The Enigma of Working Memory: Changing Views Part 2

Sýnir falið tauganet í vinnuminni

Það er miklu meira krefjandi að rannsaka þá tilgátu að kviktengd, rafhljóðlaus tauganet liggi að baki vinnsluminni, vegna þess að lífeðlisfræðilegar aðferðir eins og heilarita, fMRI og raflífeðlisfræði fylgjast með taugavirkni. Með því að byggja á TMS rannsóknum Rose og annarra (2016), mótuðu Wolff og fleiri (2017) einstaka nálgun til að prófa hvort rafmagnshljóðlaus tauganet væri til staðar sem heldur utan um eftirlitslaust vinnuminni (mynd 1A).

Á undanförnum árum hefur sífellt fleiri rannsóknir sýnt að náið samband er á milli kraftmikillar samtengingar og minnis. Kviktenging vísar til samhæfingar og samstillingar á milli mismunandi svæða í mannsheilanum á meðan minni er hæfni mannsheilans til að geyma, vinna úr og muna upplýsingar.

Rannsóknir hafa leitt í ljós að kraftmikil tenging getur stuðlað að upplýsingasendingu og samþættingu milli taugafrumna í mannsheilanum, bætt vitsmuni og framkvæmdastarfsemi mannsins. Á sama tíma hjálpar góð kraftmikil tenging einnig við að efla náms- og minnishæfileika fólks. Til dæmis, þegar einstaklingur lærir nýja þekkingu, mun samhæfing og samstilling milli ólíkra svæða styrkjast smám saman, sem stuðlar að geymslu og úrvinnslu nýrrar þekkingar og auðveldar styrkingu og endurbótum á minni.

Fyrir utan þetta hafa rannsóknir komist að því að mismunandi gerðir af minni tengjast mismunandi kraftmiklum tengingum. Til dæmis er skammtímaminni nátengt hversu kraftmikil tenging er milli ákveðinna svæða í heilanum; Langtímaminni felur í sér fjölbreyttari svæði í heilanum og kraftmikla tengingu þeirra á milli. Þess vegna mun það að viðhalda góðri kraftmikilli tengingu hjálpa til við að bæta mismunandi minnishæfileika fólks.

Samanlagt eru jákvæð tengsl milli kraftmikillar tengingar og minnis. Með því að styrkja kraftmikla tengingu getur fólk bætt vitræna og framkvæmdastarfsemi og stuðlað að náms- og minnishæfileikum. Þess vegna ættum við að kanna virkan og viðhalda góðri kraftmikilli tengingu til að bæta minni okkar og námsgetu og bæta lífsgæði okkar. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lækningaefni sem hefur mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni hakkaðs kjöts kemur frá hinum ýmsu virku innihaldsefnum sem það inniheldur, þar á meðal sýru, fjölsykrur, flavonoids o.fl. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilsu heilans á ýmsan hátt.

Smelltu á Vita skammtímaminni hvernig á að bæta

Rannsakendur töldu að ef rafhljóðlaust tauganet hefði myndast og það var haldið í vinnsluminni, þá ætti svörun netsins á kerfisstigi að vera önnur en viðbrögðin ef þetta þögla net hefði ekki myndast.

Frekar en að beita TMS-púls, veittu vísindamennirnir ótengt sjónrænt áreiti (marklaga hringi) til að endurvirkja taugakerfi sem tengjast sjónrænu vinnuminni verkefninu. Ef synaptic plasticity hefði knúið áfram dýnamískar breytingar á tengingum í vinnsluminni verkefninu, þá ætti að rannsaka þessi net með öðru áreiti að skila öðruvísi taugasvörun en ef netinu hefði ekki verið breytt.

Höfundarnir vísa til þessa sem að "pinga" tauganetin til að meta viðbrögð þeirra. Þar að auki gæti ósértæka sjónrænt áreiti, fræðilega séð, endurvirkjað virkni í taugakerfi sem eru samofin þögul sem kóða minnið, svipað og TMS. Þetta myndi birtast sem endurvirkjun á EEG-viðbrögðum sem framkallast þegar hluturinn er kallaður upp úr minni.

Til að undirbúa rannsóknirnar með því að nota óskylda skotmarkmyndina til að „pinga“ taugakerfin, skoðuðu þátttakendur skjá sem sýndi tvo hluti sem liggja að hvor öðrum og þeim var bent á að muna báða hlutina. Eftir stutta seinkun benti ör til vinstri eða hægri til að benda áhorfandanum á hvaða hlut ætti að muna fyrir síðari próf.

Þessi hlutur myndi þá haldast í eftirlitslausu vinnsluminni, en hinn hluturinn myndi gleymast eða geymdur í eftirlitslausu (meðvitundarlausu) minni. Hlutirnir sem þarf að muna voru tveir röndóttir hringir sem voru snúnir þannig að röndin á hvoru um sig höfðu mismunandi stefnu. Eftir seinkun var röndóttur hringur sýndur og þátttakendur voru beðnir um að gefa til kynna hvort þessum „nema“ hlut hefði verið snúið réttsælis eða rangsælis frá röndótta hringnum sem þeir geymdu í vinnuminni.

Niðurstöðurnar sýndu aukna virkni í alfabandinu á viðeigandi rafskautsupptökustöðum fyrir hluti í sjónrænu vinnsluminni sem samsvaraði því hversu mikið mælihluturinn var frábrugðinn hlutnum í minni í snúningi. Ef stefna hlutarins í vinnuminni hefði gleymst, hefði þessi mismunandi EEG-svörun ekki birst og nákvæmni þeirra viðbragða sem greint var frá viðfangsefninu hefði fallið niður.

Í öðru lagi myndi heilaritassvörun, sem gefur til kynna hversu snúningsstig rannsakandamyndarinnar er miðað við myndina í minni, minnka með tímanum, þar sem vinnsluminni er aðeins viðvarandi í nokkrar sekúndur. Niðurstöðurnar sýndu að þessi heilaritavirkni jókst eftir örvavísunina og var viðvarandi þar til myndin var sýnd til að prófa muna, en virknin fór hægt aftur í grunnlínu með tímanum fyrir hlutinn í eftirlitslausu minni (mynd 1B). Þetta styður þá tilgátu að það séu mismunandi aðferðir til að viðhalda eftirlitslausum og sóttum vinnuminni, með viðvarandi taugavirkni sem tengist sóttum en ekki eftirlitslausum minningum.

Rannsakendur notuðu síðan þriðja óskylda sjónræna örvunina til að pinga kerfið fyrir breytingum á tauganetvirkni sem knúin er áfram af synaptic plasticity sem fræðilega skráir vinnsluminni. Óskylda áreitið jók taugavirkni fyrir hlutinn í fylgdu minni, en ekki hlutinn sem var í eftirlitslausu minni (mynd 1C). Höfundarnir komust að þeirri niðurstöðu að öfugt við sóttar vinnuminningar eru eftirlitslausar vinnuminningar geymdar af taugamótandi mýkt sem myndar kraftmikið tengd, enrafmagnað hljóðlaus tauganet, án þess að þörf sé á áframhaldandi aukningu á taugavirkni.

Endurskoða gögnin

Nýleg rannsókn endurskoðaði upprunalegu gögnin eftir Wolff andothers (2017) og komst að því að taugasvörun við hlutnum í eftirlitslausu minni hélst allan tímann áður en gögnin voru endurkölluð þegar gögnin voru greind á annan hátt. Í stað þess að fylgjast með EEG spennunni greindu Barbosa og aðrir (2021) kraft alfa bandEEG virkninnar. Aukinn kraftur heilarita virkni sem var til marks um bæði hlutina í sóttu og eftirlitslausu vinnuminni var viðvarandi meðan á endurköllun stóð (mynd 1D).

Svörin með tilliti til alfaafls voru efld af óskyldu sjónrænu áreiti sem „pingaði“ kerfið, en sú staðreynd að virk svörun var augljós fyrir bæði sóttar og eftirlitslausar minningar gera dálítið umdeilt áhrif þess að kalla fram virk viðbrögð við sjónrænum ping sem aðferð til að sýna falin ástand geymir minni. Þar að auki gæti sjónræn ping kveikt á virkni í tauganetum sem haldið er uppi af aðgerðapottinum sem og fyrir hugsanlega rafmagnshljóðlausa netkerfi, þannig að sjónræn ping tæknin getur ekki greinilega greint á milli þessara tveggja aðferða við upplýsingageymslu.

Barbosa og fleiri (2021) segja að spennumælingar séu háðar meiri dreifni vegna grunnlínureks og breytileika í viðnám rafskauta í hársvörð, en tíðni og kraftur sveiflna eru sterkari fyrir slíkum tæknilegum erfiðleikum. Þannig var áframhaldandi aukning á taugavirkni í tengslum við eftirlitslaust minni ekki greint af Wolff og fleirum (2017) vegna takmarkana á merki til hávaða. Þar að auki sýndi greining þeirra að kraftur tölfræðilegrar greiningar á upprunalegu gögnunum var veik og að stærri sýnisstærð hefði líklega greint aukna viðvarandi virkni á seinkuninni fyrir hluti sem eru eftirlitslaus í minni.

Nánari greining sýndi einnig mikla breytileika í svörum frá einstaklingi til einstaklinga og að í mörgum tilfellum var viðvarandi aukning á heilaritaspennu áberandi ásamt eftirlitslausu minni, en hjá öðrum prófunum var þetta ekki augljóst. Aukin dreifing hefði grafið undan viðleitni til að bera kennsl á viðvarandi aukningu á rafvirkni sem heldur uppi eftirlitslausu minni.

Ályktanir

Endurgreining á upprunalegu gögnunum hnekkir niðurstöðum áhrifamiklu rannsóknar Wolff og annarra (2017) sem tókst ekki að finna merki um vinnsluminni með tilliti til aukinnar viðvarandi heilaritavirkni, en hún ógildir ekki tilraunirnar, né gefur sönnunargögn um að taugamótun geri það. ekki mynda kraftmikla samstæðu tauganeta sem liggja að baki vinnsluminni. Endurgreiningin sýnir sannleikann að "skortur á sönnunargögnum er ekki sönnun um fjarveru." Upprunalegu tilraunirnar og gögnin eru gild, en niðurstöðurnar breytast þegar þær eru greindar öðruvísi.

Mikilvægt er að þessar tvær greinar sýna fram á kraft samvinnu í vísindarannsóknum, þar sem Wolff og félagar útveguðu hrá gögn sín til Barbosa og samstarfsmanna til endurgreiningar og þeir eru þakklátir fyrir gagnlegar umræður. Báðir hóparnir viðurkenna að það er mun erfiðara að fá sönnunargögn um tilraunir til stuðnings synaptic plasticity kerfi vinnsluminni þar sem það er samkvæmt skilgreiningu rafhljóðlaust.

Þetta á sérstaklega við ef slíkt hljóðlaust kerfi starfar samhliða virkum aðferðum sem trufla uppgötvun þeirra. Þannig er grundvallaratriðið varðandi "skort á sönnunargögnum . . ." snýr enn frekar að því að hafna tilgátunni um þögul taugakerfi byggða á núverandi skorti á sönnunargögnum.

Reyndar geta þessir tveir aðferðir starfað saman. Rannsóknir Trübutschek og fleiri (2017) sýna að þátttakendur geta munað upplýsingar sem þeir hafa ekki meðvitaða vitund um jafnvel þó að engin virk taugasvörun greinist með heilarita sem er viðvarandi meðan á seinkuninni stendur fyrir endurminningu prófunar. Þeir benda til þess að í kjölfar skammvinns kóðunarfasa með virkri taugakveikingu, geti ómeðvitað áreiti verið viðhaldið með virkum skammtímabreytingum á taugamótunarþyngd án þess að hægt sé að greina taugavirkni, sem gerir kleift að ná í nokkrar sekúndur.

Hvernig á að afhjúpa tilvist mögulegs rafhljóðlauss taugaferlis er enn ráðgáta, en að finna leiðir til að kanna mögulegar breytingar á taugamótatengingu sem gætu fylgt vinnsluminni verður áfram kröftug viðleitni, sem mun án efa kveikja á nýju samstarfi og nýjum framförum.

Yfirlýsing um hagsmunaárekstra

Höfundur lýsti engum hugsanlegum hagsmunaárekstrum varðandi rannsóknir, höfundarrétt og/eða birtingu þessarar greinar.

Fjármögnun

Höfundur(ar) birti móttöku á eftirfarandi fjárhagslegum stuðningi við rannsóknir, höfundarrétt og/eða birtingu þessarar greinar: Þetta verk var stutt af NIH innanhússstyrk nr.ZIAHD000713.

Heimildir

1.Barak O, Tsodyks M, Romo R. 2010. Taugaþýðiskóðun parametrísks vinnsluminni. J Neurosci 30:9424–30.

2.Barbosa J, Lozano-Soldevilla D, Compte, A. 2021. Með því að smella í heilann með sjónboðum kemur í ljós rafvirkar, ekki virkni-hljóðlausar, vinnuminningar. PLoS Biol 19(10):e3001436.

3. Butters N, Pandya D. 1969. Retention of delayed-alternation effect of selective lesions of sulcus principalis. Science165:1271–3.

4.Courtney SM, Ungerleider LG, Keil K, Haxby JV. 1997.Tímabundin og viðvarandi virkni í dreifðu taugakerfi fyrir vinnsluminni. Náttúra 386:608–11.

5. Foster JJ, Sutterer DW, Serences JT, Vogel EK, Awh E. 2016. Landslag alfa-bandavirkni fylgir innihaldi staðbundins vinnsluminni. J Neurophysiol 115(1):168-77.

6. Fuster JM, Alexander GE. 1971. Taugavirkni tengd skammtímaminni. Vísindi 173:652–4.

7. Goldman-Rakic ​​PS. 1995. Frumugrunnur fyrir vinnsluminni.Neuron 14:447–85.

8. Lewis-Peacock JA, Drysdale AT, Oberauer K, Postle BR. 2012. Taugavísbendingar um greinarmun á skammtímaminni og áherslu á athygli. J Cogn Neurosci 24:61–79.

9. Linden DEJ. 2007. Vinnuminnisnet mannsheilans. Neuroscientist 13(3):257–67.

10.Mongillo G, Barak O, Tsodyks M. 2008. Synaptic theory ofworking memory. Vísindi 319:1543–6.

For more information:1950477648nn@gmail.com