耶鲁大学的研究者弄清了压力激素皮质醇如何帮大脑把情绪化的经历变成更牢固、更持久的记忆。压力会改变情绪网络和记忆网络之间的沟通方式,这或许能解释为什么有些瞬间特别难忘。
压力不只影响心情,也会改变我们记住什么,尤其是当一段经历情绪强烈,或者对你个人意义重大时。科学家早就知道,压力情境下释放的皮质醇能强化情绪记忆,但大脑内部究竟怎么做到的,一直不清楚。耶鲁大学的这项研究给出了关键线索:皮质醇通过改变情绪和记忆相关脑网络的工作方式与相互沟通,来强化情绪记忆。研究发表在《Science Advances》上。
通讯作者、耶鲁医学院精神病学助理教授、艺术与科学学院心理学助理教授Elizabeth Goldfarb说,每个人都会经历压力,她的实验室想搞清楚压力怎样才有帮助。她也是耶鲁吴蔡研究所的成员。
情绪记忆是怎么形成的
此前针对人和啮齿动物的研究都显示,压力和皮质醇能改善对情绪事件的记忆。科学家还知道杏仁核等脑区在其中起着关键作用,杏仁核尤其擅长处理情绪、判断哪些经历可能重要。
但要精确说明皮质醇如何强化记忆并不容易。很多脑区同时参与多种心理功能,很难判断激素到底是在影响情绪反应、记忆形成,还是两者都影响。
Goldfarb说,形成情绪记忆涉及大脑里两个不同过程:先把一段经历感知为情绪化或强烈的,再把它编码成长期记忆。研究者想把这两个过程分开考察,看皮质醇分别怎样影响大脑识别情绪意义的能力,以及把经历保存为持久记忆的能力。
实验怎么做
耶鲁团队让参与者服下含氢化可的松(一种皮质醇)的药片,或者没有药效的安慰剂,然后一边做功能核磁共振(fMRI)一边看一系列图片。这种影像技术测量与脑活动相关的血流和氧含量变化,能看出不同任务中哪些脑区更活跃。
看图片时,参与者要报告自己对每张图的情绪反应。第二天,研究者测试他们记住了多少。每个人都要做两次实验,一次吃药,一次吃安慰剂。研究采用双盲设计,参与者和实验者都不知道当次用的是什么,这样可以比较同一个人在大脑里多出皮质醇和没有时的反应差异。
只看5秒的脑网络活动
这项研究最重要的突破之一,是分析脑部扫描的方式。科学家常用功能连接这个指标,描述不同脑区的活动有多同步。两个区域的活动模式同步,通常说明它们参与了相关的过程。传统做法需要好几分钟的脑成像数据,耶鲁团队却只分析单次试验中大约5秒的功能连接。
用这些短片段,研究者检验脑活动模式能否预测两件事:参与者觉得一张图有多强烈的情绪,以及第二天还能不能记住它。两个都预测成功了。把情绪强度和记忆形成的模式分开之后,科学家就能看清皮质醇如何分别影响这两个网络,以及它们之间的互动,从而得到情绪记忆形成过程中脑活动变化的更细致图景。
皮质醇让脑网络更协同
结果显示出两个主要效应。第一,皮质醇提高了参与者记住情绪性经历的能力,印证了此前研究的提示。第二点更重要:激素是通过情绪加工网络和记忆形成网络各自不同的变化来强化情绪记忆的。
在情绪相关网络里,皮质醇让活动模式变得更稳定,也提高了网络的参与度,说明激素帮助大脑对经历的情绪意义反应得更强、更可靠。在记忆网络里,皮质醇的作用不一样:它让这些网络的活动模式对情绪信息更加专门化,等于大脑在调整情绪性经历的编码方式。激素还提高了情绪网络和记忆网络之间的协调性。换句话说,面对带着情绪分量的经历,皮质醇让这些不同的脑系统配合得更好。
综合起来,压力是通过多个相互作用的机制来强化情绪记忆的,而不是靠某一个脑区或某一种过程。
为什么有些经历格外难忘
这些结果也解释了为什么压力不会让所有记忆都变好。它的好处是有选择的,只让那些感觉特别强烈或有意义的经历更容易被记住。研究者认为,这反映了大脑适应压力情境的能力,优先处理可能重要的信息。
Goldfarb说,压力反应本质上是适应性的,能帮你形成牢固的记忆,但只针对你觉得情绪强烈或有意义的经历。这部分是因为大脑提高了对情绪强度敏感的网络参与度。所以如果你正承受压力,又想学点新东西,可以试着想想所学内容里让你兴奋的部分或强烈的感受。
研究还给学习带来一个有用的提示:把信息和让你兴奋、对你有意义或者能调动情绪的东西联系起来,会更容易记住,在压力大的时候尤其如此。压力并不只会干扰记忆,它有时能帮大脑判断哪些经历值得特别关注,并强化保存这些经历的网络。
参与这项研究的其他耶鲁研究者包括精神病学Foundations Fund冠名教授、儿童研究中心教授兼神经科学教授Rajita Sinha,以及放射学与生物医学成像Elizabeth Mears and House Jameson教授、神经外科教授Todd Constable。研究由美国国立卫生研究院资助。