电子科技大学徐鹏、李发礼团队与中国科学技术大学张效初在《Communications Biology》上发表研究成果
1.研究背景
工作记忆（working memory, WM）容量有限，但个体能够通过内部注意机制在保持阶段对不同记忆表征进行灵活的优先化，从而优化行为表现。大量行为研究表明，在工作记忆保持阶段呈现的回顾线索（retro-cue）可以显著提高记忆准确率并缩短反应时，这一现象通常被解释为内部注意将有限的认知资源重新分配至与任务相关的目标表征。然而，关于这一优先化过程的神经实现机制，目前仍缺乏统一认识。传统观点多强调前额–顶叶控制网络的自上而下调节作用，而近年来提出的“活动沉默”工作记忆理论（activity-silent working memory）则认为，记忆内容在保持阶段并不依赖持续的神经放电，而是以潜伏的突触或网络状态存储，并在需要时被重新激活。尽管后部α波侧化常被视为内部注意定向的重要电生理指标，但该指标主要反映局部感觉皮层活动，难以揭示工作记忆表征在全脑尺度上的动态再激活过程。
近日，电子科技大学生命科学与技术学院徐鹏、李发礼团队与中国科学技术大学生命科学学院张效初合作，在国际知名期刊Communications Biology在线发表了题为“Prioritizing flexible working memoryrepresentations relies on the involvementof the parahippocampal-insula networkduring memory reactivation”的研究论文。研究旨在从大尺度脑网络层面系统考察retro-cue如何触发潜伏工作记忆表征的再激活，并探索在这一过程中是否存在关键网络节点在协调表征优先化方面发挥核心作用。
2. 研究方法
2.1 被试
本研究共招募60名健康成人被试（32名男性，平均年龄22±2岁）均为右利手，视力或矫正视力正常，无神经系统或精神障碍病史。
2.2 实验流程
被试完成一项经典的视觉工作记忆变化检测任务。每个试次开始呈现注视点，随后在左右两个半视野同时呈现由彩色方块组成的记忆阵列，整体记忆负载在不同条件下进行操纵（总项目数为2、4、6或8）。记忆阵列消失后进入保持阶段，在该阶段呈现回顾线索：在retro-cue条件下，单向箭头指示随后将被测的目标半视野；在neutral-cue条件下，双向箭头不提供任何空间信息。随后再次进入保持阶段，最终呈现探测刺激，被试需要判断目标刺激的颜色是否发生变化并通过按键作出反应。
图1 实验流程图
整个实验过程中同步记录脑电信号，脑电数据使用ANT Neuro 64导脑电采集系统进行记录，采样率为1000 Hz，阻抗保持在5 kΩ以下，在离线分析中对信号进行带通滤波、伪迹剔除以及独立成分分析（ICA），以去除眼动与肌电干扰。随后利用标准化低分辨率电磁断层成像方法（sLORETA）将头皮EEG信号重建至皮层源空间，为后续的大尺度网络分析提供基础。
图2 ANT Neuro eegoTM mylab
3. 实验结果
行为结果显示，与neutral-cue条件相比，retro-cue条件下被试的反应时显著缩短，记忆正确率显著提高，表明回顾线索能够稳定地促进工作记忆表现。
图3 各条件下的准确率与反应时
在神经层面，基于源定位信号构建的大尺度脑网络分析发现，编码阶段形成的网络表征在记忆阵列结束后迅速减弱，提示工作记忆进入活动沉默状态；而在回顾线索呈现后，编码相关的网络模式会被短暂再激活。值得注意的是，这种再激活在retro-cue条件下显著强于neutral-cue条件，且主要出现在α频段。
图4 α频段中动态网络相似性（DNS）及其行为相关性。(A) 不同线索类型下的DNS变化；(B)回顾线索阶段的大尺度网络拓扑与DNS呈显著正相关；(C) 回顾线索阶段DNS与行为正确率之间的相关关系；(D) 中性线索阶段DNS与行为正确率之间的相关关系
进一步的网络拓扑分析表明，回顾线索诱发的再激活过程主要涉及海马旁回–岛叶网络（parahippocampal–insula network, PIN）及其与后部默认模式网络和视觉网络之间的功能连接。此外，网络再激活强度与个体的行为表现呈显著正相关，而后部α 波侧化与网络再激活呈负相关关系，提示全脑网络层面的再配置可能先于并调控局部感觉皮层的注意定向活动。
图5 阶段特异性的网络模式及其与行为的相关性。(A) 编码阶段的网络模式与行为正确率之间的关系；(B) 回顾线索阶段的网络模式与行为正确率之间的关系；(C) 回顾线索阶段的网络模式与侧化α 功率之间的关系
4. 结论
本研究从大尺度脑网络视角系统揭示了工作记忆中表征优先化的神经机制。研究结果表明，retro-cue并非仅通过局部皮层层面的抑制或增强来发挥作用，而是通过重新激活编码阶段形成的整体网络表征，实现对目标信息的优先化。海马旁回–岛叶网络在这一过程中表现出关键的枢纽作用，可能通过整合情境记忆相关信息与显著性/注意信号，促进潜伏工作记忆表征的灵活再激活。该研究不仅在网络层面为activity-silent工作记忆理论提供了实证支持，也拓展了以往主要依赖前额–顶叶控制或α波侧化指标的解释框架。
5.文献名称及DOI号
Chen, C., Xie, Y., Zhao, J., Xu, S., Li, C., Yi, C., ... & Xu, P. (2025). Prioritizing flexible working memory representations relies on the involvement of the parahippocampal-insula network during memory reactivation. Communications Biology, 8(1), 1648.
DOI: 10.1038/s42003-025-09029-0
