地图现在在人脑中鉴定的记忆的特定神经元
人为记忆的一个重要方面是我们可以在任何给定的环境中发生的大量经验中召唤特定时刻。例如,如果被要求推荐您已经访问过多次的城市的旅游行程,您的大脑以某种方式使您能够选择地回忆并区分特定记忆从不同的旅行中提供答案。
研究表明陈述内存-那种记忆你可以有意识地回忆起你的家庭住址或你母亲的名字——这依赖于大脑中健康的内侧颞叶结构大脑,包括海马和Entorhinal皮质(EC)。这些地区对空间认知也很重要,诺贝尔奖获奖的发现在这些地区中的“Place Cells”和“Grid Cells”的发现 -神经元激活在导航期间表示环境中的特定位置(类似于GPS)。但是,如果大脑中的这个“空间地图”尚未清楚,涉及某人在这些地点的事件的记忆中涉及如何神经元活动在这些区域,使我们能够在相关经验之间针对检索的特定记忆。
由哥伦比亚工程的神经衰退者领导的团队已经发现了第一个证据单个神经元在召回期间的人脑目标特定的记忆。他们研究了在大脑中植入电极的神经外科患者的录音,并检查了患者的大脑信号如何与其行为相对应的,同时执行虚拟现实(VR)对象位置存储器任务。研究人员确定了“记忆微量单元”,其活动在空间上调整到受试者记住遇到特定对象的位置。这项研究今天发布自然神经科学。
“我们发现这些记忆痕迹神经元主要位于内嗅皮层(EC),这是大脑中最先受到阿尔茨海默氏症影响的区域之一,”指导这项研究的生物医学工程副教授约书亚·雅各布斯(Joshua Jacobs)说。“因为这些神经元的活动与人们试图记住的内容密切相关,所以它们的活动可能会受到阿尔茨海默氏症等疾病的干扰,导致记忆缺陷。”我们的发现将为研究神经活动如何在内嗅皮层而内侧颞叶帮助我们回忆过去的事件,以及更普遍地说,空间和记忆在大脑中是如何重叠的。”
该团队利用一个难得的机会测量了单个神经元的活动:从包括哥伦比亚大学欧文医学中心在内的多家医院的19名神经外科患者的大脑中进行有创记录。这些患者患有抗药性癫痫,因此已经在他们的大脑中植入了记录电极用于临床治疗。研究人员将实验设计为引人入胜的沉浸式虚拟现实电脑游戏,卧床不起的病人使用笔记本电脑和手持控制器在虚拟环境中移动。在执行任务时,受试者首先通过环境来学习四个独特物体的位置。然后,研究人员移开这些物体,让患者在周围环境中移动,并在每次试验中标记一个特定物体的位置。
该团队测量了神经元的活性,因为患者移动环境并标记其记忆目标。最初,它们鉴定了纯粹的空间调谐神经元,与当患者通过特定位置移动时始终激活的“放置细胞”,无论受试者的记忆目标如何。“这些神经元似乎只是关心这个人的空间位置,如纯粹的GPS,”萨默斯·克萨姆说,雅各布的博士博士说。学习的学生和领导作者。
但研究人员还注意到,其他神经元仅在与记忆内存相关的地点激活患者的审议 - 每当指示患者针对召回的不同记忆时,这些神经元都会改变他们的活动,以匹配新的目标的记住活动位置。雅各布斯和卡西姆特别兴奋的是,他们实际上可以根据这些神经元的活动来解码病人的特定记忆。
“我们的研究表明,人类大脑中的神经元跟踪我们故意回忆的经验,并可以改变他们的活动模式来区分记忆。他们就像你谷歌地图上的引脚标记你记得重要事件的位置,“Qasim说。“这一发现可能为我们从过去的不同经验选择性地调用的能力提供潜在的机制,并突出这些记忆如何影响大脑的空间地图。”
jacobs和qasim计划旁边寻找这些神经元在非空间环境中代表记忆,以更好地表征它们在记忆功能中的作用。“我们现在知道神经元关心我们的记忆发生,现在我们想看看这些神经元是否关心这些记忆的其他特征,就像它们发生的那样,发生了什么,依据,”Qasim笔记。
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