Формирование и напоминание воспоминаний представляет собой сложную систему синхронизации и десинхронизации в разных частях мозга. decade3s- анатомия онлайн / Shutterstock

Постарайся вспомнить тот последний ужин, на который ты ходил. Возможно, вы можете вспомнить вкус этой восхитительной пасты, звуки джазового пианиста в углу или этот неистовый смех от тучного джентльмена за тремя столами. То, что вы, вероятно, не можете вспомнить, это приложить какие-то усилия для запоминания этих маленьких деталей.

Каким-то образом ваш мозг быстро обработал опыт и превратил его в надежную долговременную память без каких-либо серьезных усилий с вашей стороны. И, когда вы размышляете об этой трапезе сегодня, ваш мозг создал фильм высокой четкости о трапезе по памяти, для вашего умственного удовольствия, за считанные секунды.

Несомненно, наша способность создавать и извлекать долговременные воспоминания является фундаментальной частью человеческого опыта, но нам еще многое предстоит узнать об этом процессе. Например, нам не хватает четкого понимания того, как разные области мозга взаимодействуют для формирования и извлечения воспоминаний. Но наше недавнее исследование проливает новый свет на это явление, показывая, как нейронная активность в двух отдельных областях мозга взаимодействует во время восстановления памяти.

Гиппокамп, структура, расположенная глубоко внутри мозга, долгое время считалась концентратор для памяти, Гиппокамп помогает «склеивать» части памяти вместе («где» и «когда»), обеспечивая совместное срабатывание нейронов. Это часто называют «нейронной синхронизацией». Когда нейроны, которые кодируют «где», синхронизируются с нейронами, которые кодируют «когда», эти детали становятся связанными через явление, известное как «Изучение иврита».

Но гиппокамп просто слишком мал, чтобы хранить каждую маленькую деталь памяти. Это привело исследователей к предположению, что гиппокамп призывает неокортекс - область, которая обрабатывает сложные сенсорные детали, такие как звук и зрение, - чтобы помочь заполнить детали памяти.

Неокортекс делает это, делая полную противоположность тому, что делает гиппокамп - он гарантирует, что нейроны не срабатывают вместе. Это часто называют «нейронной десинхронизацией». Представьте себе, что вы спрашиваете у людей из 100 их имена. Если они синхронизируют свой ответ (то есть все они кричат ​​одновременно), вы, вероятно, ничего не поймете. Но если они десинхронизируют свой ответ (то есть по очереди произносят свои имена), вы, вероятно, получите от них гораздо больше информации. То же самое относится и к нейрокортикальным нейронам - если они синхронизируются, они изо всех сил пытаются донести свое сообщение, но если они десинхронизируются, информация легко передается.

Наши исследования нашли что гиппокамп и неокортекс действительно работают вместе, когда вспоминают память. Это происходит, когда гиппокамп синхронизирует свою деятельность, чтобы склеивать части памяти вместе, и позже помогает вспомнить память. Между тем, неокортекс десинхронизирует свою деятельность, чтобы помочь обработать информацию о событии и позже помочь обработать информацию о памяти.

О кошках и велосипедах

Мы проверили пациентов с эпилепсией 12 в возрасте от 24 до 53. У всех были электроды, помещенные непосредственно в ткани головного мозга их гиппокампа и неокортекса, как часть лечения их эпилепсии. Во время эксперимента пациенты изучали ассоциации между различными раздражителями (такими как слова, звуки и видео), а затем вспоминали эти ассоциации. Например, пациенту может быть показано слово «кошка», а затем видеозапись велосипеда, едущего по улице.

Затем пациент попытался бы создать яркую связь между этими двумя (возможно, кошкой, ездящей на велосипеде), чтобы помочь им вспомнить связь между этими двумя предметами. Позже им будет представлен один из предметов и предложено отозвать другой. Затем исследователи изучили, как гиппокамп взаимодействовал с неокортексом, когда пациенты изучали и вспоминали эти ассоциации.

Во время обучения нейронная активность в неокортексе десинхронизируется, а затем, примерно через миллисекунды 150, нейронная активность в гиппокампе синхронизируется. По-видимому, информация о сенсорных деталях стимулов сначала обрабатывается неокортексом, а затем передается в гиппокамп для склеивания.

Мы обнаружили, что гиппокамп и неокортекс тесно взаимодействуют при формировании и восстановлении воспоминаний. Ораван Паттаравимончай / Shutterstock

Удивительно, но этот паттерн полностью изменился во время поиска - нейронная активность в гиппокампе сначала синхронизировалась, а затем, примерно через миллисекунды 250, нейронная активность в неокортексе десинхронизировалась. На этот раз оказалось, что гиппокамп сначала вспомнил суть памяти, а затем начал спрашивать неокортекс о специфике.

Наши выводы подтверждают недавняя теория Это говорит о том, что десинхронизированный неокортекс и синхронизированный гиппокамп должны взаимодействовать, чтобы сформировать и вспомнить воспоминания.

Хотя стимуляция мозга стала многообещающим методом для улучшения наших когнитивных функций, оказалось трудно стимулировать гиппокамп для улучшения долговременной памяти. Основная проблема заключалась в том, что гиппокамп расположен глубоко в головном мозге, и его трудно достичь с помощью стимуляции мозга, которая применяется из кожи головы. Но результаты этого исследования представляют новую возможность. Стимулируя области в неокортексе, которые связываются с гиппокампом, возможно, гиппокамп можно косвенно подталкивать, чтобы создавать новые воспоминания или вспоминать старые.

Понимание того, как гиппокамп и неокортекс работают вместе при формировании и воспоминании, может иметь важное значение для дальнейшей разработки новых технологий, которые могут помочь улучшить память для тех, кто страдает от когнитивных нарушений, таких как деменция, а также для улучшения памяти у населения в целом.

Об авторах

Бенджамин Дж. Гриффитс, Доктор наук, Бирмингемский университет и Симон Ханслмайр,, Бирмингемский университет

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Атомные привычки: простой и проверенный способ создать хорошие привычки и избавиться от плохих

Джеймс Клир

Atomic Habits предоставляет практические советы по выработке хороших привычек и избавлению от вредных, основанные на научных исследованиях изменения поведения.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Четыре тенденции: незаменимые профили личности, которые показывают, как сделать вашу жизнь лучше (и жизни других людей тоже)

Гретхен Рубин

Четыре тенденции определяют четыре типа личности и объясняют, как понимание ваших собственных склонностей может помочь вам улучшить ваши отношения, рабочие привычки и общее счастье.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Подумайте еще раз: сила познания того, чего вы не знаете

Адам Грант

Think Again исследует, как люди могут изменить свое мнение и отношение, и предлагает стратегии для улучшения критического мышления и принятия решений.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Тело сохраняет счет: мозг, разум и тело в исцелении от травм

Бессель ван дер Колк

В книге «Тело ведет счет» обсуждается связь между травмой и физическим здоровьем, а также предлагаются способы лечения и исцеления травмы.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Психология денег: вечные уроки богатства, жадности и счастья

Морган Хаузел

Психология денег исследует, каким образом наше отношение и поведение в отношении денег может формировать наш финансовый успех и общее благополучие.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа