10月24日，中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所李澄宇研究组在《科学》杂志发表了题为《内侧前额叶在“延迟期间”的电活动对工作记忆任务学习的贡献》的科研论文。这项研究通过干预“延迟期间”小鼠大脑内侧前额叶（mPFC）的电活动影响了记忆任务的学习正确率，阐明了该脑区在记忆学习过程中放电模式变化的规律。
“工作记忆”(working memory)是一种重要的短时程记忆，它负责对“正在经历”的信息进行短暂的储存和运用。前人的研究表明，工作记忆的好坏和人类智商有相关性，工作记忆的缺陷也常在多种脑疾病和衰老过程中出现。前人在研究中还发现，大脑的前额叶（额头后面的大脑区域）神经元的电活动对于工作记忆非常重要。但是，前额叶在工作记忆中的具体贡献机制，目前还是个重要的未知问题。
为了探究这个问题，李澄宇研究组训练小鼠学习一个工作记忆任务，其中记忆的存储与抉择行为在时间上相互分离。在这项任务中，小鼠先后闻到两个一样或者不一样的气味。如果气味不一样，小鼠可以舔水从而得到水作为奖励。小鼠在不做任务时是限制饮水的，因此水是一种奖励。如果气味一样，小鼠则需要抑制自己不去舔水。
在闻到两次气味之间，有一段无气味的“延迟期”；而在这段时间里，小鼠需要记住第一个气味，然后才能和后面第二个气味作比较。为了检测在“延迟期间”小鼠前额叶电活动对学习记忆任务的重要性，李澄宇研究组使用了“光遗传”这项较新的技术。这项技术通过在哺乳动物大脑神经元中表达微生物的感光蛋白，后通过对其进行光照调节神经细胞的兴奋性。这种调节是在秒级的时间尺度上，并且可以是双向的，即上调或下调其电活动。
用光遗传手段，特异性地只在“延迟期间”对小鼠内侧前额叶的神经元进行电活动的上调或下调操作，都会使小鼠的学习正确率下降。有趣的是，一旦小鼠熟练掌握了任务，对电活动的操作就不能再影响完成任务的正确率。这一结果表明“延迟期间”前额叶的电活动对学习工作记忆任务有重要的贡献。
这些实验结果阐明了前额叶在延迟期间的电活动在工作记忆任务学习过程中的重要性，有利于理解工作记忆这一核心脑功能的机制。作为一个基础研究成果，还需要大量后续的持续性研究才能在改进人类的工作记忆及疾病中的应用等方面取得进展。