Wissenschaftler entdecken neuronale Mechanismen zentraler Bedeutung für die menschliche kostenloser Rückruf

Wissenschaftler entdecken neuronale Mechanismen zentraler Bedeutung für die menschliche kostenloser Rückruf

Außerirdische Wissenschaftler die Landung in einem Fußballstadion getroffen würden, durch den Anblick der Menschenmenge, die plötzlich aufstehen und Schreien unisono. In einer ähnlichen Art und Weise, die seit den neunziger Jahren haben Forscher beobachtet, ein besonderes Muster der neuronalen Aktivität in Nagetieren: Zehntausende Nervenzellen feuern unisono in einem Teil des Gehirns, der sogenannte hippocampus. Aber, wie ein alien-Wissenschaftler, die Forscher haben nicht in der Lage zu verstehen, die „Sprache“ der Nager Köpfen, wenn diese geheimnisvolle synchrone Ausbrüche aufgetreten.

Vor kurzem Weizmann-Institut Wissenschaftler gelang es in der Aufzeichnung dieser schnelle Ausbrüche von Aktivität—als „hippocampalen “ ripples“im menschlichen Gehirn, und Sie waren in der Lage zu zeigen, Ihre Bedeutung als neuronaler Mechanismus zugrunde, die Gravur von neuen Erinnerungen und deren anschließende recall. Diese Ergebnisse erscheinen heute in der Wissenschaft.

„Die ripple ist ein tolles event, die in Ihrer Intensität und timing. Es ist eine orchestrierte platzen der synchronen Aktivierung von etwa 15% der hippokampalen Neuronen—alle feuern zusammen innerhalb von etwa einem Zehntel einer Sekunde. Es ist eine Nerven-Zelle Feuerwerk“, erklärt Prof. Rafi Malach des Instituts Neurobiologie-Abteilung. Es wurde erstmals gezeigt, dass Sie entstehen während des mentalen Zuständen von Schlaf und Ruhe, und Sie spielen eine wichtige Rolle bei Nagetieren‘ räumlichen Navigations-Speicher. Erst kürzlich wurde festgestellt, dass eine solche synchrone elektrische Aktivität in großen Gruppen von Neuronen tritt auch in der Primaten-hippocampus während des Wachzustandes. Aber bis jetzt haben die Wissenschaftler im Dunkeln gehalten als die Rollen, die Wellen spielen in der menschlichen Wahrnehmung und der geistigen Aktivität.

Menschen können natürlich kommunizieren, Ihre Gedanken, aber die meisten Forschung Methoden, die nicht geben den Wissenschaftlern einen detaillierten Blick auf das, was passiert, zur gleichen Zeit innerhalb des Gehirns. Yitzhak Norman, ein Ph. D.-student in Malach ‚ s lab, die led der aktuellen Forschung in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Ashesh Mehta aus dem Feinstein Institut für Medizinische Forschung in den USA, die Rekrutierung von Patienten, die einer invasiven Aufnahmen im Laufe Ihrer medizinischen Diagnose. In dieser klinischen Verfahren, Patienten mit pharmakoresistenter Epilepsie bekommen Elektroden implantiert, die in mehreren Regionen des Gehirns zu lokalisieren, die den epileptischen Fokus und operativ zu entfernen. Diese Patienten frei, sich freiwillig zur Teilnahme an der Speicher-Experimente, während Sie warteten in dem Krankenhaus zwischen den Anfällen.

Während des Experiments wurden die Patienten vorgestellt mit Bildern, Reich an Farbe und visuelle Details, entweder die Gesichter von berühmten Persönlichkeiten (z.B. Barack Obama, Uma Thurman) oder Denkmäler (z.B. die Freiheitsstatue, Schiefer Turm von Pisa). Die Patienten wurden gebeten, zu versuchen sich zu erinnern, diese Bilder in so viel detail wie möglich. Nach diesem Bild-viewing-Bühne, und nach einer kurzen Ablenkung Aufgabe, Sie wurden gebeten, mit Ihren Augen bedeckt, frei zu erinnern, die Bilder und beschreiben Sie diese im detail. Während des gesamten Experiments, das sprechen des Patienten aufgenommen wurde, gleichzeitig mit Ihren entsprechenden Aktivität des Gehirns, die offenbart wurde, durch die Elektroden implantiert, sowohl im hippocampus, als auch in anderen Regionen der Hirnrinde.

Korrelation der Gehirnaktivität und der patient die mündlichen Berichte offenbart eine Reihe bemerkenswerter Beobachtungen. Es wurde zunächst festgestellt, dass ripple-Ausbrüche hatten eine entscheidende Rolle in der gratis-Rückruf-Prozess: über eine Sekunde oder zwei, bevor die Patienten zurückgerufen und begann die Beschreibung einer neuen Bild, es war eine deutliche Steigerung in der ripple-rate der Antizipation Ihrer erinnern. Wichtig ist, die hippocampalen „ripples“ re-ausgedrückt der Inhalt der Bilder: Bilder, rief eine höhere Anzahl von Wellen bei der Betrachtung der Bühne auch löste eine höhere Anzahl der ripples während der anschließenden Rückruf.

Da die Aktivität des Gehirns aufgezeichnet wurde gleichzeitig im hippocampus und der Großhirnrinde ist, konnten die Forscher nachweisen, dass die Wellen synchronisiert wurden mit kortikalen Aktivierung, insbesondere in den visuellen Zentren des Gehirns, wo die detaillierte visuelle information ist wahrscheinlich, um gespeichert werden. Darüber hinaus high-level-visuelle Zentren sind bekannt für spezialisiert in der Vertretung der spezifischen visuellen Kategorien—zum Beispiel, Gesichter sind vertreten in einer kortikalen region und Denkmäler in einer anderen region. Entsprechend, wenn die Patienten erinnerte an ein Gesicht, zum Beispiel, Barack Obama, oder alternativ, ein Denkmal, wie dem Eiffelturm, kortikale Aktivität wurde selektiv erweitert, in der entsprechenden visual-Zentren. Norman erklärt: „Eine orchestrierte Aktion in einer Reihe von Zentren offenbart sich beim freien erinnern, mit dem hippocampus spielt die Rolle des Dirigenten.“