Οι ερευνητές έχουν αποκαλύψει τους βασικούς μηχανισμούς του εγκεφάλου για την οργάνωση των αναμνήσεων στο χρόνο.
Η νέα μελέτη περιγράφει λεπτομερώς την ανακάλυψη των θεμελιωδών μηχανισμών με τους οποίους η περιοχή του ιππόκαμπου του εγκεφάλου οργανώνει τις αναμνήσεις σε ακολουθίες και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον σχεδιασμό της μελλοντικής συμπεριφοράς.
Το εύρημα μπορεί να είναι ένα κρίσιμο πρώιμο βήμα προς την κατανόηση των αποτυχιών της μνήμης σε γνωστικές διαταραχές όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και άλλες μορφές άνοιας.
Συνδυάζοντας τεχνικές ηλεκτροφυσιολογικής καταγραφής σε τρωκτικά με στατιστική ανάλυση μηχανικής μάθησης τεράστιων θησαυρών δεδομένων, οι ερευνητές ανακάλυψαν στοιχεία που υποδηλώνουν ότι ιππόκαμπος Το δίκτυο κωδικοποιεί και διατηρεί την εξέλιξη των εμπειριών για να βοηθήσει στη λήψη αποφάσεων.
«Ο εγκέφαλός μας διατηρεί ένα αρκετά καλό αρχείο για το πότε συμβαίνουν συγκεκριμένες εμπειρίες ή γεγονότα. Αυτή η ικανότητα μας βοηθά να λειτουργούμε στην καθημερινή μας ζωή, αλλά πριν από αυτή τη μελέτη, δεν είχαμε ξεκάθαρη ιδέα για τους νευρωνικούς μηχανισμούς πίσω από αυτές τις διαδικασίες», λέει ο αντίστοιχος συγγραφέας Norbert Fortin, αναπληρωτής καθηγητής νευροβιολογίας και συμπεριφοράς στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Ίρβιν.
«Αυτό που συνδέεται με όλους είναι ότι αυτός ο τύπος μνήμης είναι έντονα εξασθενημένος σε μια ποικιλία νευρολογικών διαταραχών ή απλώς με τη γήρανση, επομένως πρέπει πραγματικά να γνωρίζουμε πώς λειτουργεί αυτή η λειτουργία του εγκεφάλου».
Το έργο, το οποίο χρειάστηκε περισσότερα από τρία χρόνια για να ολοκληρωθεί, περιελάμβανε πειραματικές φάσεις και ανάλυση δεδομένων. Οι ερευνητές παρακολούθησαν την πυροδότηση νευρώνων στον εγκέφαλο των αρουραίων καθώς υποβλήθηκαν σε μια σειρά δοκιμών αναγνώρισης οσμής. Παρουσιάζοντας πέντε διαφορετικά μυρίζει σε διάφορες αλληλουχίες, οι επιστήμονες μπόρεσαν να μετρήσουν τη μνήμη των ζώων για τη σωστή σειρά και να ανιχνεύσουν πώς ο εγκέφαλός τους αποτύπωσε αυτές τις διαδοχικές σχέσεις.
«Η αναλογία που θα σκεφτόμουν είναι η πληροφορική», λέει ο Fortin. «Αν κολλούσα ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό σας—δεν μπορούμε. γι' αυτό χρησιμοποιούμε αρουραίους—μπορούσα να δω ποια κύτταρα πυροδοτούν και ποια δεν πυροδοτούν τη δεδομένη στιγμή. Αυτό μας παρέχει κάποια εικόνα για το πώς ο εγκέφαλος αντιπροσωπεύει και υπολογίζει τις πληροφορίες. Όταν καταγράφουμε μοτίβα δραστηριότητας σε μια δομή, είναι σαν να βλέπουμε μηδενικά και ένα σε έναν υπολογιστή».
Λαμβάνονται σε διαστήματα χιλιοστών του δευτερολέπτου σε αρκετά λεπτά, οι μετρήσεις νευρωνικής δραστηριότητας και αδράνειας παρουσιάζουν μια δυναμική εικόνα της λειτουργίας του εγκεφάλου. Ο Fortin λέει ότι ο ίδιος και οι συνάδελφοί του κατά κάποιο τρόπο ήταν σε θέση να «διαβάσουν τα μυαλά» των υποκειμένων τους βλέποντας την «κωδικοποίηση» των κελιών –ποιες πυροβολούσαν και ποιες όχι– σε γρήγορη διαδοχή.
Γρήγορη κίνηση
«Όταν σκέφτεσαι κάτι, αυτό κινείται γρήγορα», λέει. «Δεν είσαι κολλημένος σε αυτή τη μνήμη για πολύ. Αυτήν τη στιγμή, εκπροσωπείται, αλλά μπορούμε να δούμε πώς αυτό αλλάζει πολύ γρήγορα».
Ο Fortin γνώριζε από νωρίς ότι οι αναγνώσεις της δραστηριότητας του ιππόκαμπου θα οδηγούσαν σε τεράστιες ποσότητες ακατέργαστων δεδομένων. Από τα αρχικά στάδια του έργου, ζήτησε τη συμμετοχή στατιστικολόγων στο Donald Bren School of Information & Computer Sciences.
«Οι ερωτήσεις νευροεπιστήμης που είχαμε εκείνη τη στιγμή στο εργαστήριό μου ήταν πολύ προχωρημένες για τις στατιστικές γνώσεις που είχαμε. Γι' αυτό χρειαζόμασταν να εμπλέξουμε συνεργάτες με εξειδίκευση στην επιστήμη δεδομένων», λέει ο Fortin.
«Αυτές οι αναδυόμενες μελέτες νευροεπιστήμης βασίζονται σε μεθόδους επιστήμης δεδομένων λόγω της πολυπλοκότητας των δεδομένων τους», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Babak Shahbaba, καθηγητής στατιστικής. «Οι δραστηριότητες του εγκεφάλου καταγράφονται σε κλίμακα χιλιοστού του δευτερολέπτου και αυτά τα πειράματα εκτελούνται για περισσότερο από μία ώρα, ώστε να μπορείτε να φανταστείτε πόσο γρήγορα αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων. Φτάνει σε σημείο που οι νευροεπιστήμονες χρειάζονται πιο προηγμένες τεχνικές για να επιτύχουν αυτό που είχαν φανταστεί αλλά δεν μπόρεσαν να εφαρμόσουν».
Σημειώνει ότι όταν οι νευρώνες κωδικοποιούν πληροφορίες όπως οι μνήμες, οι επιστήμονες μπορούν να πάρουν μια γεύση αυτής της διαδικασίας εξετάζοντας το μοτίβο της δραστηριότητας αιχμής σε όλους τους καταγεγραμμένους νευρώνες, γνωστούς συλλογικά ως σύνολο.
«Διαπιστώσαμε ότι μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε αυτά τα νευρωνικά μοτίβα ως εικόνες και αυτό ξεκλείδωσε την ικανότητά μας να εφαρμόζουμε μεθόδους βαθιάς μηχανικής μάθησης», λέει ο Shahbaba. «Αναλύσαμε τα δεδομένα με ένα συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο, το οποίο είναι μια μεθοδολογία που χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές επεξεργασίας εικόνας, όπως η αναγνώριση προσώπου».
Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπόρεσαν να αποκωδικοποιήσουν την πυροδότηση των νευρώνων για να ανακτήσουν πληροφορίες.
«Γνωρίζουμε πώς φαίνεται η υπογραφή για την οσμή Β, όπως ξέρουμε και τις υπογραφές για το A, C και D», λέει ο Fortin. «Εξαιτίας αυτού, μπορείτε να δείτε πότε αυτές οι υπογραφές επανεμφανίζονται σε διαφορετική χρονική στιγμή, όπως όταν τα υποκείμενά μας προσδοκούν κάτι που δεν έχει ακόμη συμβεί. Βλέπουμε αυτές τις υπογραφές να επαναλαμβάνονται γρήγορα καθώς σκέφτονται το μέλλον».
Ο Shahbaba λέει ότι τα εργαλεία και οι μεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια αυτού του έργου μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων και ο Fortin μπορεί να επεκτείνει τη γραμμή έρευνάς του σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου.
Σχετικά με τους Συγγραφείς
Η εργασία εμφανίζεται στο Nature Communications.
Η χρηματοδότηση προήλθε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Ίδρυμα Whitehall.
πηγή: UC Irvine
Βιβλία για τη βελτίωση της απόδοσης από τη λίστα με τα Best Sellers της Amazon
"Peak: Secrets from the New Science of Expertise"
από τους Anders Ericsson και Robert Pool
Σε αυτό το βιβλίο, οι συγγραφείς βασίζονται στην έρευνά τους στον τομέα της τεχνογνωσίας για να δώσουν πληροφορίες σχετικά με το πώς ο καθένας μπορεί να βελτιώσει την απόδοσή του σε οποιονδήποτε τομέα της ζωής. Το βιβλίο προσφέρει πρακτικές στρατηγικές για την ανάπτυξη δεξιοτήτων και την επίτευξη κυριαρχίας, με έμφαση στη σκόπιμη εξάσκηση και την ανατροφοδότηση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Ατομικές συνήθειες: Ένας εύκολος και αποδεδειγμένος τρόπος για να χτίσεις καλές συνήθειες και να κόψεις τις κακές"
από τον James Clear
Αυτό το βιβλίο προσφέρει πρακτικές στρατηγικές για την οικοδόμηση καλών συνηθειών και την εξάλειψη των κακών, με έμφαση σε μικρές αλλαγές που μπορούν να οδηγήσουν σε μεγάλα αποτελέσματα. Το βιβλίο βασίζεται σε επιστημονική έρευνα και παραδείγματα πραγματικού κόσμου για να παρέχει χρήσιμες συμβουλές σε όποιον θέλει να βελτιώσει τις συνήθειές του και να επιτύχει.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
«Νοοτροπία: Η Νέα Ψυχολογία της Επιτυχίας»
από την Carol S. Dweck
Σε αυτό το βιβλίο, η Carol Dweck διερευνά την έννοια της νοοτροπίας και πώς μπορεί να επηρεάσει την απόδοση και την επιτυχία μας στη ζωή. Το βιβλίο προσφέρει πληροφορίες για τη διαφορά μεταξύ μιας σταθερής νοοτροπίας και μιας νοοτροπίας ανάπτυξης και παρέχει πρακτικές στρατηγικές για την ανάπτυξη μιας νοοτροπίας ανάπτυξης και την επίτευξη μεγαλύτερης επιτυχίας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Η δύναμη της συνήθειας: Γιατί κάνουμε αυτό που κάνουμε στη ζωή και τις επιχειρήσεις"
από τον Charles Duhigg
Σε αυτό το βιβλίο, ο Charles Duhigg διερευνά την επιστήμη πίσω από το σχηματισμό συνήθειας και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει την απόδοσή μας σε όλους τους τομείς της ζωής. Το βιβλίο προσφέρει πρακτικές στρατηγικές για την ανάπτυξη καλών συνηθειών, την εξάλειψη των κακών και τη δημιουργία μόνιμων αλλαγών.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
"Εξυπνότερος Γρήγορος Καλύτερος: Τα μυστικά του να είσαι παραγωγικός στη ζωή και τις επιχειρήσεις"
από τον Charles Duhigg
Σε αυτό το βιβλίο, ο Charles Duhigg διερευνά την επιστήμη της παραγωγικότητας και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της απόδοσής μας σε όλους τους τομείς της ζωής. Το βιβλίο βασίζεται σε παραδείγματα και έρευνες πραγματικού κόσμου για να παρέχει πρακτικές συμβουλές για την επίτευξη μεγαλύτερης παραγωγικότητας και επιτυχίας.
