Denken Sie Daran: Speicheraufzeichnung Und Wiedergabe Werden Von Denselben Zellen Durchgeführt
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Anonim

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass dieselben Neuronen gedächtnisbildende Feuermuster für einen späteren Rückruf beibehalten.

Forscher haben herausgefunden, dass dieselben Nervenzellen, die an der Bildung von Erinnerungen beteiligt sind, auch an deren Wiedergabe beteiligt sind. Das heute in der Online-Ausgabe von Science veröffentlichte Ergebnis bietet neue Erkenntnisse darüber, wie komplexe Erinnerungen in einem einzelnen Neuron (Nervenzelle) abgelegt werden und wie neuronale Feuer- oder Kommunikationsmuster, die während der Gedächtnisbildung erzeugt werden, während des Abrufs erhalten bleiben.

Wissenschaftler der University of California in Los Angeles (U.C.L.A.) zeigten 13 freiwillige Epilepsiepatienten mit in ihr Gehirn implantierten therapeutischen Elektroden - mehrere Clips von fünf bis zehn Sekunden aus Videos wie The Simpsons.

Die Forscher fanden heraus, dass eine kleine Probe mit etwa 50 Neuronen im Hippocampus und im entorhinalen Kortex (Gedächtniszentren im Gehirn) in charakteristischen wiederholbaren Mustern feuerte, die sich für jeden Clip unterschieden.

"Die Ergebnisse waren ziemlich erstaunlich", sagt der leitende Studienautor Itzhak Fried, Direktor der U.C.L.A. Programm für Epilepsiechirurgie des Gesundheitssystems. Das gleiche Neuron, das während der ursprünglichen Anzeige eines bestimmten Snippets aktiviert wurde, wurde auch während des Rückrufs ausgelöst, und die Aktion begann ungefähr eine Sekunde, bevor der Patient berichtete, den Clip gesehen zu haben.

Das bedeutet, sagt Fried, dass "genau das Neuron, das während der Codierung, während der ursprünglichen Betrachtung selektiv aktiv war, plötzlich zum Leben erweckt wurde. Es hat diese Erinnerung im Wesentlichen durch Abfeuern wiedergegeben."

Larry Squire, Neurowissenschaftler am VA San Diego Medical Center und an der University of California in San Diego, sagt, dies sei das erste Mal, dass ein solcher Prozess im menschlichen Gehirn nachgewiesen wurde. Er fügt hinzu, dass dies auch der erste Bericht über den sogenannten freien Rückruf ist, der sich bis in den Hippocampus erstreckt. Früher wurde angenommen, dass er die räumliche Navigation verwaltet und einfach Erinnerungen aufzeichnet, anstatt sie wiederzugeben.

Freier Rückruf ist, wenn das Gehirn ohne externen Reiz spontan ein Muster und seine Beschreibung aus einem vergangenen Ereignis erzeugt, das es erlebt hat. Das Phänomen kann bei Tieren nicht untersucht werden, da sie keine spontanen Erinnerungen melden können. Aus ethischen Gründen kann der freie Rückruf beim Menschen nur bei Epilepsiepatienten untersucht werden, die bereits Elektrodenimplantate für therapeutische Zwecke haben. Im Gegensatz dazu kann das Gehirn während der sogenannten "Erkennung" anhand eines Musters aus einem Bild (z. B. einem vertrauten Gesicht) eine Beschreibung des Musters (des Namens der Person) aus einer Reihe von Merkmalen generieren, die es zuvor hatte gelagert.

Ein weiteres wissenschaftliches Papier dieser Woche beschreibt eine verwandte Rattenstudie. Die Ratten wurden unter Verwendung von Belohnungen trainiert, um abwechselnd durch zwei Arme eines Labyrinths und auf einem Rad zwischen jedem Labyrinthlauf zu laufen. Die Forscher sahen die gleichen Neuronen-Feuermuster (bei fMRIs) sowohl während des Arm- als auch des Radlaufs des Labyrinths. Dies deutet darauf hin, dass sich die Ratten im Lenkrad an ihren vorherigen Armlauf erinnerten, sodass sie beim nächsten Start sicher zum anderen Arm wechseln würden, um ihre Belohnungen zu erhalten.

"Wir würden anhand des Ablesens der Sequenzen während des stetigen Laufens im Rad zuverlässig vorhersagen, in welche Richtung die Ratte 10 bis 20 Sekunden vor der tatsächlich beobachteten Wahl wählen würde", sagte der leitende Studienautor György Buzsáki, Neurowissenschaftler am Zentrum für molekulare und Verhaltensneurowissenschaften der Rutgers University in Newark, NJ, schrieb in einer E-Mail.

Beide Forscherteams stellen die Hypothese auf, dass Menschen und Ratten dieselben Gehirnmechanismen für das Gedächtnis verwenden, diese jedoch etwas unterschiedlich verwenden. "Wir schlagen vor, dass die Mechanismen im Hippocampus, die sich zuerst entwickelt haben, um 'einfachen' Tieren die Navigation im Raum zu ermöglichen", schrieb Buzsáki, "dieselben sind wie die Mechanismen, die es uns ermöglichen, im 'kognitiven Raum' zu navigieren, dh von einem dachte zum nächsten. ".

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