В ходе пары исследований ученые из Национального института здоровья изучали, как человеческий мозг хранит и восстанавливает воспоминания. Одно исследование предполагает, что мозг запечатлевает каждое воспоминание в уникальных паттернах возбуждения отдельных нейронов. Между тем, второе исследование предполагает, что мозг воспроизводит воспоминания быстрее, чем они сохраняются.
Исследованиями руководил Карим Заглул, М.D., Ph.D., нейрохирург-исследователь в Национальном институте неврологических расстройств и инсульта NIH (NINDS). Лица с лекарственно-устойчивой эпилепсией, включенные в протоколы изучения хирургической резекции очага припадка в Клиническом центре NIH, участвовали в этом исследовании. Чтобы помочь найти источник припадков, д-р. Команда Заглула хирургическим путем имплантировала сетку электродов в мозг пациента и в течение нескольких дней контролировала электрическую активность.
"Основная цель этих записей – понять, как остановить приступы. Однако это также отличная возможность узнать, как работает мозг," сказал доктор. Заглул.
В обоих исследованиях исследователи отслеживали электрическую активность мозга, проверяя воспоминания пациентов. Пациентам были показаны сотни пар слов, например "карандаш и епископ" или "оранжевый и синий," а позже показали одно из слов и попросили запомнить его пару.
В одном исследовании, опубликованном в Journal of Neuroscience, пациенты правильно запомнили 38 процентов пар слов, которые им показали. Электрические записи показали, что мозговые волны, которые испытывали пациенты, когда они правильно запоминали и запоминали пару слов, часто возникали в областях височной доли и префронтальной коры. Тем не менее, исследователи показали, что волны, которые возникали при воспроизведении слов, возникали быстрее, чем волны, которые присутствовали, когда они изначально сохраняли их как воспоминания.
"Наши результаты показывают, что мозг воспроизводит воспоминания при быстрой перемотке вперед," сказал доктор. Заглул.
Во втором исследовании, опубликованном в Current Biology, исследователи использовали новый тип сетки, называемый массивом микроэлектродов высокой плотности, для мониторинга активности десятков отдельных нейронов во время тестов памяти. Массивы были имплантированы в среднюю височную извилину, часть мозга, которая, как считалось, контролирует распознавание слов, лиц и расстояния.
В этом исследовании пациенты правильно запомнили 23 процента пар слов. Когда исследователи просмотрели электрические записи, они обнаружили, что образец нейронов, которые активировались, когда пациенты правильно вспоминали пару слов, оказался похож на образец нейронов, которые активировались, когда они впервые узнали пару. Более того, результаты показали, что общая активность нейронов была специфичной для каждой отдельной пары слов и была самой тихой, когда пациенты правильно запомнили пару слов, предполагая, что мозг использует только небольшую часть нейронов для представления каждого воспоминания.
"Эти результаты подтверждают идею о том, что каждое воспоминание кодируется уникальным паттерном активации отдельных нейронов в головном мозге," заключил д-р. Заглул.
В будущем доктор. Команда Заглула планирует продолжить изучение нейронных механизмов, лежащих в основе того, как мозг формирует и извлекает воспоминания, и могут ли они использовать аналогичные методы для понимания электрических кодов, лежащих в основе эпилепсии.