Paano Nabubuo ang Mga Mga Pag-alaala at Kinuha Ng Brain

Paano Nabubuo ang Mga Mga alaala at Kinuha Ng Utak

Benjamin J. Griffiths at Simon Hanslmayr

Basahin ang Oras: 5 minuto

Ang pagbubuo at paggunita ng mga alaala ay isang kumplikadong sistema ng pag-synchronise at desynchronisation sa iba't ibang bahagi ng utak. dekada3s- anatomy online / Shutterstock

Subukang tandaan na ang huling hapunan na iyong pinuntahan. Marahil ay naaalala mo ang lasa ng masarap na pasta na iyon, ang mga tunog ng piano ng jazz sa sulok, o ang matindi na pagtawa mula sa portly gentleman na tatlong talahanayan. Ang hindi mo maaaring matandaan ay ang paglalagay ng anumang pagsisikap sa pag-alala sa alinman sa mga maliit na detalye.

Kahit papaano, mabilis na naproseso ng iyong utak ang karanasan at ito ay naging isang matatag, pangmatagalang memorya nang walang anumang seryosong pagsisikap mula sa iyong sarili. At, habang iniisip mo ang pagkain na ngayon, ang iyong utak ay nakabuo ng isang mataas na kahulugan na pelikula ng pagkain mula sa memorya, para sa iyong kasiyahan sa pagtingin sa kaisipan, sa isang bagay na segundo.

Walang alinlangan, ang aming kakayahang lumikha at makuha ang pangmatagalang mga alaala ay isang pangunahing bahagi ng karanasan ng tao - ngunit marami pa rin tayong matutunan tungkol sa proseso. Halimbawa, kulang kami ng isang malinaw na pag-unawa sa kung paano nakikipag-ugnay ang iba't ibang mga rehiyon ng utak upang mabuo at makuha ang mga alaala. Ngunit ang aming kamakailang pag-aaral nagbubuhos ng bagong ilaw sa hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pamamagitan ng pagpapakita kung paano ang aktibidad ng neural sa dalawang magkakaibang mga rehiyon ng utak ay nakikipag-ugnay sa panahon ng pagkuha ng memorya.

Ang hippocampus, isang istraktura na matatagpuan malalim sa utak, ay matagal nang nakikita isang hub para sa memorya. Ang hippocampus ay tumutulong sa "pandikit" na mga bahagi ng memorya nang magkasama (ang "kung saan" kasama ang "kailan") sa pamamagitan ng pagtiyak na magkakasama ang sunog ng mga neuron. Ito ay madalas na tinutukoy bilang "neural synchronization". Kapag ang mga neuron na code para sa "kung saan" nag-synchronize sa mga neuron na code para sa "kung kailan", ang mga detalyeng ito ay maiugnay sa isang kababalaghan na kilala bilang "Pag-aaral ng Hebiano".

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Ngunit ang hippocampus ay napakaliit lamang upang maiimbak ang bawat maliit na detalye ng isang memorya. Ito ang humantong sa mga mananaliksik sa teorise na ang hippocampus tawag sa neocortex - isang rehiyon na nagpoproseso ng mga kumplikadong detalye ng pandama tulad ng tunog at paningin - upang makatulong na punan ang mga detalye ng isang memorya.

Ginagawa ito ng neocortex sa pamamagitan ng paggawa ng eksaktong kabaligtaran ng ginagawa ng hippocampus - tinitiyak nito na hindi magkasunog ang mga neuron. Ito ay madalas na tinutukoy bilang "neural desynchronisation". Isipin na magtanong sa isang madla ng 100 mga tao para sa kanilang mga pangalan. Kung nai-synchronize nila ang kanilang tugon (iyon ay, silang lahat ay sumigaw nang sabay-sabay), malamang na hindi ka maiintindihan. Ngunit kung inalis nila ang kanilang tugon (iyon ay, magkakasunod na nagsasalita ng kanilang mga pangalan), malamang na magtitipon ka ng maraming impormasyon mula sa kanila. Ang parehong ay totoo para sa mga neocortical neuron - kung nag-synchronise sila, nagpupumilit silang maiparating ang kanilang mensahe, ngunit kung naisusulat nila, madaling makarating ang impormasyon.

Natagpuan ang aming pananaliksik na ang hippocampus at neocortex ay sa katunayan ay nagtutulungan kapag naaalala ang isang memorya. Nangyayari ito kapag isinasagawa ng hippocampus ang aktibidad nito upang magkadikit ang mga bahagi ng memorya, at kalaunan ay makakatulong upang maalala ang memorya. Samantala, inalis ng neocortex ang aktibidad nito upang matulungan ang proseso ng impormasyon tungkol sa kaganapan at kalaunan ay makakatulong sa pagproseso ng impormasyon tungkol sa memorya.

Sa mga pusa at bisikleta

Sinubukan namin ang mga pasyente ng epilepsy ng 12 sa pagitan ng 24 at 53 taong gulang. Ang lahat ay may lugar na electrodes nang direkta sa loob ng utak na tisyu ng kanilang hippocampus at neocortex bilang bahagi ng paggamot para sa kanilang epilepsy. Sa panahon ng eksperimento, natutunan ng mga pasyente ang mga asosasyon sa pagitan ng iba't ibang mga pampasigla (tulad ng mga salita, tunog at video), at kalaunan ay naalala ang mga samahang ito. Halimbawa, ang isang pasyente ay maaaring ipakita ang salitang "pusa" na sinusundan ng isang video ng isang pagbibisikleta sa bike sa isang kalye.

Susubukan ng pasyente at lumikha ng isang matingkad na link sa pagitan ng dalawa (marahil ang pusa na nakasakay sa bike) upang matulungan silang maalala ang kaugnayan sa pagitan ng dalawang item. Nang maglaon, bibigyan sila ng isa sa mga item at hiniling na maalala ang isa pa. Sinuri ng mga mananaliksik kung paano nakikipag-ugnay ang hippocampus sa neocortex nang ang mga pasyente ay natututo at nag-alaala sa mga samahang ito.

Sa panahon ng pag-aaral, ang neural na aktibidad sa neocortex desynchronised at pagkatapos, sa paligid ng 150 milliseconds mamaya, neural na aktibidad sa hippocampus naka-synchronize. Napakaganda, ang impormasyon tungkol sa mga detalye ng pandama ng pampasigla ay unang naproseso ng neocortex, bago maipasa sa hippocampus upang magkasama.

Natagpuan namin na ang hippocampus at neocortex ay nagtutulungan nang magkasama kapag bumubuo at kumuha ng mga alaala. Orawan Pattarawimonchai / Shutterstock

Kapansin-pansin, ang pattern na ito ay nabaligtad sa panahon ng pagkuha - neural na aktibidad sa hippocampus unang naka-synchronize at pagkatapos, sa paligid ng 250 milliseconds mamaya, neural na aktibidad sa neocortex desynchronised. Sa oras na ito, lumitaw na ang hippocampus ay unang naalala ang isang gist ng memorya at pagkatapos ay nagsimulang tanungin ang neocortex para sa mga detalye.

Suporta ng aming mga natuklasan isang teoryang kamakailan na nagmumungkahi na ang isang desynchronised neocortex at naka-synchronize na hippocampus ay kailangang makipag-ugnay upang mabuo at maalala ang mga alaala.

Habang ang pagpapasigla ng utak ay naging isang paraan ng pag-asa para sa pagpapalakas ng aming mga nagbibigay-malay na mga pasilidad, napatunayan na mahirap na pukawin ang hippocampus upang mapabuti ang pangmatagalang memorya. Ang pangunahing problema ay ang hippocampus ay matatagpuan malalim sa loob ng utak at mahirap maabot ang pagpapasigla ng utak na inilalapat mula sa anit. Ngunit ang mga natuklasan mula sa pag-aaral na ito ay nagpapakita ng isang bagong posibilidad. Sa pamamagitan ng pagpapasigla sa mga rehiyon sa neocortex na nakikipag-usap sa hippocampus, marahil ang hippocampus ay maaaring hindi direktang itulak upang lumikha ng mga bagong alaala o maalala ang mga dati.

Ang pag-unawa nang higit pa tungkol sa kung paano nagtutulungan ang hippocampus at neocortex kapag ang pagbubuo at paggunita ng mga alaala ay maaaring maging mahalaga para sa karagdagang pagbuo ng mga bagong teknolohiya na makakatulong na mapagbuti ang memorya para sa mga nagdurusa sa mga nagbibigay-malay na kahinaan tulad ng demensya, pati na rin ang pagpapalakas ng memorya sa populasyon nang malaki.