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工作记忆如何帮助你度过一天的新模式

导读重要的是,因为很普通,工作记忆让我们可以根据接待员的指示找到医生的办公室,或者在经销商处对一套轮胎和另一套轮胎的成本和收益进行分类

重要的是,因为很普通,工作记忆让我们可以根据接待员的指示找到医生的办公室,或者在经销商处对一套轮胎和另一套轮胎的成本和收益进行分类。当精神分裂症或自闭症等疾病减少时,也会让人变得虚弱。但是麻省理工学院的神经科学家厄尔米勒也看到了工作记忆的伟大。这是我们的思想体系,我们的意志超越了感官信息。

麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的米勒教授说:“工作记忆的特殊之处在于它是有意志的。“这是你的大脑从环境中控制并将其置于自身控制之下的主要机制。任何简单的生物都能对环境做出反应。然而,高等动物进化出了控制自己思想的能力。”。

要是神经科学家知道大脑是怎么做到的就好了。受这个问题的启发,以及帮助系统不能正常工作的人的愿望,米勒研究工作记忆的工作模式已经有20多年了。现在,在《神经元》杂志30周年纪念版上,米勒和合著者米克尔伦德奎斯特(mickal lundquist)和安德烈巴斯托斯(Andre bastos)提出了一个新的工作记忆模型,解释了大脑如何记忆信息(“记忆”部分)和控制那里的意志(“工作”部分)。

米勒说:“这种模式将工作记忆的维持和意志结合在一起。

认识到这项工作,认知神经科学学会最近授予米勒乔治米勒认知神经科学奖。

用波浪摇动小船

本质上,该模型假设大脑通过协调皮层中细胞或神经元的集合来运行工作记忆,并且该活动以特定脑电波的频率及时爆发。在模型中,低“和”频率的波浪承载了我们在这种情况下的知识和目标(例如,“我需要轮胎很长时间,但我不想支付超过400美元。”)并对处理新的感官信息进行存储和操纵的更高频的“伽马”波进行标准化(例如,销售员设定的A组将行驶45000英里,花费360美元,轮胎组B将行驶60000英里,花费420美元)。

这篇新论文总结了支持该模型的几行实验证据,包括米勒实验室今年早些时候发表在《美国国家科学与自然通讯学会学报》和《201 6年欧洲期刊》上的论文。证据和模型本身,挑战了神经科学家们至少两个经典的信念。一个是脑电波只是神经活动的副产品,没有功能意义,另一个是工作记忆是由持续的神经放电嗡嗡声维持的,而不是短暂的协调爆发。米勒、伦德奎斯特和巴斯托斯写道,但在实验室动物的工作记忆实验中,更新、更复杂的神经活动分析和测量技术却显示出不同的情况。

例如,在Lundqvist在《自然通讯》上领导的论文中,该团队演示了不同波频的功能后果。训练动物玩游戏,在那里它们看到两个图像的序列,并且必须判断接下来的两个序列是否以相同的顺序有相同的图像。神经活动的记录显示了波频之间相互作用的特定模式,其中当需要存储或读出信息时,将下降以允许增加。那么Beta就会增加,当信息被丢弃的时候,gamma就会消失。此外,研究人员可以看到,偏离这种模式与动物的错误有很大关系。根据具体的偏差,科学家甚至可以根据第一张或第二张测试图像来判断动物随后是否做出了错误的决定。

米勒说:“这增加了越来越多的证据,证明脑电波在大脑中发挥着重要作用。

在巴斯托斯领导的PNAS论文中,研究人员不仅测量了相同的脑电波控制模式,还表明控制波和波起源于前额叶皮层的较深层,而波起源于较浅层。正如神经科学家之前在视觉皮层观察到的那样。

一些尚未公开的实验室的最新数据表明,这种“自上而下”的 -节律的相互作用起着“自下而上”的作用,而以感觉为导向的节律的执行控制可能广泛分布在皮层周围,因此可能控制其他相关的注意和其他功能。

工作模型

米勒说,他的实验室正在对该模型提出新的问题,以探索更精细的工作记忆工作模式,并找到治疗精神疾病的方法。米勒说,该团队感兴趣的是确定该模型如何解释信息是如何以其他方式被重新排序或切片和切割的。实验室还致力于系统阅读和实时纠正刺激前额叶皮层的节律,增强工作记忆功能。

“我们可以在你需要集中注意力的时候加强‘自上而下’的节奏吗,或者我们可以在你需要更敏感的时候通过削弱beta来加强gamma?”米勒问。

通过进一步的研究,模型可以解释。

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