研究挑战了长期以来对短期和长期记忆作用的信念

当你发现持续时间不到一分钟的短期运动记忆在你忘记运动后重新学习运动方面比长期运动记忆发挥更大的作用时，你会感到惊讶吗?如果是这样，你并不孤单：发现这一点的哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的科学家也对这一发现感到惊讶。

“这与记忆科学家的传统假设不同，”SEAS生物工程的Gordon McKay教授Maurice Smith说，他是PLOS Biology论文的通讯作者，描述了最近的研究。“我们的研究表明，能够快速重新学习运动技能并不像我们大多数人想象的那样需要长期记忆。相反，我们的研究表明，短期运动记忆，尽管它们是短暂的，但对这种能力负责。

在SEAS指导神经运动控制实验室，研究人员在那里研究运动记忆的几个组成部分，或者开发和记忆协调肌肉运动的新方法的能力。运动记忆帮助我们演奏乐器，骑自行车，学习舞蹈编舞，以及日常生活中的许多其他事情。

“很多人认为我们拥有这些复杂的大脑和神经系统，因此我们可以进行深入思考，掌握认知策略等，”史密斯说。“但是，从进化和生存的角度来看，拥有大脑和神经系统的全部原因是产生行动 - 因为我们的行为构成了我们与环境互动并最终在其中生存的能力。认知允许对哪些行动最有益或最可取进行高级规划。但灵巧的执行是关键，我们需要运动记忆和协调才能有效地执行我们的行动。

在他们的最新研究中，史密斯的团队希望更直接地观察短期运动记忆(在不到60秒内被遗忘)如何与持续时间超过一分钟的长期运动记忆(无论如何，相对较长)相叠加。

“试图确定哪个运动记忆组件负责更快的重新学习，称为记忆'储蓄'，一直是过去十年运动学习和运动记忆研究的热门话题，”新论文的第一作者Alkis Hadjiosif说，他是史密斯实验室的博士后研究助理。“有很多不同的发现。通过这项研究，我们想调查徘徊一段时间的潜在记忆是否在再次学习运动技能方面发挥有意义的作用。

他们招募了118名研究参与者，他们学会了如何通过手臂运动控制计算机屏幕上的光标运动。“我们巧妙地将运动偏向屏幕上的目标，这使得控制光标成为一件非常困难的事情，”史密斯说。

“这是一项简单的任务，但它使我们能够跟踪参与者在初始培训期间的表现，然后在初始学习消失的一段时间后再培训期间，”他说。“当训练穿插着一分钟的停顿时，我们可以[区分]短期和更持久的运动记忆的贡献如何影响重新学习的速度。

令他们惊讶的是，他们发现，即使经过近一个小时的灭绝训练，持续时间不到一分钟的运动记忆也显示出更快的重新学习速度，而且与直觉相反，持续时间超过一分钟的记忆显示出较慢的重新学习速度。尽管如此，持续超过一分钟的记忆预测了24小时后的记忆保留，而持续不到一分钟的运动记忆则没有。

“储蓄和长期记忆形成机制之间的这种双重解离挑战了关于储蓄和记忆巩固之间联系的广泛假设，”根据该团队的论文，这表明传统上相互联系的学习和记忆的两个关键特征在功能上是独立的。

史密斯说，在这些记忆消失很久之后，能够更快地重新学习短期记忆，这表明存在调节记忆学习率的机制，这些机制与记忆本身不同。

“短期运动记忆知之甚少，可能与长期记忆一样重要，”史密斯说。“我们真的很高兴能做更多的研究，更详细地了解这些短期记忆的所有属性是什么——我们一直把它们称为'运动工作记忆'。

“虽然长期记忆是通过突触之间形成的新连接的力量在大脑中保持的，但运动工作记忆可能通过持续的反复活动来维持。如果我们能够更好地理解这些记忆是如何形成的，我们就能找到训练人们重新学习动作的最佳方法。

Hadjiosif说，他有兴趣探索不同神经系统疾病中存在的运动学习缺陷是否是由于形成长期与短期运动记忆的特定困难。在史密斯的实验室里，他目前正在分析大脑小脑退化的人的数据，小脑在平衡、协调、行走和其他运动功能中发挥作用。最初，他们观察到小脑变性的人似乎表现出形成短期运动记忆的完整能力，但难以形成长期运动记忆。

“如果我们能把这些发现放在一起，也许我们可以为这些患者设计更好的运动训练和康复，”Hadjiosif说。

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