人类记忆究竟如何形成及提取?迄今最清晰证据出现!
刊登文章:TNUMBERDLX
编导:邓紫棋
排印:李雪薇
还提过在《单恋 50 次》里由 Drew Barrymore 出演的失恋男孩吗?
虽然一场意外事故,她会在隔天月亮飘扬时把前一晚的事全数韦尔蒙,以致于 Adam Sandler 须要给她三十次单恋,让她在每晚再次沉入日久生情。
这听上来是一个无与伦比唯美的故事节,但对丧失了迈纳斯省机能的人而言,忘却是一类体认之痛。
所以,人类文明究竟是怎样制备迈纳斯省的?在自述光景时,我们的神经系统又进行着什么样公益活动呢?
图 | 50 first dates 片花
日前,源自 UT Southwestern Peter ODonnell Jr. Brian Institute 的科学研究有关人员在人类文明神经系统的吉蒙县区辨认出了 103 个特定的突触,它在抽取迈纳斯省的操作过程中充分发挥着巨大作用。而此辨认出可能会为捷伊广度脑抑制治疗法(Deep brain stimulation, DBS)富尔县,让罹患全身性心律失常(TBI)、帕金森病和尖瓣等病人由此受惠。
12 月15日,有关学术论文将以 Neurons in the human medial temporal lobe track multiple temporal contexts during episodic memory processing 为题,刊登在 Science Direct 学术期刊上。
学术论文的主要译者众所周知,Bradley Lega 教授说:这是迄今为止有关梦境怎样逐步形成及抽取的最明晰的确凿证据。
积极探索大脑的迈纳斯省
首先我们来了解一下什么是迈纳斯省 (Episodic memory) 。
迈纳斯省是指发生在一定时间和地点, 对个人亲身经历事件的梦境。第一场接吻的梦境,或圣诞节与朋友喝酒的梦境,都属于迈纳斯省。与之相对的另一个概念——语义梦境,则是指我们神经系统能够存储的一般信息和事实。
迈纳斯省属于远事梦境范畴,是人类文明最高级、成熟最晚的梦境系统。大量的实验确凿证据证明,神经系统内侧颞叶结构 (medial temporal lobe,MTL) 在情景处理中充分发挥主要作用。神经系统 MTL 结构由吉蒙县及其周边区域(吉蒙县旁回、内嗅皮质、嗅缘皮质)构成。它可汇聚源自枕、 顶、颞、额诸皮质感知信息,并对这些信息进行整合加工。
梦境编码和抽取实验示意图 | 来源:学术论文
在实验中,神经科学家们在托马斯·杰斐逊大学医院 (TJUH) 和德克萨斯大学西南分校(UTSW)招募了 27 名被诊断为顽固性癫痫的病人。在手术前,他们须要在神经系统中植入微电极来找到癫痫病灶,这就为科学家科学研究迈纳斯省的编码模式提供了突触尺度的实验数据。
梦境编码实验为单词联想任务,屏幕上会再次出现 308 个不同英语名词。
在实验期间每个单词只再次出现一场,在屏幕上持续 1.6 秒。之后受试者便进入了干扰期。
科学研究有关人员会随机给受试者出一些算术题,转移一下受试者的注意力。然后便进入到了精彩的梦境抽取时间。受试者须要尽量自述起这 308 个转瞬即逝的英语名词。根据突触的电极记录,科学研究有关人员最终在神经系统的吉蒙县区和内嗅皮层(entorhinal cortex)识别出 103 个在编码成功时放电频率具有显著特性的相继梦境效应(Subsequent memory effect,SME)突触,其中包括前吉蒙县突触 51 个(49.5%),后吉蒙县突触 31 个(30.1%),中或未指定吉蒙县突触 4 个(3.9%),内嗅皮层突触 17 个(16.5%)。
SME 突触示意图 | 来源:学术论文
当梦境编码成功时,这 103 个梦境敏感型突触的活跃度会增加。
当受试者试图抽取梦境,特别是自述大量细节时,这些突触产生了同样的放电模式。换言之,受试者在编码单词时的内侧颞叶的突触放电频率跟自述单词时的放电频率具有很高的一致性,且每个单词编码模式不同。辨别梦境和幻觉的关键这个结果从突触的尺度证实了大脑的相继梦境效应理论,即神经系统神经系统尤其内侧颞叶结构及前额叶的公益活动,可在一定程度上预测所经历的事件是否能够被正确地再次自述,梦境成功与梦境失败所对应的神经系统公益活动差异显著。
有趣的是,这些单词再次出现的先后顺序而不是语义对自述抽取非常重要。
在神经学上这称为时间群集效应(temporal cluster effect),即神经系统倾向于对时间上相邻的信息进行编码。因此在成功地自述光景时,我们通常也会对一个事件发生的前后情景印象深刻。相比之下,这次辨认出的 103 个梦境敏感型突触未能预测不同语义类型的梦境抽取方式。为此科学研究有关人员特定从维基百科里找到 10 万篇文档,以量化实验中所给出单词的语义信息。
译者认为,这或许是因为实验设置中未要求受试者按照类别抽取梦境,又或者对语义敏感的突触公益活动在神经系统 MTL 区域之外,例如颞叶和前额叶皮质等区域。
(来源:UT Southwestern Peter ODonnell Jr. Brian Institute 网站)
除此之外,这项科学研究还首次在人类文明神经系统中辨认出,负责抽取梦境的神经经元的放电的时间与神经系统其他突触放电时间不同。他们给这种现象取名为相位差(phase offset)。
科学研究有关人员认为,正是相位差让我们得以清楚地区分自述和现实。
Bradley Lega 教授称: 我们的辨认出对这个问题提供了重要的启示,即你怎么知道你正在自述过去,而不是在体验捷伊梦境?
这项辨认出对阿尔兹海默症和精神分裂病人而言尤为重要。
UT Southwestern 精神病学教授 Carol Tamminga 表示,吉蒙县体的机能障碍是精神分裂症病人无法辨别梦境和幻觉的根本原因:(精神分裂症等病人的)幻觉和妄想,实际上是被损坏的真实梦境。它是通过神经梦境系统处理的,就像‘正常’梦境一样。理解怎样使用这种‘相位差’机制来修正这些被损坏的梦境很重要。
期待在不远的未来,这项重大辨认出能够帮助被幻觉和真实所困扰的人们。
(来源:UT Southwestern Peter ODonnell Jr. Brian Institute 网站)
参考文献:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811921009629?via%3Dihub
http://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211206215953.htm
http://icanbrainlab.bnu.edu.cn/webpic/image/20180910/20180910175322.pdf