对癫痫患者的研究揭示了大脑如何记忆的线索
在两项研究中,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的科学家们探索了人类大脑是如何存储和提取记忆的。一项研究表明,大脑将每一种记忆蚀刻成单个神经元的独特放电模式。与此同时,第二项研究表明,大脑回放记忆的速度要比储存记忆的速度快。
这项研究是由美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所(NINDS)的神经外科医生、医学博士卡里姆·扎格鲁(Kareem Zaghloul)领导的。在NIH临床中心研究癫痫发作焦点手术切除方案的耐药癫痫患者加入了这项研究。为了确定癫痫发作的原因,扎格鲁医生的团队通过手术将一个电极网格植入病人,并连续几天监测脑电活动。
“这些录音的主要目的是了解如何阻止癫痫发作。然而,这也是一个很好的机会去学习如何大脑Zaghloul博士说。
在这两项研究中,研究人员在测试患者记忆的同时监测了脑电活动。研究人员向病人展示了数百对单词,比如“铅笔和主教”或“橙色和海军蓝”,然后向病人展示其中一个单词,并要求他们记住这一对单词。
在一项研究中,发表在神经科学杂志》上,病人正确地记住了他们看到的38%的单词组。电记录显示,当病人正确地存储和记住一对单词时,他们经历的脑电波经常出现在颞叶和前额叶皮质区域。然而,研究人员发现,在回忆这些单词时出现的波比他们最初将它们存储为记忆时出现的波更快。
“我们的研究结果表明,大脑会快速回放记忆,”Zaghloul博士说。
第二项研究发表于当代生物学在美国,研究人员使用了一种名为高密度微电极阵列的新型网格来监测数十个人的活动神经元在记忆测试中。这些阵列被植入中颞回,这部分大脑被认为控制文字、面孔和距离识别。
在这项研究中,病人正确地记住了23%的词对。当研究人员观察电子记录时,他们发现,当病人正确回忆单词对时,神经元被激活的模式似乎与他们第一次学习单词对时被激活的模式相似。此外,研究结果显示,神经元的整体活动是特定于每个单词对的,当患者正确记住一对单词时,神经元的活动最为安静,这表明大脑只使用一小部分神经元来代表每一项记忆。
这些结果支持了这样一种观点,即每一个内存是由一个独特的射击模式编码的单个神经元Zaghloul博士总结道。
未来,扎格鲁博士的团队计划继续探索大脑形成和提取记忆的神经机制,以及他们是否可以使用类似的技术来理解诱发癫痫的电子代码。
进一步探索
Anthony I. Jang等人。在非文字记忆提取过程中,人类前颞叶皮层神经元恢复峰值活动,当代生物学(2017)。DOI: 10.1016 / j.cub.2017.05.014
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