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確定了負責做出基于記憶的決策的神經(jīng)元
山東拓普生物工程有限公司
Shandong Tuopu Biol-Engineering Co.,Ltd
我們大多數(shù)人都知道,嘗試立即恢復記憶的感覺。您可能正在看一部浪漫喜劇,該喜劇中有一位著名的演員,他總是扮演最好的朋友,卻發(fā)現(xiàn)自己無法回憶起她的名字(朱迪·格雷爾)。盡管記憶檢索一直是無數(shù)動物研究和人類其他神經(jīng)影像工作的主題,但確切的過程如何以及我們?nèi)绾位谟洃涀龀鰶Q定仍不清楚。
發(fā)表的一項新研究中,來自加州理工學院和洛杉磯Cedars-Sinai醫(yī)學中心的神經(jīng)科學家協(xié)作小組確定了不同的獨立神經(jīng)元集合,這些神經(jīng)元負責基于記憶的決策,這是人腦的靈活性。
高級認知作者Ueli Rutishauser(PhD '08)說:“認知靈活性的一個基本方面是我們有能力在需要時選擇性地搜索內(nèi)存中的信息。”他是加州理工學院生物學與生物工程學副教授和理事會神經(jīng)科學教授Cedars-Sinai醫(yī)療中心!斑@是人腦中首次描述神經(jīng)元發(fā)出基于記憶的決定的信號。此外,我們的研究表明記憶是如何僅在需要時選擇性地轉(zhuǎn)移到額葉的。”
該研究對與阿爾茨海默氏病,癲癇和精神分裂癥有關的記憶問題的治療具有重要意義,該研究是在已經(jīng)接受腦部手術治療癲癇發(fā)作的患者中進行的。志愿者在屏幕上查看圖像并回答有關圖像的不同類型的問題,而研究人員則使用植入的電極記錄了大腦中單個神經(jīng)元的活動。
例如,某個對象可能會看到一張他們從未見過的人的照片,然后問:“您以前見過這張臉嗎?”或“這是一張臉嗎?”這兩個問題分別幫助研究人員區(qū)分基于記憶的決策和不是基于記憶的決策,而是基于類別(例如面孔)的決策。
主要作者Juri Minxha(PhD '18)說,“我們始終根據(jù)檢索到的記憶來做出決定,”他是Cedars Sinai的博士后學者和Caltech的神經(jīng)科學訪問者!'今晚我應該在哪家餐廳點菜?'或“我應該在哪里尋找鑰匙?”在這項研究中,我們問了一些簡單的是或否問題,旨在使志愿者訪問他們最近的記憶或分類知識。”
記憶的編碼和恢復發(fā)生在大腦中下部的一個區(qū)域,該區(qū)域稱為內(nèi)側(cè)顳葉,其中包括海馬。決策過程涉及大腦前額內(nèi)側(cè)皮層的區(qū)域。
“能夠靈活地運用和利用我們的記憶來做出決定的能力取決于額葉和顳葉之間的相互作用,前者是執(zhí)行控制的位置,后者是存儲這種類型的記憶的地方。人腦的這兩個部分之間會發(fā)生相互作用! Rutishauser說。
在這項研究中,研究人員監(jiān)測了13位受試者的顳葉和額葉中的單個神經(jīng)元。結(jié)果揭示了編碼顳葉記憶的神經(jīng)元和額葉“記憶選擇神經(jīng)元”。這些神經(jīng)元不存儲記憶,而是幫助恢復它們。
Minxha說:“當決定要求患者記住某些東西時,內(nèi)側(cè)顳葉和內(nèi)側(cè)額葉皮層都會活躍。這兩個大腦結(jié)構(gòu)之間的相互作用可以成功地恢復記憶。”“因此,如果我們問病人以前是否見過臉,這兩個區(qū)域的神經(jīng)元就會活躍。但是,如果我們向他們顯示相同的圖像并問:“這是一張臉嗎?”,那么記憶選擇神經(jīng)元將保持沉默。相反,我們在額葉中看到了第二個不同的神經(jīng)元群體,這支持了受試者當前對圖像進行分類的目標。”
該研究還確定了額葉中不同的一組“上下文神經(jīng)元”。這些神經(jīng)元編碼有關給定任務的對象指令的信息。例如,受試者被告知按下按鈕或使用眼球運動來傳達他們對問題的答案。上下文神經(jīng)元發(fā)出信號指示采取這兩個動作中的哪一個,與問題的答案無關。