压力如何让大脑“加固”记忆？耶鲁大学科学家找到答案

耶鲁大学研究人员最新发现，压力激素皮质醇会通过改变情绪和记忆相关大脑网络的工作方式以及网络之间的沟通方式，增强情绪记忆。这项发表于《科学进展》的研究帮助人们理解为什么某些经历会留下强烈印象，而另一些经历很快被忘记。通讯作者、耶鲁医学院精神病学助理教授、文理学院心理学助理教授伊丽莎白·戈德法布说，人们都会经历压力，她的实验室希望弄清楚压力在什么情况下会有帮助。 以往对人和啮齿动物的研究都显示，压力和皮质醇可以改善对情绪性事件的记忆。科学家也知道，包括杏仁核在内的一些脑区在这个过程中起关键作用。杏仁核对处理情绪、判断经历是否重要特别关键。不过，皮质醇究竟怎样增强记忆一直难以确定，因为很多脑区会同时参与多种心理功能，难以区分激素是在影响情绪反应、记忆形成，还是两者同时。 戈德法布解释，情绪性记忆的形成本质上有不同过程：第一步是把某个经历感知为情绪化或强烈，第二步是把这段经历编码成长期记忆。她也是耶鲁大学伍蔡研究所成员，该研究所是一个探索认知的跨学科项目。研究人员希望分别研究这些过程，以判断皮质醇如何影响大脑识别情绪意义并把经历保存为长期记忆的能力。 为了研究，耶鲁团队让志愿者服用一种药物：有时服用氢化可的松，也就是皮质醇的一种形式；有时服用惰性安慰剂。随后他们在接受功能性磁共振成像（fMRI）扫描时观看一组图片。fMRI通过测量与大脑活动有关的血流和氧气变化，帮助研究者判断不同任务中哪些脑区更活跃。参与者观看每张图片时报告自己的情绪反应。第二天，研究人员测试他们还记得哪些图片。每人完成两次实验，一次服氢化可的松，一次服安慰剂。研究采用双盲设计，参与者和实验者都不知道某次服用的是哪种药。这让科学家能比较同一个人有额外皮质醇和没有额外皮质醇时的大脑反应。 该研究一个重要进展是分析脑扫描的方法。科学家常研究功能连接，即不同脑区活动的波动是否同步。两个区域同步活动，可能说明它们在参与相关过程。传统分析需要几分钟脑成像数据。耶鲁团队则按每次约5秒的单个试次分析功能连接。利用这些短暂快照，他们测试活动模式能否预测两个结果：参与者认为图片情绪强度如何，以及第二天是否会记得该图片。两种预测都有效。通过分别找出与情绪强度和记忆形成有关的模式，科学家可以检查皮质醇如何影响情绪网络、记忆网络，以及它们之间的互动，从而更细致了解情绪记忆形成时的大脑活动变化。 结果显示两个主要效应。第一，皮质醇提高参与者记住情绪重要经历的能力，证实此前研究。第二，也更关键的是，激素通过不同方式改变处理情绪和形成记忆的脑网络，从而增强情绪记忆。在情绪相关网络中，皮质醇使活动模式更一致、参与度更高，说明它帮助大脑更强烈、更稳定地响应经历的情绪意义。在记忆网络中，皮质醇产生不同效果：让活动模式更专门处理情绪信息，说明大脑在调整编码情绪重要经历的方式。激素还增加情绪与记忆网络之间的协调，也就是帮助不同脑系统在处理有情绪分量经历时更高效合作。这些发现共同说明，压力通过多个相互作用的脑机制增强情绪记忆，而不是只靠一个区域或单一过程。 这些结果也解释压力不会一概改善所有记忆，而是有选择性：它会让强烈或有意义的经历更容易被记住。研究人员认为，这反映大脑能够适应压力情境，优先处理可能重要的信息。戈德法布说，压力反应本质上是适应性的，可以帮助你形成强记忆，但仅限于你感到情绪强烈或有意义的经历；这部分与大脑增强追踪情绪强度网络的参与有关。因此，如果在压力下学习新东西，尝试把学习内容与令人兴奋的元素或强烈感受联系起来，可能有帮助。该发现也为学习提供实用启示：把信息与兴奋、个人重要或情绪相关的事物连接起来，可能更容易记住，尤其在压力情境中。压力并非只会干扰记忆，有时也能帮助大脑判断哪些经历值得特别关注，并加强保存这些经历的神经网络。 其他参与研究的耶鲁学者包括精神病学拉吉塔·辛哈教授，她也是儿童研究中心和神经科学教授；以及放射学与生物医学成像、神经外科教授托德·康斯特布尔。研究由美国国家卫生研究院资助。