Natuklasan ng mga mananaliksik ang mga pangunahing mekanismo ng utak para sa pag-aayos ng mga alaala sa oras.
Ang bagong pag-aaral ay nagdedetalye sa pagtuklas ng mga pangunahing mekanismo kung saan ang rehiyon ng hippocampus ng utak ay nag-aayos ng mga alaala sa mga pagkakasunud-sunod at kung paano ito magagamit upang magplano ng pag-uugali sa hinaharap.
Ang paghahanap ay maaaring isang kritikal na maagang hakbang tungo sa pag-unawa sa mga pagkabigo ng memorya sa mga karamdaman sa pag-iisip tulad ng Alzheimer's disease at iba pang anyo ng demensya.
Pinagsasama ang mga electrophysiological recording techniques sa mga daga na may statistical machine learning analysis ng malaking troves ng data, natuklasan ng mga mananaliksik ang ebidensya na nagmumungkahi na ang hippocampal ang network ay nag-e-encode at nagpapanatili ng mga pag-unlad ng mga karanasan upang makatulong sa paggawa ng desisyon.
"Ang aming utak ay nagpapanatili ng isang magandang talaan kung kailan nangyari ang mga partikular na karanasan o kaganapan. Ang kakayahang ito ay tumutulong sa amin na gumana sa aming pang-araw-araw na buhay, ngunit bago ang pag-aaral na ito, wala kaming malinaw na ideya ng mga neuronal na mekanismo sa likod ng mga prosesong ito, "sabi ng kaukulang may-akda na si Norbert Fortin, associate professor ng neurobiology at pag-uugali sa Unibersidad ng California, Irvine.
"Kung saan ito nag-uugnay sa lahat ay ang ganitong uri ng memorya ay malakas na may kapansanan sa iba't ibang mga neurological disorder o sa simpleng pagtanda, kaya kailangan talaga nating malaman kung paano gumagana ang utak na ito."
Ang proyekto, na tumagal ng higit sa tatlong taon upang makumpleto, ay nagsasangkot ng mga yugto ng eksperimental at pagsusuri ng data. Sinusubaybayan ng mga mananaliksik ang pagpapaputok ng mga neuron sa utak ng mga daga habang sumasailalim sila sa isang serye ng mga pagsubok sa pagkilala sa amoy. Sa pamamagitan ng paglalahad ng limang magkakaibang smells sa iba't ibang pagkakasunud-sunod, nasusukat ng mga siyentipiko ang memorya ng mga hayop sa tamang pagkakasunud-sunod at nakita kung paano nakuha ng kanilang utak ang mga magkakasunod na relasyon na ito.
"Ang pagkakatulad na iisipin ko ay ang pag-compute," sabi ni Fortin. “Kung ididikit ko ang mga electrodes sa utak mo—hindi natin kaya; kaya nga gumagamit kami ng daga—nakikita ko kung aling mga cell ang nagpapaputok at alin ang hindi nagpapaputok sa anumang oras. Nagbibigay iyon sa amin ng ilang insight sa kung paano kinakatawan at kino-compute ng utak ang impormasyon. Kapag nag-record kami ng mga pattern ng aktibidad sa isang istraktura, para kaming nakakakita ng mga zero at isa sa isang computer."
Nakuha sa millisecond interval sa loob ng ilang minuto, ang neuronal activity at inactivity measurements ay nagpapakita ng isang dynamic na larawan ng paggana ng utak. Sinabi ni Fortin na siya at ang kanyang mga kasamahan ay, sa ilang mga paraan, ay "nabasa ang isip" ng kanilang mga paksa sa pamamagitan ng pagtingin sa "coding" ng mga cell-kung alin ang nagpapaputok at kung alin ang hindi-sa sunud-sunod.
Mabilis na gumagalaw
"Kapag nag-iisip ka ng isang bagay, mabilis itong gumagalaw," sabi niya. “Hindi ka matagal na nakakulong sa alaalang iyon. Sa ngayon, ito ay kinakatawan, ngunit nakikita natin kung paano iyon nagbabago nang napakabilis.”
Maagang alam ni Fortin na ang pagbabasa ng aktibidad ng hippocampal ay magreresulta sa napakalaking dami ng raw data. Mula sa simula ng mga yugto ng proyekto, inarkila niya ang pakikilahok ng mga istatistika sa Donald Bren School of Information & Computer Sciences.
"Ang mga tanong sa neuroscience na mayroon kami noong panahon sa aking lab ay masyadong advanced para sa istatistikal na kaalaman na mayroon kami. Iyon ang dahilan kung bakit kailangan naming isama ang mga kasosyo na may kadalubhasaan sa agham ng data, "sabi ni Fortin.
"Ang mga umuusbong na pag-aaral sa neuroscience ay umaasa sa mga pamamaraan ng agham ng data dahil sa pagiging kumplikado ng kanilang data," sabi ng senior coauthor na si Babak Shahbaba, propesor ng mga istatistika. "Ang mga aktibidad sa utak ay naitala sa millisecond scale, at ang mga eksperimentong ito ay tumatakbo nang higit sa isang oras, para maisip mo kung gaano kabilis lumaki ang dami ng data. Dumarating sa punto na ang mga neuroscientist ay nangangailangan ng mas advanced na mga diskarte upang maisakatuparan ang kanilang naisip ngunit hindi naisakatuparan."
Sinabi niya na kapag ang mga neuron ay nag-encode ng impormasyon tulad ng mga alaala, makikita ng mga siyentipiko ang prosesong iyon sa pamamagitan ng pagsusuri sa pattern ng aktibidad ng spiking sa lahat ng naitalang neuron, na kilala bilang isang grupo.
"Nalaman namin na maaari naming ituring ang mga neural pattern na ito bilang mga imahe, at na-unlock nito ang aming kakayahang maglapat ng malalim na mga pamamaraan sa pag-aaral ng machine," sabi ni Shahbaba. "Sinuri namin ang data gamit ang isang convolutional neural network, na isang pamamaraan na madalas na ginagamit sa mga application sa pagpoproseso ng imahe tulad ng pagkilala sa mukha."
Sa ganitong paraan, nagawang i-decode ng mga mananaliksik ang pagpapaputok ng mga neuron upang makuha ang impormasyon.
"Alam namin kung ano ang hitsura ng pirma para sa amoy B, tulad ng alam namin para sa A, C, at D," sabi ni Fortin. "Dahil doon, makikita mo kung kailan muling lumitaw ang mga pirma na iyon sa ibang sandali, tulad ng kung kailan inaabangan ng ating mga paksa ang isang bagay na hindi pa mangyayari. Nakikita namin ang mga lagdang ito na mabilis na nire-replay habang iniisip nila ang hinaharap.”
Sinabi ni Shahbaba na ang mga tool at pamamaraan na binuo sa panahon ng proyektong ito ay maaaring ilapat sa isang malawak na hanay ng mga problema, at maaaring pahabain ni Fortin ang kanyang linya ng pagtatanong sa iba pang mga rehiyon ng utak.
Tungkol sa May-akda
Lumilitaw ang gawain Nature Communications.
Ang pagpopondo ay nagmula sa National Institutes of Health, National Science Foundation, at Whitehall Foundation.
Source: UC Irvine
Mga Aklat sa Pagpapabuti ng Pagganap mula sa listahan ng Mga Pinakamahusay na Nagbebenta ng Amazon
"Peak: Mga Lihim mula sa Bagong Agham ng Dalubhasa"
nina Anders Ericsson at Robert Pool
Sa aklat na ito, iginuhit ng mga may-akda ang kanilang pananaliksik sa larangan ng kadalubhasaan upang magbigay ng mga insight sa kung paano mapapabuti ng sinuman ang kanilang pagganap sa anumang larangan ng buhay. Nag-aalok ang aklat ng mga praktikal na estratehiya para sa pagbuo ng mga kasanayan at pagkamit ng karunungan, na may pagtuon sa sinasadyang pagsasanay at puna.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Mga Atomic Habits: Isang Madali at Subok na Paraan para Makabuo ng Mabubuting Gawi at Masira ang Masama"
ni James Clear
Nag-aalok ang aklat na ito ng mga praktikal na diskarte para sa pagbuo ng mabubuting gawi at pagsira sa masasamang gawi, na may pagtuon sa maliliit na pagbabago na maaaring humantong sa malalaking resulta. Gumagamit ang aklat ng siyentipikong pananaliksik at mga halimbawa sa totoong mundo upang magbigay ng naaaksyunan na payo para sa sinumang naghahanap upang mapabuti ang kanilang mga gawi at makamit ang tagumpay.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Mindset: Ang Bagong Sikolohiya ng Tagumpay"
ni Carol S. Dweck
Sa aklat na ito, tinuklas ni Carol Dweck ang konsepto ng mindset at kung paano ito makakaapekto sa ating pagganap at tagumpay sa buhay. Nag-aalok ang libro ng mga insight sa pagkakaiba sa pagitan ng fixed mindset at growth mindset, at nagbibigay ng mga praktikal na diskarte para sa pagbuo ng growth mindset at pagkamit ng mas malaking tagumpay.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Ang Kapangyarihan ng Ugali: Bakit Namin Ginagawa Ang Ginagawa Natin sa Buhay at Negosyo"
ni Charles Duhigg
Sa aklat na ito, tinuklas ni Charles Duhigg ang agham sa likod ng pagbuo ng ugali at kung paano ito magagamit upang mapabuti ang ating pagganap sa lahat ng larangan ng buhay. Nag-aalok ang aklat ng mga praktikal na estratehiya para sa pagbuo ng mabubuting gawi, pagsira sa masasamang gawi, at paglikha ng pangmatagalang pagbabago.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
"Mas matalinong mas mabilis na mas mahusay: Ang mga sikreto ng pagiging produktibo sa buhay at negosyo"
ni Charles Duhigg
Sa aklat na ito, ginalugad ni Charles Duhigg ang agham ng pagiging produktibo at kung paano ito magagamit upang mapabuti ang ating pagganap sa lahat ng larangan ng buhay. Ang aklat ay kumukuha ng mga halimbawa at pananaliksik sa totoong mundo upang magbigay ng praktikal na payo para sa pagkamit ng higit na produktibo at tagumpay.
