如果一位中風(fēng)病人的左額葉前皮質(zhì)受了損傷,，圖像出現(xiàn)在他右眼的時候,，由于視覺工作記憶遭到破壞，他的視覺處理能力很微弱，就會看到一幅“幻覺印象”呈現(xiàn)在面前,，且能維持長達(dá)一秒時間,，以便與下一幅圖像相比較。未受損傷的右額葉前皮質(zhì)將會接管某些功能,，這顯示大腦能彌補(bǔ)某些記憶損失,。
必要時腦區(qū)功能可由對側(cè)接管
過去30多年的大腦研究顯示，如果大腦中控制運(yùn)動,、感知和語言的部分由于中風(fēng)或損傷而失去功能,，大腦的其他部分能接管這部分失去的功能，常常也能做到跟原來一樣好,。
而一項(xiàng)新研究顯示,，記憶力和注意力也存在這種情況。至少對于記憶來說,，當(dāng)無法像往常那樣處理事務(wù)但又確實(shí)需要時,，未受損傷的大腦就會提供幫助。發(fā)表在11月4日的《神經(jīng)元》雜志上的一篇論文,，詳細(xì)描述了對腦卒中病人腦電波的研究,。病人的額葉前皮質(zhì)失去了部分功能，這是大腦控制記憶和注意力的地方,。
論文第一作者,、加州大學(xué)伯克利分校的海倫·威爾士神經(jīng)科學(xué)研究院博士后布拉德利·沃伊泰克說：“我們給每個人一個實(shí)時的迅速閃過的圖像刺激，間隔一小段時間再次顯示圖像,，讓他們說出前后兩幅圖是否相同,。”
他把電極放在6名腦卒中病人和6名額葉前皮質(zhì)功能正常者的頭皮上，讓每個病人看一系列的圖像,，以測試他們的短時圖形記憶能力,，即視覺工作記憶。正是這種視覺工作記憶讓我們能夠比較兩個目標(biāo)物體,，當(dāng)我們看其中一個的時候,，會把另一個存在記憶里，比如我們在兩個香蕉中選擇哪個最成熟,。沃伊泰克解釋說：“你在大腦中建立了來自于視覺世界的印象,，然后你才能在心里將這一印象圖像和由真實(shí)世界的視覺刺激形成的圖像進(jìn)行比較。而這些病人無法很好地做到這一點(diǎn),。”
他們用腦電波來對大腦活動進(jìn)行檢測,，腦電波在定位活動區(qū)域時雖不如功能性核磁共振成像（fMRI）精確，但fMRI的分析時間平均為幾秒鐘,，不可能在不到一秒內(nèi)分析出大腦的處理過程,，或第一時間告知研究人員發(fā)生了什么,。他們發(fā)現(xiàn)，把圖像顯示在受損大腦對側(cè)眼前時,，損傷的額葉前皮質(zhì)沒有反應(yīng),，但同側(cè)未受損的額葉前皮質(zhì)卻在300毫秒到600毫秒內(nèi)有了反應(yīng)。
“腦電波能以亞秒解析度顯示出大腦正在執(zhí)行補(bǔ)償功能,。”沃伊泰克說,，“這種補(bǔ)償非常快,，在受損一側(cè)無力響應(yīng)的一秒之內(nèi),，未受損的一側(cè)就準(zhǔn)備好接管它的職責(zé)了。”
論文合著者,、該校心理學(xué)教授羅伯特·奈特博士說：“如果你失去了A,，B就會接管它的工作，這種觀點(diǎn)并不新鮮,。根據(jù)我們的研究,，這不是‘B接管了A’，而是‘當(dāng)且僅當(dāng)必要時,，B將接管A’,。大部分情況，它和普通大腦組織一樣履行自己的職能,。只有當(dāng)大腦壞損部分造成了壓力,，它才會變成超級驅(qū)動器，在不到一秒的時間內(nèi)作出反應(yīng),。這是一種變化性很強(qiáng)的神經(jīng)可塑性,。”
整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都支持記憶
這些研究結(jié)果也支持了記憶并非存儲在某一個腦區(qū)而是分布在多個腦區(qū)的假說，這也意味著一個存儲區(qū)域受了損傷,，記憶也很容易得到彌補(bǔ),。沃伊泰克說，記憶不是只在特定的區(qū)域,，而是整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都能支持記憶。
在發(fā)表于10月4日美國《國家科學(xué)院院刊》網(wǎng)站的另一篇論文中,，沃伊泰德和奈特研究了額葉前皮質(zhì)損傷和基底神經(jīng)結(jié)損傷病人的視覺工作記憶,。沃伊泰克說，基底神經(jīng)結(jié)損傷會導(dǎo)致更廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)虧損,，而額葉前皮質(zhì)損傷會導(dǎo)致腦半球內(nèi)的記憶虧損,。“這再次證明，記憶是一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象,，而不是一種特殊的區(qū)域現(xiàn)象,。”
基底神經(jīng)結(jié)是直接位于大腦皮層以下的一對區(qū)域,，與運(yùn)動的控制和學(xué)習(xí)有關(guān)，帕金森病患者的該區(qū)域就遭到了損壞,。因腦卒中而損傷了額葉前皮質(zhì)的病人,，當(dāng)圖像出現(xiàn)于損壞區(qū)對側(cè)眼前時，可能會出問題,；而基底神經(jīng)結(jié)損壞病人,，無論圖像出現(xiàn)在哪邊眼睛，其視覺工作記憶都會出問題,。
研究數(shù)據(jù)顯示,，認(rèn)知控制只是對側(cè)的，而一邊基底神經(jīng)結(jié)的一個小損傷卻會對大腦兩半球和兩邊身體造成影響,。“如果摘除了一邊基底神經(jīng)結(jié),，從邏輯上講一半身體就得了帕金森病。但事實(shí)并非如此,，一邊的基底神經(jīng)結(jié)能在某種程度上控制兩邊身體的運(yùn)動,。”奈特說，這也表明,，對深層的皮層下基底神經(jīng)中樞區(qū)域來說,，需要完整無缺才能正常運(yùn)作。這一觀點(diǎn)是沒有人置疑的,。
