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A049 Nat Hum Behav：大脑每秒抓拍7次！最新研究证实情景记忆取决于毫秒级的Theta振荡

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-03-09 ｜原文链接

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基本信息

Title:Episodic memory encoding fluctuates at a theta rhythm of 3–10 Hz

发表时间：2026.3.2

发表期刊: Nature Human Behaviour

影响因子：15.9

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研究背景

为什么有些瞬间的经历能在我们的记忆中历久弥新，而另一些却转瞬即逝？面对这个问题，我们的直觉往往会归结于宏观层面的因素，比如喝完咖啡后的清醒时刻，或是经过一夜好眠后的精力充沛。然而，大脑真实的运作节奏其实指向了一个远比我们主观意识更为精细、快速的时间尺度。

在认知神经科学领域，一个长期存在且引人入胜的理论：“编码与提取分离模型”（SPEAR模型）提出，海马体形成记忆的能力并不是持续不断的，而是每秒产生数次节律性的波动，这种波动与海马体的Theta振荡（3到10赫兹）保持同步。在啮齿类动物中，神经可塑性和感知输入确实会随着海马体Theta相位的变化而起伏。如果把大脑比作一台正在录像的相机，它并非在连续录制，而更像是在以特定的帧率抓拍。

尽管这一理论十分优雅，但在人类被试中证实这一点却极其困难。主要痛点在于，人类的长时记忆行为很难在亚秒级别（毫秒级）上进行精确的高时间分辨率追踪。为了突破这一瓶颈，这篇最近发表在《自然·人类行为》上的最新研究巧妙地“借用”了注意力研究领域的高频密集采样范式。研究者通过极小的时间梯度（几十毫秒）改变视觉刺激的呈现时间，在不直接测量大脑活动的情况下，从行为学层面重构了人类情景记忆编码的毫秒级时间进程，揭示了我们学习能力的隐秘节律。

研究核心总结

一、记忆编码以3到10赫兹的节律起伏

研究团队招募了125名参与者，通过视觉线索重置他们大脑的神经相位，并在随后的200到1100毫秒内，以33毫秒为极小的时间步长呈现物体图像。随后的联想记忆测试结果显示，人们形成记忆的能力并非平稳的直线，而是以theta节律（3到10赫兹）发生周期性震荡，且在约7赫兹处表现最为显著。更有趣的是，这种记忆节律在不同个体之间表现出了高度的相位同步性。这意味着，在提示出现后的特定几百毫秒内，所有人都会同步进入“最容易记住”或“最容易遗忘”的瞬间。

Fig. 1 | Object classification, memory test and overall performance.

二、记忆节律并非注意力节律的副产物

过去的研究发现人类的视觉注意力本身就像探照灯一样在有节律地闪烁。那么，记忆的起伏会不会仅仅是因为我们在那一瞬间恰好注意力更集中？

结果令人惊讶：尽管参与者在物体分类任务（作为注意力的代理指标）中的表现确实能预测最终的记忆效果，但这种注意力表现并没有在theta频段展现出任何显著的节律性震荡。记忆的节律和注意力的节律在频谱和相位上发生了分离，证明记忆编码拥有属于自己独立的神经节拍器，而不是简单的注意力副产物。

Fig. 2 | The ability to form associative memories oscillates at a theta rhythm and is phase synchronized across individuals.

三、乙酰胆碱系统调节记忆的节律性

既然记忆节律独立存在，究竟是什么在背后调控它？研究者将目光投向了与维持持续注意力密切相关的神经递质乙酰胆碱。

数据表明，当参与者处于最佳的持续注意力状态（即“心流”状态，该状态往往伴随高水平的内源性乙酰胆碱）时，他们的记忆编码节律显著增强。此外，作为乙酰胆碱强效激动剂的尼古丁如果被长期使用，会降低大脑对内源性乙酰胆碱的敏感度。研究证实，有日常摄入尼古丁习惯的个体，其记忆编码的theta节律强度明显弱于非使用者。

Fig. 3 | Analyses comparing rhythms in memory with those in attention.

四、背后的认知与神经机制

这些发现完美契合了SPEAR模型的理论预设。这种高达每秒7次的快速状态切换，能够帮助海马体在“处理外界新输入”和“提取已有旧记忆”之间建立时间上的隔离。通过有节律地开启和关闭编码窗口，大脑可以有效避免新旧记忆之间的灾难性干扰，确保我们在感知当下世界时不会被自身过往的回忆所淹没。

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Fig. 4 | Putative cholinergic factors modulate memory rhythms.

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研究意义

该研究为情景记忆的形成提供了突破性的行为学证据，揭示了看似连续不断的日常经验，实则被大脑的theta节律切分成了亚秒级的离散片段，从而构成了我们能够依序回溯的记忆长河。

图12

Abstract

Why do some experiences endure in memory better than others? Here we explore the possibility that learning fluctuates rhythmically several times per second, with fortuitously timed experiences being more memorable. Although such fleeting opportunities for encoding would evade our awareness, they are predicted by a prominent model describing how theta rhythms in the brain coordinate memory—the Separate Phases for Encoding and Retrieval (SPEAR) model. In a preregistered study, we adapted a dense sampling approach to reconstruct the millisecond time course of memory encoding in n = 125 participants. We found that memory encoding fluctuated at a theta rhythm (3–10 Hz), that these rhythms were not a by-product of rhythmic attention and that—like theta rhythms in the brain—memory rhythms were modulated by putative markers of acetylcholine. Our findings provide behavioural evidence consistent with the SPEAR model of episodic memory.

图13