研究人员识别工作记忆背后隐藏的大脑信号

做一个特定类型的大脑模式持久改善短期记忆的老鼠,一项新的研究发现。

《华尔街日报》在线发表的科学6月14日,研究解决“工作内存,“临时激活大脑细胞发生在我们参观一个新的社区,例如,记住我们在当天晚些时候。

由纽约大学医学院的研究人员,新的研究发现,大脑信号由细胞(神经元)——大幅波涟漪长几十毫秒,捕捉更多的信息在一个动物学习比在一个熟悉一个新地方设置。

当研究小组人为地增加了一倍的长度信号参与记忆最好的路线通过一个迷宫,老鼠与扩展涟漪被发现10 - 15更好地找到一个百分比含糖奖励比老鼠没有操纵。

“我们的研究是第一次在我们的领域,使人工改变内在大脑中的神经元活动模式叫做海马状突起的区域,提高了学习能力,而不是干扰和先前一样,”乔治- Buzsaki说,医学博士,博士,比格斯神经科学教授,纽约大学医学院的生理学。“经过几十年的研究,我们终于了解哺乳动物的大脑,改变它的一些机制的方式可能指导设计未来的治疗疾病,影响记忆。”

研究结果围绕神经细胞,这“火灾或带来快速波动的平衡正面和负面的费用传输电信号,协调记忆。Buzsaki的团队近年来发现组神经元毫秒内火对方节奏cycles-creating紧密相连的信号序列,可以对复杂的信息进行编码。

这个观察到的模式,海马细胞的不同部分电路火一起briefly-creates“锋利的一波涟漪。”The patterns are named for their shape when captured graphically by electro-encephalography or EEG, a technology that records大脑的活动与电极。

Buzsaki涟漪代表说“重演”,结合学到的碎片信息,过程的一部分,编织成一个动物的记忆。

内的脉动

在当前的研究中,研究小组设计实验,正确的途径得到糖水交替左和右手臂之间的一个迷宫每次老鼠被放置。奖励,老鼠不得不使用工作记忆,回忆他们已经在前面的试验,和下次选择相反的方向。

研究近年来在许多实验室已经建立了,海马位置细胞编码每个房间,或者每个手臂的迷宫,当进入,然后再次开火老鼠人类记得去那里,或有去那儿的打算了。这项研究的作者记录位置细胞的放电作为老鼠的记忆任务执行迷宫,并预测路线作为反映在细胞序列捕获每一波涟漪。

人为地持续时间的两倍的涟漪由老鼠的脑细胞在该导航,研究人员设计海马细胞包括光敏频道。闪亮的光通过微小的玻璃纤维激活神经元,添加更多的神经元天然序列,从而更详细编码的迷宫表示。

重要的是,研究还发现,扩展的涟漪启用slower-firing神经元被招募进他们的序列。作者过去的研究表明,这些缓慢的神经元是善于改变自己的属性(塑料)作为新的东西是后天习得的。

相比之下,快点火伙伴在涟漪倾向于启动序列无论老鼠了。Buzsaki的团队一直在构建这样的改革,“刚性”神经元推广经验,熟悉的编码(而不是新发现的)方面的每个新遇到的位置。

“我们的下一步是寻求理解如何长期大幅波涟漪通过非侵入性的方式,如果我们成功了会影响治疗记忆障碍,”第一作者安东尼奥Fernandez-Ruiz说,博士,博士后Buzsaki的实验室。