科技日报北京10月27日电（记者张佳欣）能否察觉到细微变化，取决于大脑对视觉信息的短时记忆。美国麻省理工学院科学家最新研究发现，这一过程依赖于一种低频脑波——θ波。它像雷达一样在大脑皮质中扫过，用以“读取”视觉工作记忆中的信息。相关成果发表于新一期《神经元》杂志。
图为马里兰大学安全运营中心监视器的工作情况，它说明了视觉工作记忆面临的一个挑战：跟踪场景中发生的变化。图片来源：美国科学促进会网站
人类具备在短时间内识别画面变化的能力，这种视觉工作记忆依赖于大脑前额叶的额叶眼区。该区域在空间上对应着视野的映射区域。
此次，研究团队在动物实验中设计了一种“找不同”任务。屏幕上会短暂出现一组彩色方块，消失后又重新出现，其中一个方块的颜色发生变化。实验动物需要迅速注视变色方块，团队则同步记录其反应时间、注视位置及脑电活动。
分析结果显示，动物识别变化的准确度和速度，与θ波的相位密切相关。不同高度的方块对应不同的θ波相位，也就是说，大脑的θ波似乎以自上而下的顺序在视觉皮层中传播。当变色方块恰好出现在θ波扫描到的区域时，动物的反应最为迅速、准确；若时机不匹配，识别表现则明显下降。这一现象表明，大脑在处理视觉工作记忆时存在节律性波动，θ波在其中起到扫描和调控作用。
θ波不仅与反应速度相关，还会协调其他脑波活动。在θ波的兴奋阶段，β波活动被抑制，神经元放电增强，视觉信息的编码更加活跃。这一“波间协调”机制有助于解释大脑如何通过不同频率的脑波分工来完成认知运算。
研究还发现，当动物需要记住的方块数量增加时，θ波的影响更为明显。这说明θ波不仅参与记忆扫描，还可能限制工作记忆的容量。
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