随着信息流经大脑的等级秩序,更高的地区使用更高频率的电波

生产你的想法和行动,你的大脑处理信息的层次结构沿着其表面区域,或皮质,从“低”的地区做的基本解析传入的感觉“更高的”行政区域制定雇佣你的计划,新发现的知识。在一项新的研究中,麻省理工学院的神经科学家试图解释这个组织报告出现两大趋势:在三个不同的地区,信息编码或其抑制与类似的特定脑电波频带之间的拔河比赛,和一个地区的地位等级越高,峰值越高频率的电波在每一个乐队。

通过测量和分析成千上万的神经元和周围的电场在三个大脑皮层区域在动物中,团队的新研究认知神经科学杂志》提供了一个统一的视图的脑电波,振荡模式的脑细胞的活动,可能会在大脑皮层控制信息的流动。

“当你看看之前的研究你看到的例子我们发现在许多地区,但他们都以不同的方式在不同的实验中发现,”厄尔·米勒说,Picower教授Picower研究所学习和记忆的神经科学和该研究的资深作者。“我们想要获得一个包罗万象的图片这是我们做的。我们解决的问题这是什么样的皮层。”

添加co-first作者米凯尔Lundqvist斯德哥尔摩大学和麻省理工学院:“很多研究已经观察了同步的皮层区域之间的特定频率的阶段。它本身已经成为一个领域,因为同步将影响区域之间的通信。但或许更重要的是如果地区沟通完全不同的频率。我们发现这样一个系统的首选频率跨区域的转变。它可能被怀疑拼凑以前的研究,但据我所知没有直接显示。这是一个简单但非常基本的观察。”

该论文的第一作者是Picower研究所博士后安德烈巴斯托斯。

让他们观察小组给动物正确区分图像的任务他们刚刚见过一个简单的视觉工作记忆的壮举。玩的动物,科学家们测量了单个飙升数以百计的神经元的活动在每个动物在底部三个区域,中间和任务的皮质等级制度,而这视觉皮层、顶叶皮层和前额叶皮层。他们同时跟踪这些活动产生的波浪。

在每一个地区他们发现当一个图像,要么是编码(当它第一次被提出)或召回(工作记忆测试时),θ和伽马频带的力量爆发和权力的脑电波会增加α和β乐队将会减少。当信息已经举行,例如在第一眼和测试之间的时期,θ和伽马功率下降和α和β的力量爆发。这个功能“推/拉”这些频带之间的序列已被证明在一些个别地区,包括运动皮层,米勒说,但不是经常同时在多个地区的相同的任务。

研究人员还发现,θ和伽马力量的爆发与神经峰值密切相关,编码图像的信息。α和β的力量爆发,与此同时,反关联与同样飙升的活动。

而这条规则应用在所有三个区域,一个关键的区别是,每个区域采用不同的峰值在每个频带。例如,而视觉皮层β乐队达到11赫兹,顶叶β达到15赫兹和前额叶β达到19赫兹。同时视觉皮层γ发生在65赫兹,顶叶γ超过72赫兹和前额γ在80赫兹。

“当你从大脑到前面,后面的所有的频率有点高,”米勒说。

虽然两个主要的趋势——逆频带之间的关系和系统的峰值频率的上升在每个乐队都持续观察和统计学意义,他们只显示联想功能,而不是因果关系。但是研究人员说他们是一致的交替中,α和β抑制模型,或释放γ控制方法的编码形式的感官活动的自上而下的控制。

同时,他们假设系统的峰值频率增加了层次结构可以提供多种功能。例如,如果在每个频带波携带的信息,然后以更快的频率更高的地区将样本提供更细粒度的抽样原始输入来自较低的地区。此外,更快的频率更有效在其他地区夹带相同的频率,给予更高的地区较低的控制活动的有效途径。

“增加频率振荡节律可以帮助雕刻的信息流皮质,”作者写道。

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