Abstract The perception of agency occurs when individuals feel their decisions exert control over their environment. While agency can increase memory for items, most real-life situations are more complex. The decisions we make not only affect the item we act upon, but all the other items in direct proximity of our decisions. Here, we examined how an individual’s agency to influence a situation affects their ability to learn associations between items that occur prior to and after making a decision. In our paradigm, participants were told they were playing a game show where they had to help a trial unique ‘contestant’ choose between three doors. On ‘agency’ trials, participants were allowed to pick any door they wanted. On ‘forced-choice’ trials, participants were instructed to select a door that was highlighted. They then saw the outcome, a ‘prize’ that was behind the selected door. Across two studies, participants show enhanced memory for contestants they saw in agency vs forced-choice trials. Memory benefits also extended to contestant - door and door - prize associations in both studies. Study 2 found this effect in the contestant - prize association. Notably, we found that agency also shaped the representation of memories such that they were stored as integrated sequences rather than individual relational pairs. Together, these data suggest agency over a situation leads to enhanced memory for all items in that situation. This enhanced binding for items may be occurring by the formation of causal links when an individual has agency over their learning environment.

Abstract Although the role of the medial temporal lobe (MTL) and the hippocampus in episodic memory is well established, there is emerging evidence that these regions play a broader role in cognition, specifically in temporal processing. However, despite strong evidence that the hippocampus plays a critical role in sequential processing, the involvement of the MTL in timing per se is poorly understood. In the present study, we investigated whether patients with MTL damage exhibit differential performance on a temporal distance memory task. Critically, we manipulated context shifts, or boundaries, which have been shown to interfere with associative binding, leading to increases in subjective temporal distance. We predicted that patients with MTL damage would show impaired binding across boundaries and thus fail to show temporal expansion. Consistent with this hypothesis, unilateral patients failed to show a temporal expansion effect, and bilateral patients actually exhibited the reverse effect, suggesting a critical role for the MTL in binding temporal information across boundaries. Furthermore, patients were impaired overall on both the temporal distance memory task and recognition memory, but not on an independent, short-timescale temporal perception task. Interestingly, temporal distance performance could be independently predicted by performance on recognition memory and the short temporal perception task. Together, these data suggest that distinct mnemonic and temporal processes may influence long interval temporal memory and that damage to the MTL may impair the ability to integrate episodic and temporal information in memory.

ABSTRACT Converging, cross-species evidence indicates that memory for time is supported by hippocampal area CA1 and entorhinal cortex. However, limited evidence characterizes how these regions preserve temporal memories over long timescales (e.g., months). At long timescales, memoranda may be encountered in multiple temporal contexts, potentially creating interference. Here, using 7T fMRI, we measured CA1 and entorhinal activity patterns as human participants viewed thousands of natural scene images distributed, and repeated, across many months. We show that memory for an image’s original temporal context was predicted by the degree to which CA1/entorhinal activity patterns from the first encounter with an image were re-expressed during re-encounters occurring minutes to months later. Critically, temporal memory signals were dissociable from predictors of recognition confidence, which were carried by distinct medial temporal lobe expressions. These findings suggest that CA1 and entorhinal cortex preserve temporal memories across long timescales by coding for and reinstating temporal context information.

Abstract Previous work highlighted a critical role for top–down goals in shifting memory organization, namely, through studying the downstream influences of event segmentation and task switching on free recall. Here, we extend these frameworks into the realm of motivation, by comparing how threat motivation influences memory organization by capturing free recall dynamics. In Study 1, we manipulated individuals' motivation to successfully encode information by the threat of exposure to aversive sounds for forgetting. In Study 2, we conducted a parallel study manipulating motivation via instruction rather than threat, allowing us to examine changes directly related to threat motivation. Our findings showed that motivation to avoid threat broadly enhances memory for items presented within a threatening context, regardless of whether items were directly associated with the threat or not. Concurrently, these memory enhancements coincide with a decrease in the organization of memory around motivationally relevant features. These results highlight the importance of considering motivational valence when conceptualizing memory organization within adaptive memory frameworks.

ABSTRACT More than a century of research shows that spaced learning improves long-term memory. Yet, there remains debate concerning why. A major limitation to resolving theoretical debates is the lack of evidence for how neural representations change as a function of spacing. Here, leveraging a massive-scale 7T human fMRI dataset, we tracked neural representations and behavioral expressions of memory as participants viewed thousands of natural scene images that repeated at lags ranging from seconds to many months. We show that spaced learning increases the similarity of human ventromedial prefrontal cortex representations across stimulus encounters and, critically, these increases parallel and predict the behavioral benefits of spacing. Additionally, we show that these spacing benefits critically depend on remembering and, in turn, ‘re-encoding’ past experience. Collectively, our findings provide fundamental insight into how spaced learning influences neural representations and why spacing is beneficial.

The ability for individuals to actively make decisions engages regions within the mesolimbic system and enhances memory for chosen items. In other behavioral contexts, mesolimbic engagement has been shown to enhance episodic memory by supporting consolidation. However, research has yet to investigate how consolidation may support interactions between decision-making and episodic memory. Across two studies, participants encoded items that were occluded by cover screens and could either actively decide which of two items to uncover or were pre-selected by the experimenter. In Study 1, we show that active decision-making reduces forgetting rates across an immediate and 24-hour memory test, a behavioral marker of consolidation. In Study 2, we use functional neuroimaging to characterize putative neural markers of memory consolidation by measuring post-encoding interactions between the hippocampus and perirhinal cortex (PRC). We show that choice-related striatal engagement is associated with increased post-encoding hippocampal-PRC interactions. Finally, we show that a previous reported relationship between choice-related striatal engagement and long-term memory is accounted for by post-encoding hippocampal- PRC interactions. Together these findings support a model by which actively deciding to encode information enhances subsequent consolidation mechanisms to preserve episodic memory for outcomes.