Memory: organization and control
人类和动物的新发现表明海马在记忆系统组织中的关键作用，前额叶皮层在编码和检索过程中的主动控制（active control）记忆组织可能也有重要作用。
记忆存储是以联想独立方式（independently as individual associations）还是集成到系统组织结构中的方式（integrated within systematic organizational structures）一直是争论的焦点。Mandler（1972，2011）提出了三种类型的记忆组织（图1）：
他将多个事件的关联结构分为联想组织(associative)、顺序组织(sequential)、图解组织(schematic)。左列表示元素A，B和C以某种方式关联；中列表示脑区的海马激活；右列显示对照组和海马损伤大鼠的三种记忆性能。
神经科学研究表明，海马是支持记忆组织的大脑系统的枢纽，记忆组织通过前额叶皮层与海马的相互作用而受到主动控制。
海马和记忆组织：
Tulving（1972）认为情节记忆（episodic memory）是能够从语义记忆（semantic memory）中回忆发生在独特的环境中特定经历的能力，是从许多经验中抽象出来的、不依赖于任何已获得特定信息的事件。海马损伤后，即使语义记忆相对完整，情节记忆、新的语义记忆的获得都受到了损害。
通过客观的测量方法验证动物记忆模型有多种方法，一种是分析接收者工作特征（receiver operating characteristics，ROC）来检查识别记忆，被试学习一些项目，在测试阶段列出旧项目和新项目，将正确识别旧项目（hits）的比例与错误识别新项目为旧项目（false alarms）的比例绘制ROC函数，该函数有回忆程度和熟悉程度(recollection and familiarity)两个特征。研究表明，ROC在大鼠中的识别记忆功能与人类相似（图2）。
横坐标表示虚报率，截距表示击中率，弯曲程度表示感觉敏感性。（a）项目识别；（b）联想认知。ROC弯曲度下降，截距不变，就像人类对单词对的识别测试一样。且熟悉度显著低于回忆度；（c）响应期限。当要求受试者快速做出反应时，截距偏移会丢失，曲线形状不变。回忆度显著低于熟悉度。
大量证据表明，大鼠的海马损伤选择性地损害了基于回忆的表现，而内侧颞叶的损伤选择性地损害了基于熟悉度的表现，证实了颞叶的重要性以及回忆和熟悉度的解剖双重分解（anatomical double-dissociation）。Mandler（1972）认为熟悉过程是通过将构成单个感知的特征元素整合实现的，而回忆是通过其组织结构中的关联实现的。
接下来详细讲述三种记忆组织类型，描述了海马依赖性记忆的本质。
联想组织
ROC分析是指人类被试首先学习单词对，在测试阶段将旧配对和旧词重新排列的新配对混合，检测区分旧配对的能力。经实验，海马损伤后这种回忆能力大大受损。关于识别的研究还会调查是否在所研究单词对列表的上下文中识别出每个单词，测试发现人类和动物在上下文中相对于熟悉对象更关注新颖事物，这种识别形式取决于海马。新颖性偏好（novelty preference）取决于在相同视觉环境中呈现的对象，对象的记忆依赖于上下文。而海马损伤严重损害了猴子的视觉偏向效应（preferential viewing effect），但这种缺陷仅在上下文相关的识别中发生。在动物研究中，被试先在熟悉环境中呈现一个新事物的复制品，一段时间后展示该物品及新物品，研究表明，海马损伤会削弱从环境中提取出事物记忆的能力，即在熟悉的环境中优先关注熟悉的事物。海马依赖性记忆的特征是指环境不变时，海马决定了生物关注新颖事物的特点。
通过项目子集的提示回忆整个集合的能力称为关联推理。首先被试学习AB、BC的关联，通过探查测试间接相关（AC）的关联来测试关联网络（ABC）的存在。研究表明，海马不是学习AB、BC关联时所必需的，而在探查测试中起着重要作用。
顺序组织
情节性记忆是由构成个人经历的事件的时间组织来定义的。大量证据表明，海马激活与人类的时间顺序记忆有关。人类海马损伤导致单词的顺序记忆存在缺陷，而单个单词的记忆是完整的。动物实验中，首先为被试按顺序提供一系列独特的5种气味刺激，一段时间后，要求它们判断随机出现的两个刺激中哪一个较早出现。相比于正常大鼠，海马损伤的大鼠不能完成顺序任务，但可以区分单个气味。表明海马受损的动物没有顺序记忆，揭示了顺序记忆是动物和人体内海马记忆功能的重要特征。
图解组织
该研究要求被试寻找未学习过的元素之间的间接关系。被试首先学习一组重叠的选择问题（选择A优于选择B，B>C，C>D，D>E）并显示了层次图解组织（A>B>C>D>E），然后在新的选择对（B、D）之间通过传递推理进行选择。研究表明，在人类和动物中，海马并不是学习单个选择问题所必需的，但在图解组织的探究测试中起关键作用，海马受损动物不能完成间接的选择任务。在另一个横向测试中，被试学习一组重叠选择（A>B，B>C，C>A），测试三者的关系。结果表明，海马损伤的人和动物可以学习两个配对（如A>B，B>C），而不能学习需要圆形图解组织的完整的三个配对。
结论
本文研究者们提出可以将海马设想为记忆网络，将不同的事件联系起来形成关联框架，其中元素子集的激活会导致其他元素的激活。这产生了海马依赖性记忆的重要属性：在重复学习事件的情况下，灵活使用记忆来指导表现的能力称为表征灵活性。在框架内，人类可以通过记忆的运动与对当前事件的感知协调记忆，从而灵活预测后续事件。
当出现新关联时，记忆组织通常会与先前存在的关联发生冲突。如新出现的BC关联会挑战原来存在的AB关联，这就需要对现有结构进行重组。研究发现，前额叶皮层可以通过引起最相关的关联来协调冲突的信息。因此，了解海马和前额叶对记忆组织的贡献十分重要。
[1]-Tolman,&Edward,C.(1948).Cognitive maps in rats and men. Psychological Review, 55(4), 189-208.
首先给一些典型迷宫（胡同迷宫和高架迷宫），将一只饥饿的老鼠放在迷宫的入口，然后它在真实路段和盲巷中徘徊，直到来到食物盒吃东西为止。每24小时重复一次，动物倾向于犯越来越少的错误，且花费的时间越来越少，直到最终完全没有错误，且仅需几秒钟。
[2]-Dagmar,Zeithamova.(2012). Hippocampal and ventral medial prefrontal activation during retrieval-mediated learning supports novel inference.Neuron,75(1), 168-179.
表明在学习过程中重新激活了先前的经验可以促进记忆整合过程，该过程联合了从不同经验中获得的知识，且大脑形成了超出直接经验的支持新推论的记忆。
[3]-Zalesak, M. , & Heckers, S. . (2009). The role of the hippocampus in transitive inference. Psychiatry Research Neuroimaging, 172(1), 24-30.
传递推论（TI）是在学习了一组配对（如A>B和B>C）之后，推论项目之间关系（A>C）的能力。对项目序列（A>B>C>D>E>F）进行研究。结果：不含末端的新型对（即B>D，C>E，B>E）的选择与更大的左海马区激活有关。且发现与B>E配对相比，B>D和C>E配对的右海马激活更大。因此，海马激活与TI判断所需的关系处理程度成比例。
[4]-Eichenbaum H, Yonelinas AR. 2007. Themedial temporal lobe and recognition memory. Annu. Rev. Neurosci. 30:123–52
识别先前经历过的刺激的能力有两个特征：在与该经历相关的背景下对刺激的回忆，以及对刺激的熟悉感。证据表明，内侧颞叶的不同子区域对回忆和熟悉度做出了不同的贡献，且海马对回忆至关重要，但对熟悉度却不重要。
[5]-Vargha-Khadem F, Gadian DG. 1997. Differential effects of early hippocampal pathology on episodic and semantic memory. Science 277:376–80
描述了三例海马受损的总体顺行性健忘症的患者，尽管他们在生活中表现出明显的失忆症，但语言、读写能力和知识水平均处于平均范围内。这些发现支持：认知记忆的情节和语义成分是可分离的，只有情节记忆完全依赖于海马。
[6]-Sauvage MM, Beer Z, Eichenbaum H. 2010. Recognition memory: Adding a response deadline eliminates recollection but spares familiarity. Learn. Mem. 17:104–8
记忆研究的争议涉及识别是由熟悉和回忆过程支持，还是由单个过程（熟悉和回忆分别反映弱记忆和强记忆）支持。ROC分析表明，记忆需求的操纵可以消除熟悉的影响，同时又节省回忆。这种分离表明熟悉和记忆对特定的记忆需求具有不同的敏感性，支持双重过程理论。
[7]-Pascalis O, Hunkin NM. 2004. Visual paired comparison perfor- mance is impaired in a patient with selective hippocampal lesions and relatively intact item recognition. Neuropsychologia 42:1293–1300
本文检查了海马损伤的患者（YR）的视觉识别记忆，比较了视觉配对比较任务（VPC）和延迟匹配样本（DMS）任务上的表现，还研究了熟悉和回忆之间的保留间隔的影响。YR在熟悉后的10 s内显示出对DMS的良好视觉识别，但仅显示了最短保留间隔（0s）上的VPC的识别。表明海马损伤会破坏回忆，但不会破坏熟悉记忆。
[8]-Bachevalier J, Nemanic S. 2015. The influence of context on recognition memory in monkeys: effects of hippocampal, parahippocampal, and perirhinal lesions. Behav. Brain Res. 285:89–98
用视觉配对比较（VPC）任务测试了有海马损伤、皮层和海马旁区损伤的猴子。在两个条件下（条件1和2：上下文更改），在保留测试期间将事物呈现在新背景上，而其他条件（条件3-5：无上下文更改）则在不变的背景上呈现。无上下文更改条件下表现出新颖性偏好，而上下文变化条件下表现出较弱的新颖性。表明海马、TH/TF区域和周围神经皮层交互作用于上下文记忆过程。
[9]-Nemanic S, Alvarado MC. 2004. The hippocampal/parahippocampal regions and recogni- tion memory: insights from visual paired comparison versus object-delayed nonmatching in monkeys. J. Neurosci. 24:2013–26
将成年猴子进行视觉配对比较（VPC）以及延迟的不匹配样本（DNMS）。测试了海马损伤、周围皮层或海马旁（区域TH/TF）损伤的猴子。结果表明，VPC是被动编码，动物的表现取决于项目的熟悉度和事件记忆，而对于DNMS，由于主动编码，动物的表现更多地取决于项目熟悉度。
[10]-Spiers HJ, Burgess N. 2001. Bilateral hippocampal pathology impairs topographical and episodic memory but not visual pattern matching. Hippocampus 11:715–25
使用虚拟现实环境测试了具有选择性双侧海马病的乔恩的空间和情景信息的记忆性能。结果发现乔恩的所有地形任务以及上下文改变的记忆都受到了影响，但对事物和地形场景的识别没有受到损害。表明：海马涉及长期的空间信息的回忆和与情境有关的情节记忆，但不涉及视觉模式匹配。
[11]-Kesner RP, Gilbert PE. 2002. The role of the hippocampus in memory for the temporal order of a sequence of odors. Behav. Neurosci. 116:286–90
将5种气味按顺序呈现给大鼠，之后同时显示了5种气味中的2种，大鼠必须选择其中最早出现的气味。结果海马病变组可以区分气味但不能完成任务，表明海马参与顺序记忆。
[12]-Ergorul C, Eichenbaum H. 2004. The hippocampus and memory for “what,” “where,” and “when”. Learn. Mem. 11:397–405
先前的研究表明动物可能具有情景回忆能力，这反映了发生在“何处”和“何时”的“什么”事件的记忆。我们让老鼠在不同地方学习一系列气味，检查气味和空间提示对事件顺序判断的影响。结果表明，正常大鼠使用空间（“ where”）和嗅觉（“ what”）线索的组合来区分“何时”事件发生；海马损伤组未能使用空间和嗅觉线索的组合。
[13]-Dusek JA, Eichenbaum H. 1998. The hippocampus and transverse patterning guided by olfactory cues. Behav. Neurosci. 112:762–71
一种新型的嗅觉横向构图训练，同时学习和持续执行3个模棱两可的辨别问题（A + B-，B + C-，C + A -）。在相同刺激对的连续试验中，海马受损或周围神经皮层损伤的动物与正常大鼠一样学习了这些，所有组在初始随机顺序测试阶段表现良好。结果：海马受损组在继续进行的随机顺序测试中表现较差。这些结果将横向构图缺陷的普遍性扩展至嗅觉形态，并证明海马受损或周围神经损伤后该缺陷表现相同。结果还表明，横向构图问题可以在没有海马参与的情况下解决。