大脑研究揭示了新记忆是如何形成的

加州大学洛杉矶分校和英国研究人员对人脑的研究揭示了新记忆是如何形成的
大脑形成新的联想。图片来源:加州大学洛杉矶分校提供

加州大学洛杉矶分校和英国的研究人员在此类研究中首次发现,大脑特定区域的神经元在快速形成关于日常事件的记忆中起着关键作用,这一发现可能会更好地理解记忆丧失,并在阿尔茨海默病和其他神经系统疾病中对抗记忆丧失的新方法。

具体来说,这项研究检查了内侧颞叶中与情景记忆相关的神经元,即大脑有意识地回忆经历过的事件和情况的能力,比如在歌剧院偶遇一位老同学。情景记忆记录了这些独特的经历,并依赖于大脑中快速形成的新联系。

摄制组得以记录该研究的资深作者伊扎克·弗里德博士说,他是加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院和塞梅尔神经科学和人类行为研究所的神经外科、精神病学和生物行为科学教授。

“这项研究深入了人类认知和记忆最基本方面之一的神经密码的核心,即联想的形成。令人惊讶的发现是,这种基本代码在大脑中单个神经元的水平上是如此明显弗里德说。“在医院病房里,记录一个病人大脑中数十亿个神经元中的一个细胞的活动,这是一项技术成就,世界上只有少数几个地方能做到。”

这项研究发表在2015年7月1日的同行评审期刊上神经元

这项研究涉及14名在加州大学洛杉矶分校住院的严重癫痫患者,并在他们的大脑中植入电极,以确定癫痫发作的焦点,以便进行可能的手术干预。这项研究的第一作者Matias J. Ison是英国莱斯特大学工程系的生物工程讲师,他说,这项研究中的大脑记录,其中确定了600多个内侧颞叶神经元,花了五年时间,并向患者展示了对不相关的图片,一张是一个人,另一张是一个地方,以构建一个有意义的关联,模拟在特定地方遇到一个人的情景记忆。

研究人员向患者展示了大约100张名人、动物和地方的照片,研究小组分析了大脑中单个神经元的编码活动。通过第一次分析,研究小组能够找到对一张或多张图片有反应的神经元。在第二次分析中,研究小组创建了一个人在某个地方的背景合成图像——例如,在比萨塔见到克林特·伊斯特伍德——并在患者学习这些关联时跟踪单个神经元的活动。

音轨中的咔哒声是神经元在图像呈现过程中记录的放电(又名尖峰或动作电位)。论文补充信息的视频部分。来源:Ison et al./神经元2015

伊森说:“这项研究着眼于人类大脑中学习新上下文关联的单个神经元,我们第一次能够证明,复杂关联的编码速度与情景记忆创造的基本机制是兼容的。”“我们假设我们能够看到神经元放电的一些变化。但令人惊讶的事实是,这些变化是巨大的,从神经元非常沉默或非常活跃的意义上说,它发生在学习的确切时刻。”

弗里德说,理解情景记忆形成的基础是神经科学的一个核心问题,可能具有重要的临床意义,因为这种类型的记忆在患有阿尔茨海默病和其他疾病的患者中受到影响

弗里德说:“记忆功能的丧失是人类最具毁灭性的痛苦之一。”“这项研究着眼于关联开始的基本基础,是理解开发与人脑的新型接口所需的生理基础的重要一步,有一天可能会改善患有记忆障碍的神经患者的生活。”

弗雷德还领导了加州大学洛杉矶分校的一个大型团队,该团队目前正在进行多学科研究,开发一种神经假体设备的软件和硬件,这种设备可能会恢复神经患者的情景记忆功能。

莱斯特大学系统神经科学中心主任、生物工程主任罗德里戈·全·基罗加(Rodrigo Quian Quiroga)也参与了这项研究。

这项研究由美国国家神经疾病和中风研究所、医学研究委员会、人类前沿科学计划和马瑟斯基金会资助bob88体育平台登录

“尽管情景记忆的开始——比如在特定的café-goes会见朋友时记住重要事件的背景和顺序——超出了上下文关联的形成,但我们的研究表明,神经元可塑性的基本机制可能支持形成。”


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更多信息: 神经元艾森等人。人类大脑中单个神经元对新记忆的快速编码dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2015.06.016
期刊信息: 神经元

引用:大脑研究揭示了新记忆是如何形成的(2015年7月1日),检索自2022年6月15日//www.pyrotek-europe.com/news/2015-07-brain-memories.html
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