视觉工作记忆（VWM）是大脑临时存储和加工视觉信息的核心系统。其中，VWM 如何通过“注意模板”引导注意分配，一直是认知神经科学的前沿问题。长期以来，学界在“注意模板数量”上存在分歧：单一模板理论认为一次仅有一个项目能主导注意，而多模板理论则主张多个项目可并行作用。这一争论不仅制约了我们对VWM基本机制的理解，也限制了注意缺陷障碍的干预和类脑模型开发等方面的应用探索。因此，揭示VWM引导注意的神经基础成为该领域亟待突破的关键。
近日，广州大学鲁嘉晨博士与华南师范大学张喜淋教授团队在eLife发表题为“Visual Working Memory Guides Attention Rhythmically” 的研究论文。研究通过三项递进式实验，提出全新的“节律性注意模板假说”：多个记忆项目并非同时引导注意，而是以theta节律（4–8Hz）交替主导。进一步，团队发现前额叶theta振荡与枕叶alpha振荡之间的跨频率耦合是这一过程的关键神经机制。该研究首次揭示了VWM中多项目如何以时间节律的方式动态分配注意资源，为理解工作记忆与注意之间的交互机制提供了新视角，并为临床干预与人工智能记忆系统设计带来潜在启示。
以往研究多从静态角度探讨工作记忆内容如何作为注意模板引导注意分配。一些学者发现，仅当记忆单一项目时才出现注意引导效应，多个项目条件下则消失，由此提出“单一模板假说”；另一些研究则观察到多个项目均能捕获注意，支持“多模板并行假说”。然而，进一步分析发现，多项目条件下的引导效应往往弱于单项目，且受限于反应时等粗粒度指标，这种所谓的“多项目捕获效应”可能只是单一项目效应的平均结果，而非真正的并行机制。
图1. 多项VWM节律性地方式引导注意
为解决这一争议，研究团队提出了“节律性注意模板假说”：多个VWM项目并非同时并行，而是以节律振荡的方式交替作为注意模板。两项行为实验首先验证了注意引导的节律性特征。在含有回溯线索的实验中，被试同时保持两个视觉项目时，线索提示与未提示项目的注意捕获效应呈交替波动，频率精准落在theta节律（4–8 Hz），且两者相位反相关，说明在任一时刻仅有一个项目处于“优先模板”状态（图1）。进一步的无回溯线索实验中，左右侧记忆项目的捕获效应同样呈现 theta 节律波动，同时被试对两项的记忆保持显著优于随机水平，排除了外部线索诱发的可能，证明该节律是VWM 维持多项目时的内在属性（图2）。
图2. 无回溯线索时左右两侧项目的引导效应差依旧呈节律性变化
在此基础上，脑电实验揭示了神经机制。结果表明，枕叶alpha振荡（8–14 Hz）的振幅与注意捕获效应密切相关，其强度直接标记了记忆项目的优先级。而更为关键的是，前额叶 theta 振荡与枕叶 alpha 振荡存在显著的跨频率相位耦合，且耦合强度以theta节律交替波动。在维持多项目的过程中，两侧项目对应的“前额叶theta – 枕叶alpha” 耦合强度交替领先，与行为层面的节律性注意引导高度一致（图3）。这表明前额叶通过theta振荡动态调控枕叶alpha振荡，是实现VWM项目优先级切换的核心环路。
图3 枕叶的aphla振荡表征了记忆项目的优先状态并受前额theta振荡影响
文章结论与讨论，（未来）启发与展望
本研究在理论上提出了“节律性注意模板假说”，调和了长期存在的单模板与多模板之争，并明确了“前额叶 theta–枕叶 alpha”跨频率耦合是其核心调控机制，为理解记忆与注意的交互提供了新的多脑区协同模型。在应用层面，研究结果为注意缺陷与记忆障碍的干预提供了潜在靶点，也为人工智能中动态记忆模型的构建提供了神经机制启发。需要指出的是，本研究仍有拓展空间。例如，未来可利用脑磁图进一步精确定位神经活动来源，或通过节律性经颅磁刺激（TMS）实验验证该机制的稳定性，并检验神经环路与行为效应之间的因果关系。
专家点评
罗欢（教授，北京大学）视觉工作记忆（VWM）作为人类认知活动的核心环节，其如何同时维护多个项目并与注意系统交互，是理解高级认知功能的关键。张喜淋教授团队的这项研究，以“节律性” 为核心线索，通过严谨的实验设计与多维度分析，在该领域取得了颇具价值的突破。
研究的突出优势在于层层递进的研究逻辑：首先通过行为实验证实 VWM 中注意在两个项目间的theta节律交替波动，排除回溯线索干扰后，进一步借助EEG技术揭示神经机制 —— 枕叶alpha振荡反映记忆项目优先级，前额叶theta振荡通过与alpha振荡的耦合实现自上而下的调控。这种“行为 - 神经” 联动的研究思路，不仅让结论更具说服，也为解析复杂认知过程的神经环路提供了可借鉴的范式。此外，受试者在多天内完成大量实验块，极大提升了行为结果的稳健性，这也是研究设计的一大亮点。
当然，研究中部分技术方法的应用场景仍有进一步深化的空间。例如，wPLI指标在跨频率分析中的适配性可结合更多技术验证以丰富解释维度，若在统计分析中融入更具稳健性的方法，或能为相关结果提供更全面的支撑。但瑕不掩瑜，该研究不仅为VWM引导注意的机制提供了新解释，也为后续探索多项目记忆的动态维护机制奠定了基础，对认知神经科学的理论发展与应用研究均具有重要参考价值。
原文链接：https://doi.org/10.7554/eLife.108017.1
华南师范大学心理学院张喜淋教授为该论文最后通信作者，广州大学教育学院鲁嘉晨讲师为该论文共同第一作者和通信作者，华南师范大学心理学院蔡瑶淳博士生为该论文共同第一作者。
通讯作者团队简介：张喜淋团队长期从事注意、意识、视知觉、情绪、工作记忆及其神经机制等方面研究，相关研究成果已以第一或通讯作者身份发表于Neuron、Nature Communications、PNAS、PLoS Biology、Current Biology、Cell Reports、eLife等国际权威期刊上。
文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/lc8l0QQN8pL6mVFshDRerw