在復雜多變的環境中，人類需要依賴工作記憶（Working Memory）暫時存儲和處理信息，從而指導日常行為。然而，大腦如何在持續接收新感官刺激的同時，穩定維持已存儲的信息，尤其是不同感官模態間的信息整合機制，一直是認知神經科學領域的未解之謎。傳統觀點認為前額葉皮層（Prefrontal Cortex, PFC）在工作記憶維持中起核心作用，但越來越多研究發現感覺皮層也參與特征特異性的信息存儲。此時，一個關鍵問題浮出水面：當同一感覺系統被新刺激占據時，如何避免已存儲的低水平記憶痕跡與新輸入信息產生干擾？是否存在一種獨立于感覺模態的高級表征，能夠穩定維持核心信息？

為解答這些科學疑問，首爾國立大學（Seoul National University）的研究團隊開展了一項跨模態工作記憶的神經機制研究。研究成果發表于《Nature Communications》，通過巧妙設計的實驗范式和多模態神經影像學技術，揭示了大腦中兩種獨特的高級工作記憶表征形式，為理解人類認知的神經基礎提供了全新視角。

研究采用事件相關功能磁共振成像（fMRI）技術，結合觸覺 - 視覺跨模態延遲匹配任務。實驗設計了四種工作記憶任務：觸覺 - 觸覺（TT）、視覺 - 視覺（VV）等模態內任務，以及觸覺 - 視覺（TV）、視覺 - 觸覺（VT）跨模態任務。刺激材料為可通過觸覺和視覺感知的盲文圖案，參與者需在延遲期內維持樣本信息并判斷探針是否匹配。通過多體素模式分析（MVPA）計算不同腦區對盲文身份的解碼能力，結合表征相似性分析（RSA）探討跨任務的表征一致性。

在頂葉上部（Superior Parietal Cortex），包括頂上小葉（SPL）和頂內溝（IPS），研究發現了顯著的超模態表征。無論刺激通過觸覺還是視覺呈現，這些區域在延遲期均能穩定解碼盲文身份，且跨任務的表征相似性極高。例如，觸覺任務（TT）與視覺任務（VV）間的多分類支持向量機（SVM）分類準確率顯著高于 chance level（20%），表明存在一種不依賴感覺模態的抽象表征。這種表征可能提取了盲文的核心身份信息，避免了感覺細節干擾，為跨模態信息整合提供了基礎。

前額葉皮層（DLPFC）和頂葉下部（Inferior Parietal Cortex，如角回 ANG）則表現出跨模態任務特異性的表征。在需要關聯觸覺與視覺信息的 TV 和 VT 任務中，這些區域的神經活動模式可有效解碼盲文身份，但在模態內任務（TT、VV）中無顯著信號。進一步分析顯示，跨模態任務間（如 TV 與 VT）的表征具有方向無關的一致性，提示其功能與觸覺 - 視覺關聯的行為目標密切相關，可能負責整合不同模態的特征信息，促進復雜環境下的行為決策。

與高級皮層的表征不同，初級感覺皮層表現出嚴格的模態特異性。例如，觸覺任務（TT）的延遲期內，左側初級軀體感覺皮層（S1）可解碼盲文身份，而視覺任務（VV）中則依賴中央早期視覺皮層（cEVC）。這一結果支持 “感覺招募理論”（Sensory Recruitment Account），即感覺皮層參與低水平特征的短期存儲，但需要高級皮層的抽象表征來解決模態干擾問題。

本研究首次在人類大腦中直接證實了超模態（Supramodal）和跨模態（Cross-modal）兩種高級工作記憶表征的存在。頂葉上部的超模態表征提供了跨感覺模態的統一信息編碼，確保核心內容在復雜環境中穩定維持；前額葉與頂葉下部的跨模態表征則根據行為目標動態整合多模態信息，增強了認知靈活性。這兩種表征與感覺皮層的模態特異性存儲共同構成了工作記憶維持的 “三重機制” 框架。

該發現不僅解決了長期以來關于高階皮層工作記憶表征的爭議，還為理解大腦如何在多任務、多模態環境中高效處理信息提供了神經基礎。例如，跨模態表征可能解釋了人類在閱讀盲文時，觸覺與視覺信息的快速關聯機制；超模態表征則有助于闡明抽象概念（如數字、語言）的神經編碼方式。此外，研究方法為探索其他認知功能（如注意、決策）的跨模態整合機制提供了方法論借鑒，有望為神經精神疾�。ㄈ缇�神分裂癥、自閉癥的認知缺陷）的病理機制研究和干預策略開發提供新靶點。

未來研究可進一步結合單細胞記錄技術，解析不同皮層區域中神經元群體的模態選擇性和信息編碼動態，深入揭示超模態與跨模態表征的神經計算機制。