2024-04-19 10:35 来源：得道网
西达斯-西奈大学的研究人员已经发现了负责工作记忆的脑细胞是如何协调有意的注意力和短期信息存储的。工作记忆是指需要记住足够长的时间才能拨打电话号码的那种脑细胞。
详细介绍他们发现的研究发表在同行评议的《自然》杂志上。
“我们首次发现了一组神经元，受两种脑电波的影响，它们协调认知控制和工作记忆中感觉信息的存储，”雪松西奈Rutishauser实验室的博士后学者、该研究的第一作者乔纳森·道姆博士说。“这些神经元不包含或存储信息，但对短期记忆的存储至关重要。”
工作记忆只需要大脑在几秒钟内存储信息，它是脆弱的，需要持续的专注来保持，西达斯西奈神经科学和医学中心主任、该研究的资深作者乌利·鲁蒂肖瑟博士说。它可能受到不同疾病和状况的影响。
“在阿尔茨海默病或注意力缺陷多动障碍等疾病中，问题往往不是记忆储存，而是一旦形成记忆就集中注意力并保持记忆的能力，”雪松-西奈大学神经外科、神经病学和生物医学科学教授Rutishauser说。“我们相信，了解工作记忆的控制方面将是开发针对这些和其他神经系统疾病的新疗法的基础。”
为了探索工作记忆的功能，研究人员记录了36名住院患者的大脑活动，这些患者通过手术在大脑中植入电极，作为诊断癫痫的一部分。当患者执行需要使用工作记忆的任务时，研究小组记录了单个脑细胞的活动和脑电波。
在电脑屏幕上，研究人员向患者展示一张或一组三张不同人物、动物、物体或风景的照片。接下来，屏幕空白了不到三秒钟，要求患者记住他们刚刚看到的照片。然后给他们看另一张照片，并要求他们判断这是他们之前见过的那一张(还是三张中的一张)。
当执行工作记忆任务的患者能够快速准确地做出反应时，研究人员注意到两组神经元的放电:“类别”神经元对照片中显示的一个类别(如动物)做出反应，以及“相位振幅耦合”(PAC)神经元。
本研究中新发现的PAC神经元不持有任何内容，但使用一种称为相位-振幅耦合的过程来确保类别神经元聚焦并存储它们获得的内容。PAC神经元与大脑的θ波(与注意力和控制有关)以及伽马波(与信息处理有关)同步放电。这使他们能够与分类神经元协调活动，分类神经元也会及时向大脑的伽马波发射，从而提高患者回忆工作记忆中存储的信息的能力。
“想象一下，当病人看到一张狗的照片时，他们的分类神经元开始发出‘狗，狗，狗’的信号，而PAC神经元则发出‘集中/记住’的信号，”Rutishauser说。“通过相位振幅耦合，两组神经元创造了一种和谐的叠加信息，从而产生了‘记住狗’。”这是一种整体大于部分之和的情况，就像听管弦乐队的音乐家一起演奏一样。指挥者就像PAC神经元一样，协调不同的参与者和谐地行动。”
PAC神经元在海马体中完成这项工作，海马体是大脑的一部分，长期以来一直被认为对长期记忆很重要。Rutishauser说，这项研究首次证实了海马体在控制工作记忆方面也起着作用。
这项研究是由美国国立卫生研究院大脑研究推进创新神经技术倡议或大脑倡议资助的多机构联盟的一部分，由雪松西奈大学领导。这项研究的数据汇集了雪松西奈医学院、多伦多大学和约翰霍普金斯医学院的数据，这是一项统计上强有力的研究，考虑到这些实验的难度，单个机构无法单独积累这些数据。
美国国立卫生研究院大脑计划主任约翰·恩盖博士说:“大脑计划的目标之一是通过使用创新技术，揭示迄今为止很难(如果不是不可能)研究的人类大脑特性。”“在这里，Rutishauser实验室利用由倡议支持的不同寻常的机会来阐明人类的复杂过程，正在阐明某些神经元支持记忆如何存储在大脑中的方式-这一过程在阿尔茨海默病和其他痴呆症等破坏性大脑疾病中还远远没有被理解。”
