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2020年3月5日,星期四
科学家实时监控大脑重播记忆
美国国立卫生大发手游院的大发手游表明,我们的大脑使用不同的发射方式来存储和重放记忆。

在对癫痫患者的一项大发手游中,美国国立卫生大发手游院的大发手游人员在患者进行记忆测试时监视了数千个称为神经元的单个脑细胞的电活动。他们发现,当患者学会一个单词对时,在他们成功记住该单词对之前,细胞的发射模式会在几分之一秒内重放。这项大发手游是 NIH临床中心 不能控制药物发作的耐药性癫痫患者的临床试验。
记忆在我们的生活中起着至关重要的作用。正如音符在唱片上被记录为凹槽一样,似乎我们的大脑将记忆存储在可以反复播放的神经激发模式中。”美国国立卫生大发手游院国家神经疾病和中风大发手游所(NINDS),该大发手游的高级作者发表在《科学》杂志上。
Zaghloul博士的团队一直在记录暂时居住在外科手术植入电极上的耐药性癫痫患者的电流,这些电极旨在监测大脑活动,以期找出患者癫痫发作的来源。这个时期也为大发手游记忆过程中的神经活动提供了机会。在这项大发手游中,他的团队大发手游了用于存储我们过去经历的记忆的活动,这些活动被科学家称为情景记忆。
1957年,一名癫痫患者H.M.在记忆大发手游方面提供了突破。 H.M不记得为切除癫痫发作而切除部分大脑后的新经历。从那时起,大发手游就提出了这样的想法,即间歇性记忆被存储或编码为神经活动模式,当诸如熟悉气味的气味或朗朗上口的乐曲之类的东西触发时,我们的大脑就会重放。但是究竟如何发生仍是未知的。
在过去的二十年中,啮齿动物的大发手游表明,大脑可能以独特的神经元放电序列来存储记忆。加入Zaghloul博士的实验室后,医学博士,医学博士Alex P. Vaz北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的一名学生,这项大发手游的负责人决定在人类中测试这个想法。
“我们认为,如果仔细大发手游从患者那里收集的数据,我们也许能够发现人类记忆与神经元放电模式之间的联系与啮齿动物相似,”生物工程师瓦兹说。解释了人体产生的电信号的含义。
为此,他们分析了位于前颞叶(大脑语言中心)的单个神经元的放电模式。当患者坐在屏幕前并被要求学习单词对(例如“蛋糕”和“狐狸”)时记录电流。大发手游人员发现,单个神经元的独特发射模式与学习每个新单词模式有关。后来,当向患者显示一个单词(例如“蛋糕”)时,在患者正确召回配对的单词“ fox”之前的几毫秒内,重放了非常相似的触发方式。
Zaghloul博士说:“这些结果表明,我们的大脑可能会使用不同的神经突刺活动序列来存储记忆,然后在我们记住过去的经历时重播它们。”
去年,他的团队 显示出电波,称为涟漪,可能会在我们正确记忆之前几秒钟出现在大脑中。在这项大发手游中,大发手游小组发现了前颞叶记录的波纹与学习和记忆过程中所见的尖峰模式之间存在联系。他们还表明,在学习过程中,在另一个颞内侧叶记录的涟漪稍早于前颞叶所见的射击方式的重放。
Zaghloul博士说:“我们的结果支持记忆涉及大脑中神经元放电模式的协调重放的想法。” “大发手游我们如何形成和恢复记忆不仅可以帮助我们了解自己,还可以帮助神经元回路分解记忆障碍。”
这项大发手游得到了NINDS院内大发手游计划和NIH培训资助(NS113400,GM007171)的支持。
NINDS 是美国大脑和神经系统大发手游的主要资助者。 NINDS的任务是寻求有关大脑和神经系统的基础知识,并利用该知识减轻神经系统疾病的负担。
关于国立卫生大发手游院(NIH): 美国国立医学大发手游院(NIH)是美国的医学大发手游机构,包括27个大发手游所和中心,并且是美国卫生与公共服务部的一部分。 NIH是进行和支持基础,临床和转化医学大发手游的主要联邦机构,并且正在调查常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息,请访问 www.nih.gov.
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文章
Vaz等人,在人类记忆检索过程中皮质突刺序列的重播。科学,2020年3月6日DOI:10.1126 / science.aba0672