Синхронизация на паметта: как ритмичната мозъчна дейност поддържа краткосрочното припомняне

резюме: Ритмичната мозъчна дейност играе основна роля в съхраняването на важна информация в паметта. Чрез координиране на изблици на активност във времето, припокриващи се групи от неврони могат да съхраняват различни битове информация едновременно, което може да помогне на хората да останат фокусирани, докато изпълняват няколко задачи едновременно.

източник: Университет на Рочестър

Ново изследване показва, че ритмичната мозъчна активност е ключова за временно запазване на важна информация в паметта.

Изследователи от Института по невронауки Дел Монте към Университета на Рочестър публикуваха тези открития днес в списание Neurosciences Актуална биология Тези открити мозъчни ритми – или модели на невронна активност – регулират изблиците на активност в мозъка, които поддържат краткотрайни връзки.

„Смяташе се, че временното съхранение на важна информация е свързано с невроните в мозъка, които се задействат и задържат тази информация, докато вече не е необходима.

Скорошни изследвания показват, че може да не е тази непрекъсната мозъчна дейност, която е най-важна за временното съхранение на информация, а по-скоро краткосрочното укрепване на връзките между невроните, които представляват информация.

„Нашето изследване показва, че мозъчните ритми регулират тези мимолетни изблици с течение на времето“, каза д-р Иън Фибелкорн, асистент по неврология и старши автор на изследването.

„Ритмичната координация на мозъчната дейност във времето е важна, защото позволява на припокриващи се групи от неврони да съхраняват различни битове информация едновременно.“

Предишното изследване на Fiebelkorn за това как мозъкът обработва външна информация – като навигирането на Таймс Скуеър в Ню Йорк – направи подобно откритие. Той и колегите му са открили, че мозъчните ритми помагат за координиране на различни функции, свързани или с вземане на проби от информация, която представлява интерес в момента, или с преминаване към друг източник на информация. В този контекст мозъчните ритми помагат за балансиране на фокуса върху задачата и подготовката за неочакваното.

В това ново изследване изследователите се фокусираха върху вътрешно вземане на проби (или запомняне) на информация. Използвайки ЕЕГ, участниците гледаха снимки с вертикални или хоризонтални линии и бяха помолени да запомнят както посоката на линията, така и местоположението на картината.

Изследователите открили, че силата на вътрешните представяния на тези различни образи се редува с течение на времето, в рамките на под секунда, с ритмични колебания в мозъчната активност. Тази координация на мозъчната дейност във времето позволява ролята на определени неврони да се припокрива без конфликт.

„Тези циркадни мозъчни процеси могат също да обяснят как можем да останем фокусирани, докато изпълняваме много задачи – като например да се опитваме да запомним адрес, докато шофираме“, каза Фибелкорн.

„Вместо едновременно да се фокусираме върху тези задачи, може да ги редуваме в скала от под-секунда.“

Как мозъчната многозадачност е следващата стъпка за лабораторията Fiebelkorn. „Какво се случва, когато мозъкът трябва да направи външно и вътрешно вземане на проби едновременно, ще видим ли същия вид темпорално-ритмична координация? Нещата при неврологичните разстройства.“

Допълнителни автори включват Мирал Абделазиз и Зак Рединг, д-р, от Института по невронауки Дел Монте към Университета на Рочестър.

Финансиране: Това изследване беше подкрепено от Националната научна фондация и Програмата за учени Searle.

Относно тази новина за изследване на паметта

автор: Келси Смит Хайдук
източник: Университет на Рочестър
комуникация: Келси Смит Хейдок – Университет на Рочестър
снимка: Изображението е обществено достояние

Оригинално търсене: свободен достъп.
„Ритмичната времева координация на невронната активност предотвратява представителен конфликт по време на работната паметОт Ian Fibelkorn и др. Актуална биология

резюме

Ритмичната времева координация на невронната активност предотвратява представителен конфликт по време на работната памет

Акценти

• Ефективността на работната памет е свързана със специфична за честотата невронна активност
• Различни елементи, които трябва да запомните, са свързани с различни бета фази (25 Hz)
• Тета фазата изглежда координира релевантната за поведението активност на бета домейна
• Ритмичната времева координация помага за предотвратяване на представителни конфликти

резюме

Селективното внимание се характеризира с редуващи се състояния, свързани с преднамерено вземане на проби или умишлено изместване, което помага за предотвратяване на функционални конфликти чрез изолиране на специфичната за функция невронна активност в подходящия момент.

Ние предположихме, че такава времево-ритмична координация може също да помогне за предотвратяване на представителни конфликти по време на работната памет.

Множество елементи могат да се съхраняват едновременно в работната памет и тези елементи могат да бъдат представени чрез припокриващи се невронни групи.

Традиционните теории предполагат, че краткосрочното съхранение на елементи, които трябва да бъдат запомнени, става чрез непрекъсната невронна активност, но когато невроните представляват множество елементи едновременно, продължаващата дейност създава потенциал за представителни конфликти.

За сравнение, теориите за „безшумната активност“ на работната памет предполагат, че синаптичните промени също допринасят за краткосрочно съхранение на елементи, които трябва да бъдат запомнени.

Мимолетни изблици на невронна активност, а не продължителна активност, биха могли от време на време да освежат тези синаптични промени.

Тук използвахме ЕЕГ и времена за реакция, за да проверим дали темпорално-ритмичната координация помага за изолиране на невронната активност, свързана с различни елементи, които трябва да бъдат запомнени, като по този начин помага за предотвратяване на несъответствия в представянето.

В съответствие с тази хипотеза, ние съобщаваме, че относителните сили на различни представяния на елементи се редуват във времето като функция на фазата с честотата.

Въпреки че RT бяха свързани с тета (6 Hz) и бета (25 Hz) фази по време на забавяне на паметта, относителната сила на представянето на артикулите се редуваше само като функция на бета фазата.

Настоящите констатации са (1) в съответствие с темпорално-ритмичната координация като общ механизъм за предотвратяване на функционални или представителни конфликти по време на когнитивни процеси и (2) информират модели, описващи ролята на осцилаторната динамика в регулирането на работната памет.