Πέμπτη 5 Δεκεμβρίου 2013. Μια ομάδα νευροεπιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια των Ηνωμένων Πολιτειών και στο Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ στην Αυστρία, ανακάλυψε πως τα εγκεφαλικά κύτταρα που κωδικοποιούν χωρικές πληροφορίες αποτελούν "γεωγραφικές ετικέτες" για συγκεκριμένες μνήμες και είναι ενεργοποιήστε αμέσως πριν θυμηθείτε αυτές τις μνήμες.
Η δουλειά του, που πραγματοποιήθηκε μέσω της χρήσης ενός βιντεοπαιχνιδιού στον οποίο οι άνθρωποι περιηγούνται σε μια εικονική πόλη για να παραδίδουν αντικείμενα σε συγκεκριμένες τοποθεσίες και δημοσιεύονται στο περιοδικό 'Science', δείχνει πώς ενσωματώνονται στη μνήμη οι χωρικές πληροφορίες και γιατί θυμούνται μια εμπειρία Μπορείτε να φέρετε γρήγορα στο μυαλό σας άλλα γεγονότα που συνέβησαν στην ίδια θέση.
"Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν την πρώτη άμεση νευρωνική απόδειξη της ιδέας ότι το ανθρώπινο σύστημα μνήμης επισημαίνει τις μνήμες με πληροφορίες για το πού και πότε σχηματίστηκαν και ότι η πράξη της ανάμνησης περιλαμβάνει την αποκατάσταση αυτών των ετικετών», εξηγεί ο Michael Kahana, καθηγητής Ψυχολογία στην Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Penn.
Η Kahana και οι συνεργάτες της διεξήγαγαν μια μακρά έρευνα με ασθενείς με επιληψία που έχουν εμφυτεύσει ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό τους ως μέρος της θεραπείας τους. Τα ηλεκτρόδια συλλαμβάνουν άμεσα την ηλεκτρική δραστηριότητα ολόκληρου του εγκεφάλου, ενώ οι ασθενείς συμμετέχουν στα πειράματα από τα κρεβάτια τους στο νοσοκομείο.
Όπως και με τις προηγούμενες δοκιμές χωρικής μνήμης που πραγματοποίησε ο όμιλος Kahana, η μελέτη αυτή περιελάμβανε την αναπαραγωγή ενός απλού βίντεο παιχνιδιού στο οποίο οι συμμετέχοντες έπρεπε να παραδίδουν σε καταστήματα σε μια εικονική πόλη. Πρώτον, οι παίκτες μπόρεσαν να εξερευνήσουν ελεύθερα την πόλη και να γνωρίσουν τις τοποθεσίες των καταστημάτων και, όταν ξεκίνησε το παιχνίδι, έλαβαν οδηγίες μόνο για την επόμενη στάση τους χωρίς πληροφορίες για το τι έφεραν.
Αφού έφτασαν στον προορισμό τους, ο παίκτης αποκάλυψε πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που είχαν τραβήξει και του δόθηκαν τα δεδομένα της επόμενης στάσης. Μετά από 13 παραδόσεις, η οθόνη εξαφανίστηκε και οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να θυμηθούν και να κατονομάσουν τα αντικείμενα που είχαν πάρει με τη σειρά που ήρθαν στο μυαλό τους, γεγονός που επέτρεψε στους συγγραφείς να συσχετίζουν τη νευρωνική ενεργοποίηση που σχετίζεται με την εκπαίδευση της χωρικής μνήμης (τοποθεσίες καταστημάτων) και της ανάκτησης επεισοδιακών μνημών: η λίστα των αντικειμένων.
"Μια από τις προκλήσεις στη μελέτη της μνήμης σε φυσικά περιβάλλοντα είναι ότι δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ρεαλιστική εμπειρία, όπου ο πειραματιστής διατηρεί τον έλεγχο και μπορεί να μετρήσει όλες τις πτυχές του τι κάνει και βλέπει ο συμμετέχων .. Η εικονική πραγματικότητα λύνει αυτό το πρόβλημα - "Ο Kahana επισημαίνει ότι έχοντας αυτούς τους ασθενείς να παίζουν μαζί μας, μας επιτρέπει να καταγράψουμε όλες τις ενέργειες που κάνουν στο παιχνίδι και να μετρήσουμε τις αποκρίσεις των νευρώνων κατά τη διάρκεια της διαστημικής πλοήγησης και αργότερα στη λεκτική μνήμη».
Ζητώντας από τους συμμετέχοντες να θυμούνται τα αντικείμενα που έδωσαν στα καταστήματα που επισκέφτηκαν, οι ερευνητές μπόρεσαν να ελέγξουν εάν το σύστημα χωρικής μνήμης τους ενεργοποιήθηκε ακόμα και όταν έχουν πρόσβαση σε επεισοδιακές μνήμες. Ο χάρτης των νευρώνων που σχετίζεται με τη χωρική μνήμη κατέστησε δυνατή αυτή τη σύγκριση.
"Κατά τη διάρκεια της πλοήγησης, οι νευρώνες στον ιππόκαμπο και τους γειτονικούς νευρώνες μπορεί συχνά να αντιπροσωπεύουν την εικονική θέση του ασθενούς εντός της πόλης, κάτι σαν μια συσκευή εγκεφάλου GPS", χρησιμοποίησε ως παράδειγμα το Kahana. "Αυτά τα αποκαλούμενα κύτταρα τόπου είναι ίσως το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα ενός νευρώνα που κωδικοποιεί μια αφηρημένη γνωστική αναπαράσταση", πρόσθεσε.
Η χρήση των εγγραφών του εγκεφάλου που δημιουργήθηκαν ενώ οι συμμετέχοντες πλοήγησαν την πόλη επέτρεψε στους επιστήμονες να αναπτύξουν έναν νευρικό χάρτη που αντιστοιχούσε στη διάταξη της πόλης. Για να αποφευχθεί η σύγχυση των επεισοδιακών αναμνήσεων των αντικειμένων που παραδόθηκαν με τη χωρική μνήμη της θέσης ενός καταστήματος, οι ερευνητές απέκλεισαν ταξίδια που πήγαν απευθείας από ή από αυτό το κατάστημα όταν τοποθετήθηκαν στον νευρικό χάρτη.
Με τους χάρτες αυτούς, οι συγγραφείς μπόρεσαν να διασχίσουν τις αναφορές της χωρικής μνήμης κάθε συμμετέχοντα, αποκτώντας πρόσβαση στις επεισοδιακές μνήμες των παραδοθέντων άρθρων και βλέποντας ότι οι νευρώνες που σχετίζονται με μια συγκεκριμένη περιοχή του χάρτη ενεργοποιήθηκαν αμέσως πριν να έχουν όνομα συμμετέχοντα το στοιχείο που παραδίδουν σε ένα κατάστημα στην περιοχή αυτή.
Σύμφωνα με τον Kahana, αν και δεν είναι δυνατόν να διακρίνουμε αν αυτές οι χωρικές μνήμες βοηθούν τους συμμετέχοντες να έχουν πρόσβαση στις επεισοδιακές μνήμες τους ή μόλις φτάσουν στον περίπατο, φαίνεται ότι αυτοί οι χώροι ενεργοποίησης κυττάρων παίζουν κάποιο ρόλο διαδικασίες ανάκτησης μνήμης.
Στην αρχή της έρευνας στις νευροεπιστήμες, τόσο στην ανθρώπινη όσο και στη ζωτική γνώση είχε προταθεί ότι ο ιππόκαμπος έχει δύο ξεχωριστές λειτουργίες: τον ρόλο του χαρτογράφου, την παρακολούθηση των πληροφοριών θέσης στη χωρική μνήμη και τον ρόλο του γραμματέα, την καταγραφή συμβάντων για επεισοδιακή μνήμη. Αυτό το πείραμα αποτελεί περαιτέρω απόδειξη ότι οι ρόλοι αυτοί είναι αλληλένδετοι.
"Η διαπίστωση ότι η αυθόρμητη ανάκληση μιας μνήμης ενεργοποιεί τη γεωγραφική της ετικέτα δείχνει ότι οι λειτουργίες της χωρικής και επεισοδιακής μνήμης του ιππόκαμπου είναι στενά συνδεδεμένες και μπορεί να αντανακλούν μια κοινή λειτουργική αρχιτεκτονική", καταλήγει ο Kahana.
Πηγή:
Ετικέτες:
Φύλο Οικογένεια Φάρμακα
Η δουλειά του, που πραγματοποιήθηκε μέσω της χρήσης ενός βιντεοπαιχνιδιού στον οποίο οι άνθρωποι περιηγούνται σε μια εικονική πόλη για να παραδίδουν αντικείμενα σε συγκεκριμένες τοποθεσίες και δημοσιεύονται στο περιοδικό 'Science', δείχνει πώς ενσωματώνονται στη μνήμη οι χωρικές πληροφορίες και γιατί θυμούνται μια εμπειρία Μπορείτε να φέρετε γρήγορα στο μυαλό σας άλλα γεγονότα που συνέβησαν στην ίδια θέση.
"Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν την πρώτη άμεση νευρωνική απόδειξη της ιδέας ότι το ανθρώπινο σύστημα μνήμης επισημαίνει τις μνήμες με πληροφορίες για το πού και πότε σχηματίστηκαν και ότι η πράξη της ανάμνησης περιλαμβάνει την αποκατάσταση αυτών των ετικετών», εξηγεί ο Michael Kahana, καθηγητής Ψυχολογία στην Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Penn.
Η Kahana και οι συνεργάτες της διεξήγαγαν μια μακρά έρευνα με ασθενείς με επιληψία που έχουν εμφυτεύσει ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό τους ως μέρος της θεραπείας τους. Τα ηλεκτρόδια συλλαμβάνουν άμεσα την ηλεκτρική δραστηριότητα ολόκληρου του εγκεφάλου, ενώ οι ασθενείς συμμετέχουν στα πειράματα από τα κρεβάτια τους στο νοσοκομείο.
Όπως και με τις προηγούμενες δοκιμές χωρικής μνήμης που πραγματοποίησε ο όμιλος Kahana, η μελέτη αυτή περιελάμβανε την αναπαραγωγή ενός απλού βίντεο παιχνιδιού στο οποίο οι συμμετέχοντες έπρεπε να παραδίδουν σε καταστήματα σε μια εικονική πόλη. Πρώτον, οι παίκτες μπόρεσαν να εξερευνήσουν ελεύθερα την πόλη και να γνωρίσουν τις τοποθεσίες των καταστημάτων και, όταν ξεκίνησε το παιχνίδι, έλαβαν οδηγίες μόνο για την επόμενη στάση τους χωρίς πληροφορίες για το τι έφεραν.
Αφού έφτασαν στον προορισμό τους, ο παίκτης αποκάλυψε πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που είχαν τραβήξει και του δόθηκαν τα δεδομένα της επόμενης στάσης. Μετά από 13 παραδόσεις, η οθόνη εξαφανίστηκε και οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να θυμηθούν και να κατονομάσουν τα αντικείμενα που είχαν πάρει με τη σειρά που ήρθαν στο μυαλό τους, γεγονός που επέτρεψε στους συγγραφείς να συσχετίζουν τη νευρωνική ενεργοποίηση που σχετίζεται με την εκπαίδευση της χωρικής μνήμης (τοποθεσίες καταστημάτων) και της ανάκτησης επεισοδιακών μνημών: η λίστα των αντικειμένων.
"Μια από τις προκλήσεις στη μελέτη της μνήμης σε φυσικά περιβάλλοντα είναι ότι δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ρεαλιστική εμπειρία, όπου ο πειραματιστής διατηρεί τον έλεγχο και μπορεί να μετρήσει όλες τις πτυχές του τι κάνει και βλέπει ο συμμετέχων .. Η εικονική πραγματικότητα λύνει αυτό το πρόβλημα - "Ο Kahana επισημαίνει ότι έχοντας αυτούς τους ασθενείς να παίζουν μαζί μας, μας επιτρέπει να καταγράψουμε όλες τις ενέργειες που κάνουν στο παιχνίδι και να μετρήσουμε τις αποκρίσεις των νευρώνων κατά τη διάρκεια της διαστημικής πλοήγησης και αργότερα στη λεκτική μνήμη».
Ζητώντας από τους συμμετέχοντες να θυμούνται τα αντικείμενα που έδωσαν στα καταστήματα που επισκέφτηκαν, οι ερευνητές μπόρεσαν να ελέγξουν εάν το σύστημα χωρικής μνήμης τους ενεργοποιήθηκε ακόμα και όταν έχουν πρόσβαση σε επεισοδιακές μνήμες. Ο χάρτης των νευρώνων που σχετίζεται με τη χωρική μνήμη κατέστησε δυνατή αυτή τη σύγκριση.
"Κατά τη διάρκεια της πλοήγησης, οι νευρώνες στον ιππόκαμπο και τους γειτονικούς νευρώνες μπορεί συχνά να αντιπροσωπεύουν την εικονική θέση του ασθενούς εντός της πόλης, κάτι σαν μια συσκευή εγκεφάλου GPS", χρησιμοποίησε ως παράδειγμα το Kahana. "Αυτά τα αποκαλούμενα κύτταρα τόπου είναι ίσως το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα ενός νευρώνα που κωδικοποιεί μια αφηρημένη γνωστική αναπαράσταση", πρόσθεσε.
Η χρήση των εγγραφών του εγκεφάλου που δημιουργήθηκαν ενώ οι συμμετέχοντες πλοήγησαν την πόλη επέτρεψε στους επιστήμονες να αναπτύξουν έναν νευρικό χάρτη που αντιστοιχούσε στη διάταξη της πόλης. Για να αποφευχθεί η σύγχυση των επεισοδιακών αναμνήσεων των αντικειμένων που παραδόθηκαν με τη χωρική μνήμη της θέσης ενός καταστήματος, οι ερευνητές απέκλεισαν ταξίδια που πήγαν απευθείας από ή από αυτό το κατάστημα όταν τοποθετήθηκαν στον νευρικό χάρτη.
Με τους χάρτες αυτούς, οι συγγραφείς μπόρεσαν να διασχίσουν τις αναφορές της χωρικής μνήμης κάθε συμμετέχοντα, αποκτώντας πρόσβαση στις επεισοδιακές μνήμες των παραδοθέντων άρθρων και βλέποντας ότι οι νευρώνες που σχετίζονται με μια συγκεκριμένη περιοχή του χάρτη ενεργοποιήθηκαν αμέσως πριν να έχουν όνομα συμμετέχοντα το στοιχείο που παραδίδουν σε ένα κατάστημα στην περιοχή αυτή.
Σύμφωνα με τον Kahana, αν και δεν είναι δυνατόν να διακρίνουμε αν αυτές οι χωρικές μνήμες βοηθούν τους συμμετέχοντες να έχουν πρόσβαση στις επεισοδιακές μνήμες τους ή μόλις φτάσουν στον περίπατο, φαίνεται ότι αυτοί οι χώροι ενεργοποίησης κυττάρων παίζουν κάποιο ρόλο διαδικασίες ανάκτησης μνήμης.
Στην αρχή της έρευνας στις νευροεπιστήμες, τόσο στην ανθρώπινη όσο και στη ζωτική γνώση είχε προταθεί ότι ο ιππόκαμπος έχει δύο ξεχωριστές λειτουργίες: τον ρόλο του χαρτογράφου, την παρακολούθηση των πληροφοριών θέσης στη χωρική μνήμη και τον ρόλο του γραμματέα, την καταγραφή συμβάντων για επεισοδιακή μνήμη. Αυτό το πείραμα αποτελεί περαιτέρω απόδειξη ότι οι ρόλοι αυτοί είναι αλληλένδετοι.
"Η διαπίστωση ότι η αυθόρμητη ανάκληση μιας μνήμης ενεργοποιεί τη γεωγραφική της ετικέτα δείχνει ότι οι λειτουργίες της χωρικής και επεισοδιακής μνήμης του ιππόκαμπου είναι στενά συνδεδεμένες και μπορεί να αντανακλούν μια κοινή λειτουργική αρχιτεκτονική", καταλήγει ο Kahana.
Πηγή:
