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阿尔法波段活动揭示了视觉工作记忆中空间位置的自发表示。

Alpha-Band Activity Reveals Spontaneous Representations of Spatial Position in Visual Working Memory.

机构信息

Department of Psychology and Institute for Mind and Biology, University of Chicago, Chicago, IL 60637.

Department of Psychology and Institute for Mind and Biology, University of Chicago, Chicago, IL 60637.

出版信息

Curr Biol. 2017 Oct 23;27(20):3216-3223.e6. doi: 10.1016/j.cub.2017.09.031. Epub 2017 Oct 12.

Abstract

An emerging view suggests that spatial position is an integral component of working memory (WM), such that non-spatial features are bound to locations regardless of whether space is relevant [1, 2]. For instance, past work has shown that stimulus position is spontaneously remembered when non-spatial features are stored. Item recognition is enhanced when memoranda appear at the same location where they were encoded [3-5], and accessing non-spatial information elicits shifts of spatial attention to the original position of the stimulus [6, 7]. However, these findings do not establish that a persistent, active representation of stimulus position is maintained in WM because similar effects have also been documented following storage in long-term memory [8, 9]. Here we show that the spatial position of the memorandum is actively coded by persistent neural activity during a non-spatial WM task. We used a spatial encoding model in conjunction with electroencephalogram (EEG) measurements of oscillatory alpha-band (8-12 Hz) activity to track active representations of spatial position. The position of the stimulus varied trial to trial but was wholly irrelevant to the tasks. We nevertheless observed active neural representations of the original stimulus position that persisted throughout the retention interval. Further experiments established that these spatial representations are dependent on the volitional storage of non-spatial features rather than being a lingering effect of sensory energy or initial encoding demands. These findings provide strong evidence that online spatial representations are spontaneously maintained in WM-regardless of task relevance-during the storage of non-spatial features.

摘要

一种新兴的观点表明,空间位置是工作记忆(WM)的一个组成部分,因此,无论空间是否相关,非空间特征都与位置绑定[1,2]。例如,过去的研究表明,当存储非空间特征时,刺激位置会自发地被记住。当记忆项出现在与编码时相同的位置时,项目识别会增强[3-5],并且访问非空间信息会引发空间注意转移到刺激的原始位置[6,7]。然而,这些发现并不能证明 WM 中保持了对刺激位置的持久、活跃的表示,因为在长期记忆存储后也记录到了类似的效果[8,9]。在这里,我们表明,在非空间 WM 任务中,持久的神经活动主动编码了备忘录的空间位置。我们使用空间编码模型结合脑电图(EEG)测量的振荡 alpha 波段(8-12 Hz)活动来跟踪空间位置的活跃表示。刺激的位置在每次试验中都变化,但与任务完全无关。然而,我们观察到原始刺激位置的活跃神经表示在整个保持间隔内持续存在。进一步的实验证实,这些空间表示依赖于非空间特征的自愿存储,而不是感官能量或初始编码需求的残留效应。这些发现提供了强有力的证据,表明在非空间特征存储期间,在线空间表示会在 WM 中自发地保持——无论任务相关性如何。

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