“旅行”的本质脑电波可能有助于工作记忆功能

经过一个多世纪的研究,大脑的重要性掠协调,节奏组大脑细胞的电活动仍不完全清楚。低估一个特别的现象是,波空间传播,或通过大脑区域“旅行”。Picower研究所研究人员的一项新研究在麻省理工学院学习与记忆测量波旅行工作记忆在大脑的前额叶皮层调查这视运动可能产生的功能优势。

“大多数神经科学文献涉及将电极归并和时间变化分析,“像力量在特定频率的变化,作者Sayak Bhattacharya说,他在实验室做博士后Picower资深作者,Picower厄尔·米勒教授。“重要的是欣赏,有空间的微妙之处,。脑振荡跨越大脑皮层的旅行。这些波类似于体育场,实际上没有什么动作,但顺序分分合合的邻居给它行波的出现。”

换句话说,当神经元在窃听电极可能破裂活动在一个特定的频率,也是真的,之前他们活跃起来了,神经元附近的一些方向做了所以很快和一些其他神经元对面将效仿。巴塔查里亚,米勒和他们的合作者进行这项研究发表在PLOS计算生物学学习这可能意味着什么至关重要的大脑工作记忆的功能,我们必须持有新信息使用它了。这是我们如何记住方向浴室只是告诉我们,在餐馆或今天的特色菜。

要做到这一点,他们打开一些旧数据记录从动物当他们玩一个简单的工作记忆游戏。动物们会看到一个单独的图片在屏幕上,短暂的停顿之后他们会看到它连同其他一些图像。得到一个小奖励,他们必须解决他们的目光在原始图像上。这是一个简单的游戏,但小阶段(看新形象,记住它在暂停期间,识别和盯着在集团)提供不同时刻的感知,记忆,然后把它们使用。通过梳理电极记录在动物游戏会话期间,巴塔查里亚分析是否可以记录波在每一刻和旅行。

他发现有很多不同的电波在不同频段来回清洗电极在不同的方向。仔细的计算显示,波实际上是旋转小跑模式在中央前额叶皮层内的解剖点(再次,像波在足球场比赛场地周围旋转)。值得注意,因为在其他行波的研究通常海浪平面,这意味着他们只在从一个地方移动到另一个而不是绕,好像在比赛跑道上。

此外,米勒说,海浪在特别重要的方面改变了方向。动物被闲置时,不同方向的运动(如顺时针与逆时针)几乎均匀混合,但在不同的时间在任务期间,具体各频带方向明显变得更加突出。这是β电波中尤其如此,变得更加均匀的方向只有当动物玩。其他频率变得更加偏重于特定方向在特定阶段的游戏(如当第一个图像提出了)。这些变化表明,方向对大脑如何组织其应对任务。

“海浪一般旅行但大脑可以改变波浪去适应不同的认知功能,”米勒说。

实际上有几种方式,旋转波旅行可以帮助像工作记忆任务,他指出。工作记忆对一个例子,一个关键的要求是能够保持信息的前沿意识的需要。驻波(在所有相关的神经元都齐声“打开”或“关闭”)意味着信息可以在整个组织活动时不可用。与一个旋转的行波总有活动左右圈像体育场的球迷做的“波”,下一节就站起来前坐下。

另一个例子,旋转波可以为神经元提供定期重复刺激精确的计时,米勒继续说。这些协调组织内,可以促进加强连接通过一个现象叫做spike-timing依赖性可塑性的时间输入神经元影响强烈,它将如何与合作伙伴联系,发送信号。研究者还推测,时间也可能在另一个前额叶皮层功能:做出预测。

需要做更多的工作来确定无疑地知道如何旅行援助工作记忆。巴塔查里亚说,新的见解可能来自调查他们如何看当工作记忆不起作用。

“这工作记忆任务是非常容易和我们的动物做他们没有太多错误,”他说。“我们想研究更复杂的tasks-maybe多工作内存——检查期间如果旅游电波干扰误差试验。这将导致有趣的了解这些波的计算能力。”