人類小腦和小腦皮質連接參與情緒記憶增強

在演化的適應性上，記住危險和有利的情況非常重要，所以情緒刺激的記憶增強對於生存至關重要，但若在經歷高度反感情緒的情況下，它也可能有助於恐懼相關疾病的發展和維持。來自加州大學爾灣校區（University of California Irvine）的研究確定了小腦、小腦和大腦的連結與情緒喚起視覺信息的高級記憶有關。這些發現擴展了科學界在小腦處理複雜認知和情緒的了解，並且有助於研究具有異常情緒迴路的相關精神疾病，例如創傷後壓力症候群（PTSD）或自閉症（ASD）。[1]

研究團隊分析了1418名受試者的fMRI樣本，這些受試者接受了四個連續的任務：圖片編碼任務、工作記憶任務、回憶記憶測試和識別任務。在圖片編碼任務中，72張從International Affective Picture System (IAPS)選擇的圖片（24 張正面、24 張負面和 24 張中性組成），每張圖片以隨機順序呈現 2.5秒給受試者觀看，受試者須對每張觀看的圖片進行評分（正面、負面、中性），工作記憶任務則是用於記憶測試編碼和回憶之間分散注意力的任務，而回憶記憶測試與識別任務中，受試者必須寫下回憶圖片的描述，如果評估者能夠根據受試者的描述識別所呈現的圖片，則將圖片評分為正確回憶。

研究團隊對包括小腦在內的整個大腦進行了分析。從在增強的情緒記憶編碼過程中表現出活動增加的腦區中，定義了感興趣區域（regions of interest, ROIs），其中與增強的情緒記憶編碼相關ROI共29個，大致位於枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層以及杏仁核/海馬、扣帶回和丘腦（圖一）。這些結果與人類增強情緒記憶編碼的兩項分析[2][3]結果一致。

圖一、29個ROI的位置，不同顏色代表不同ROI。位置大致位於枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層以及杏仁核/海馬、扣帶回和丘腦，ROI12位於小腦。

研究團隊又做更進一步的分析，在參與情緒記憶增強的25個大腦ROI中，13個ROI顯示出與小腦的連接強度增加，主要在從小腦到皮質ROI的方向上，值得注意的是小腦（ROI12）與ROI 26連接來自杏仁核和海馬體，顯示從大腦區域到小腦的連接強度增加（圖2）。此外，小腦ROI 和ROI 22（rostral anterior cingulate，前扣帶皮層）之間的連接以及小腦ROI和ROI 9之間的連接（precentral cortex，中央前迴）都顯示連接強度增加。

圖二、小腦（ROI12）與ROI 26連接來自杏仁核和海馬體，顯示從大腦區域到小腦的連接強度增加。此外，ROI 12和ROI 22（rostral anterior cingulate，前扣帶皮層）之間的連接以及小ROI12和ROI 9之間的連接（precentral cortex，中央前迴）也顯示連接強度增加。

本研究結果有助於更好地理解生理條件下情緒記憶增強所涉及的網絡。此外，這些發現可更進一步理解諸如創傷後壓力症候群 (PTSD) 等病理狀況，因為在創傷事件後形成過強的厭惡記憶痕跡是恐懼相關疾病發展的重要致病機制。

撰文：余雪淩

參考資料：

1. Fastenrath, M., et al., Human cerebellum and corticocerebellar connections involved in emotional memory enhancement. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022. 119(41): p. e2204900119.

2. Dahlgren, K., C. Ferris, and S. Hamann, Neural correlates of successful emotional episodic encoding and retrieval: An SDM meta-analysis of neuroimaging studies. Neuropsychologia, 2020. 143: p. 107495.

3. Murty, V.P., et al., Reprint of: fMRI studies of successful emotional memory encoding: A quantitative meta-analysis. Neuropsychologia, 2011. 49(4): p. 695-705.