4、从网络科学分析看人类大脑功能连接与工作记忆的奥秘

从网络科学分析看人类大脑功能连接与工作记忆的奥秘

1. 引言

过去十年，网络科学研究人类大脑功能连接的现有和新兴工具被用于描绘大脑与认知各方面的关系。这些研究为认知神经科学家提供了大量新数据，随着对捕捉人类大脑连接动态成分分析的进展，一波更复杂的数据正在涌现。在此背景下，有必要评估目前所学到的内容。本文将回顾基于图论的网络科学对人类大脑功能连接的分析，利用功能磁共振成像（fMRI）数据，在认知方面所获得的见解，以及未来可能取得的成果，尤其聚焦于工作记忆的研究。

2. 工作记忆

选择工作记忆作为评估人类大脑功能连接研究结果的测试案例，有多个原因。
- 理论核心地位 ：自Baddeley和Hitch在1974年提出开创性理论以来，工作记忆一直是人类认知理论的核心概念。他们认为工作记忆强调了信息的暂时存储和主动操作在认知中的重要性，并提出了一个相互作用的系统。最初模型中，工作记忆被描述为一个由“中央执行系统”和分别用于视觉空间和语言信息临时存储的缓冲系统组成的心理工作空间。
- 多种模型观点 ：除了Baddeley的多组件模型，Cowan在1988年将工作记忆概念化为注意力的核心焦点，可指向感觉或长期记忆表征。近期研究普遍认为工作记忆是一个与注意力内在相关的有限容量系统，但在内容和表征存储位置上存在很大差异。许多当前理论仍将工作记忆视为“意识的工作台”。
- 研究广泛但部分未解 ：尽管工作记忆是人类认知研究最多的概念之一，涉及言语、视觉和空间与物体工作记忆等众多主题，但工作记忆的一个核心方面仍未完全理解，即它是一个有限容量系统，只能以高度可