脑电波大小的波动有助于信息处理

日本理研脑科学研究所神经信息学中心的Colin Molter领导的一项新研究表明，脑电波节奏大小的周期性变化可能参与了大脑对信息的编码。

脑电波是由大量神经元的同步活动产生的。被称为θ波振荡的低频脑电波是已知的支持记忆的形成。研究人员通常检查大脑特定部位的振荡频率和不同部位的振荡时间大脑区域，但对这些振荡大小的变化如何影响信息处理知之甚少。

Molter和他的同事使用电极阵列记录了大鼠海马体的脑电波，海马体是已知的对记忆形成和记忆能力至关重要的结构空间导航，而动物们则表现出各种各样的行为，比如探索开放空间，在迷宫和轮子里奔跑，以及睡觉。他们观察到在所有行为中θ波振荡的大小波动——脑电波并没有保持相同的大小，而是一秒一秒地起伏。

例如，在空间导航过程中，个别海马神经元会呼叫地方的细胞与探索环境的其他部分相比，当动物处于一个或几个特定位置时，会变得更加活跃。研究人员发现，许多位置细胞被激活的时间与大脑皮层大小的波动有关θ波。在睡眠期间，大多数细胞的活动与最大的θ波振荡同步。

尽管波的大小与运动行为，当大鼠奔跑和探索时，观察到它们在这个时间尺度上的周期性波动，与动物的速度或加速度无关。相反，这种波动很可能是由大脑本身产生的，因为它们在睡眠时的存在也表明它们是内在的。

研究人员推测，这种现象可能有助于神经元对空间的表示，通过在多个首选位置变得活跃的位置细胞来解决空间编码的模糊性。“我们目前正在进行几个新的实验，以了解空间位置如何影响慢调制，以及慢调制的时间如何影响行为，”Molter说。“我们还试图提供一个模型，该模型包含theta慢调制，以帮助细胞组件之间的活动传播。”

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