哦!研究人员发现了纠正错误的神经信号
经过8年的研究,RIKEN-MIT神经回路遗传学中心的科学家们捕捉到了一种难以捉摸的大脑信号,这种信号隐藏在记忆传输中,并在这样做的过程中,确定了“哎呀”的第一个神经回路?一个人意识到自己犯的错误并采取纠正措施的确切时刻。
该研究结果发表在细胞,证实了一个20年前的假设大脑区域沟通。近年来,研究人员一直在研究一类被称为伽马振荡的短暂大脑信号,这是一种毫秒级的同步波状电活动爆发,它像池塘里的涟漪一样穿过脑组织。1993年,德国科学家沃尔夫·辛格(Wolf Singer)提出,伽马波能使内存关联。例如,在一个被称为工作记忆的过程中,动物在探索环境时存储和回忆短期记忆关联。
2006年,麻省理工学院的研究小组在诺贝尔奖得主根川进(Susumu Tonegawa)的指导下开始了一项研究,以了解小鼠的工作记忆。他们训练动物在T形迷宫中穿行,并在路口向左转或向右转,以获得相应的食物奖励。他们发现,工作记忆需要海马体和内嗅皮层这两个大脑区域之间的交流,但小鼠如何知道正确的方向,以及记忆传递这一事件的神经信号尚不清楚。
这项研究的主要作者Jun Yamamoto注意到,老鼠有时会犯错,转向错误的方向,然后暂停,然后转向正确的方向,他在实验室笔记本上称之为“糟糕”的试验。出于好奇,他记录了回路中的神经活动,并在“哎呀”时刻之前观察到伽马波的爆发。他还看到γ波当老鼠选择了正确的方向时,而不是当它们没有选择正确的方向或没有纠正错误时。
关键的实验是阻止伽马振荡,阻止老鼠做出正确的决定。为此,研究人员创造了一只转基因小鼠,其海马体中含有一种名为archaerhodopsin (ArchT)的光激活蛋白。通过在大脑中植入光纤,光线进入海马体-内嗅回路,关闭伽马活动。因此,老鼠不能再准确地选择正确的方向,“哎呀”事件的数量减少了。
这些发现为伽马振荡在认知中的作用提供了强有力的证据,并提高了它们参与其他需要检索和评估的行为的前景工作记忆。这可能会为一种被称为元认知的行为打开大门,或“思考思考”,对一个人的行为进行自我监控。关于外观伽马振荡在“哎呀”的情况下,Tonegawa博士表示,“我们的数据表明,动物会有意识地监控它们的行为选择是否正确,并使用记忆回忆来改善结果。”