“几十年来，研究人员一直想知道支持我们工作记忆的神经表征的本质，”纽约大学心理学和神经科学教授克莱顿·柯蒂斯(Clayton Curtis)解释说，他是发表在该杂志上的这篇论文的资深作者神经元．“在这项研究中，我们使用了实验和分析技术来揭示大脑中工作记忆表征的形式。”

短时存储信息的能力，或“工作记忆”，是我们大多数高级认知过程的基石，它的功能障碍是包括精神分裂症在内的各种精神和神经症状的核心。

尽管它很重要，但我们对大脑如何存储工作记忆表征所知甚少。

柯蒂斯说:“虽然我们可以从大脑活动的模式中预测你的工作记忆的内容，但这些模式的编码究竟是什么，我们仍然无法理解。”

柯蒂斯和他的合著者、纽约大学博士生Yuna Kwak假设，我们的大脑不仅会丢弃与任务无关的特征，还会重新编码与任务相关的特征进入记忆格式，既有效又不同于感知输入本身。

几十年来，我们都知道，我们会把字母和数字的视觉信息重新编码成语音或基于声音的代码，用于口头工作记忆。例如，当你看到一个电话号码的一串数字时，你不会存储这个视觉信息，直到你拨完这个号码。而是存储听起来这些数字(例如，当你在脑子里念电话号码“867-5309”的时候，它听起来像什么)。然而，这只表明我们确实重新编码了——它并没有解决大脑如何格式化工作记忆表征的问题，而这正是新研究的重点神经元研究。

为了探究这一点，实验人员在参与者执行视觉工作记忆任务时，用功能性磁共振成像(fMRI)测量了他们的大脑活动。在每次试验中，参与者都必须在几秒钟内记住一个简短的视觉刺激，然后做出基于记忆的判断。在一些试验中，视觉刺激是一个倾斜的光栅，而在另一些试验中则是一团移动的圆点。在记忆延迟之后，参与者必须精确地指出光栅倾斜的确切角度或点云运动的确切角度。

尽管有不同类型的视觉刺激(光栅和点运动)，他们发现视觉皮层和顶叶皮层(大脑中用于记忆处理和存储的一部分)的神经活动模式在记忆过程中是可以互换的。换句话说，训练用来预测运动方向的模式也可以预测光栅的方向，反之亦然。

这一发现引发了一个问题——为什么这些记忆表征是可以互换的?

柯蒂斯解释说:“我们推断，只有测试刺激中与任务相关的特征被提取出来，并重新编码到共享记忆格式中，可能采取抽象的线状形状的形式，与光栅的方向或点的运动方向相匹配。”

为了验证这一假设，即参与者的记忆被记录成线状模式——类似于想象一条以特定角度呈现的直线——他们采用了一种新颖的方式来可视化大脑活动的模式。

研究人员利用每个皮层群体的接受区模型，将皮层活动模式中编码的记忆模式投射到视觉空间的二维表示上。这种方法创造了参与者所看到的监视器空间内皮层活动的表征。这种方法使科学家们能够在屏幕坐标中可视化受试者皮层活动的模式，揭示运动和光栅刺激的线状表示。

“我们可以在地形图上看到与运动方向和光栅对应的角度的活动线，”柯蒂斯解释说。

这种新颖的可视化技术提供了一个机会，让我们真正“看到”工作记忆表征是如何在神经群中编码的。

具体来说，使用单线(如指针或箭头)来表示方向运动(例如，向上和向左)和取向倾斜光栅(如向上和向左)的。这项任务并不要求受试者记住所有移动的圆点，而只要求他们记住圆点运动方向的概要。此外，它还需要内存角的光栅，而不是所有的其他视觉细节的光栅，如空间频率和对比度。因此，该方法能够区分我们如何选择性地存储相关信息，同时丢弃不相关的内容。

柯蒂斯总结道:“我们的视觉记忆是灵活的，可以是我们所看到的东西的抽象，这些东西是由它们所引导的行为所驱动的。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院国家眼科研究所(NEI)的资助(R01 EY-016407, R01 EY-027925)。