变为回忆。

    在一个区域的子集中，大脑活动模式在个体之间以一致的方式在感知和回忆之间改变。这种改变的幅度预测了单个电影场景的可记忆性，表明感知和回忆之间大脑模式的改变可能对行为有益。

    2. 在回忆过程中观察到的共同表征的大脑区域与DMN有广泛的重叠。DMN涉及广泛的复杂认知功能，包括场景和情境模型构建、情景记忆和内部聚焦思维。

    多项研究表明，在处理电影和故事等现实刺激时，DMN的活动时间过程在个体之间是同步的，并且锁定在刺激中的高级语义信息上，而不是低级感觉特征或中级语言结构上。

    记录要点：

    1.这个实验记录的是全脑的fMRI。而且刺激材料选择的是电影片段，因为它不仅在sensory层面有有视觉和声音输入，而且在higher-order brain regions也有语义学解读空间，是一个很丰富的刺激材料。

    2. 研究结果表明，记忆表征的共同空间组织存在于高级皮质区域(例如，DMN)，在那里，信息在很大程度上被抽象出来，超出了感官限制。

    在人们回忆之前，这种感知体验会以一种系统的方式发生改变，这一过程可能对记忆有益。

    这些观察是在个人从事自然和无引导的口头回忆时进行的，证明了这种现象的稳健性和生态有效性。使用语言随意重新激活与电影事件相关的神经反应序列的能力，可以被认为是一种有意识的重放。

    3. 系统性转化在几个脑区被观察到，包括PHC和其他高级视觉区、颞上极、PMC、mPFC和PPC。在回忆过程中，不仅事件的相似性增加了，事件的可辨析性也增加了，这表明这种影响不是由于回忆事件之间的共同因素(例如，语音)造成的。

    另外，在PMC中表现出更多神经改变的场景更容易被回忆起来。对这种现象可能的解释是，参与者对某些事件的结构有共同的概念，这些现有的模式指导回忆，允许让参与者思考与图示一致的场景元素来改善记忆。

    感想：

    这个研究主题看上去似乎很简单，但其实它证实了一个比较底层、也比较基础的逻辑，这也大概是它为什么能被nature子刊录用的原因吧。

    对于外界情景的大脑加工，每个人都有一个系统性的大脑算法去存储，但这种系统的普适性没有得到全面认证，而这篇论文就是弥补这个gap的。要不然人类的社会化都无法实现，想象一下面对同一个场景，大家连最基础的认知都不同，那何谈交流呢。

    而且实验设计得不错，研究方法也简略直接，很有说服力，短小精干。可以学习一下。