Направи дарение на училище!

Учени показват, че невроните могат да съхраняват краткосрочната памет и без да произвеждат акционен потенциал непрекъснато.

Невролозите отдавна се опитват да разкрият невроналната свързаност и моделите на дейност, които обясняват човешките когнитивни поведения. Най-разпространената теория за работната памет – използваща информация, съхранявана в краткосрочната памет, за да изпълни поставена задача – е, че мозъчните връзки, които кодират необходимата информация, непрекъснато произвеждат акционен потенциал. В доклад, публикуван на 1 декември 2016 г. в Science, изследователи от Университета на Уисконсин-Мадисън и техни колеги осигуряват доказателства за различна теория, според която информацията може да се съхранява в работната памет в неактивно невронално състояние. Според резултатите, които екипът постига, има множество начини мозъците ни да съхранят краткосрочни или дългосрочни спомени, в зависимост от това кога тази информация може да бъде необходима.

„Има редица изследвания, които предполагат, че работната памет може повече от това да активира неврони“, казва Нелсън Коуън, който изучава работната памет в Университета на Мисури и не работи по настоящото проучване. „Изследването осъществява вълнуваща крачка в подкрепа на тази по-нова теория. “

„Голяма част от изследванията, посветени на поведенческата работна памет измерват какво количество информация може да бъде съхранено за кратко в нея. Според този труд съществува допълнителна информация със „скрит“ или „латентен“ статут, която може да бъде пропусната при такова измерване“ – пише в имейл до The Scientist Томи Спрейг от Нюйоркския университет.

Предишната им работа вече е подсказала на Брадли Постъл и колегите му, че не цялата информация в работната памет трябва да се поддържа от невронална активност. В този нов труд, екипът от Университета на Уисконсин-Мадисън директно показва, че синапсите, които отговарят за информацията, съхранявана в краткосрочната памет, могат да бъдат неактивни и въпреки това паметта може да остане достъпна и лесна за използване, когато човек фокусира вниманието си.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Използвайки функционален магнитен резонанс (фЯМР), Постъл и колегите му измерват и анализират цялата мозъчна активност на участниците в проучването, които изпълняват проста и последователна задача за визуално разпознаване – на дума, лице или посока на движение – за около 30 секунди. На участниците са показани два различни предмета и са информирани върху кой от двата ще бъдат тествани първо,  въпреки че и двата трябвало да бъдат запазени в работната памет. Изследователите наблюдавали, че само областите в мозъка, свързани с приоритетния предмет, остават активни, докато мозъчната активност, съответстваща на другия предмет, спада до изходно положение, което не предполага предаване на акционен потенциал от невроните. „С нашите методи на участниците е казано да не се фокусират върху предмета, така че активността пада до изходното ниво по същия начин, по който информацията, която е забравена“ – обяснява Постъл.

Когато впоследствие на участниците е казано да се подготвят за тест върху неприоритетния предмет, моделът на действие се обръща.

В последващ експеримент изследователите стимулират мозъците на участниците периодично и неочаквано – с насочен импулс на транскраниална магнитна стимулация, като записвали техните електроенцефалографии (ЕЕГ). Подобна стимулация е достатъчна да активира отново фокуса върху неприоритетния предмет, но само когато участниците са очаквали, че ще трябва да се сетят за информация за него в по-късен експеримент.

„Този предмет е в някакво приоритетно състояние в мозъка, защото ние можем да го активираме отново чрез импулса“, казва Постъл. „Ние смятаме, че импулсът връща информацията обратно в състояние на моментно осъзнаване.“ Въпреки това, ако участниците са стимулирани с импулса, но не са очаквали, че този предмет ще е важен на по-късен етап, областите в мозъка им, които са свързани със съответния предмет, остават неактивни, от което следва, че тези хора имат способността съзнателно да приоритизират краткосрочните спомени.

Учените съобщават, че изследваното състояние на паметта вероятно попада между краткосрочната информация в рамките на активното ни внимание и дългосрочните спомени, които се формират в продължение на дни и години, което изисква протеинов синтез. „Новото тук е, че този вид памет може би се съхранява преходно – не чрез механизмите на дългосрочната памет, а чрез някакъв вид кратко съществуващ път, който може да задържи информацията в отсъствие на повишена невронална активност“, казва Постъл за The Scientist.

„Префокусирането на вниманието при работната памет е показвано много пъти преди, но тук изследователите наблюдават принудително повторно активиране на „скритата“ работна памет с външна невростимулация, което е изключително новаторско“, пише Спрейг. „Доколкото ми е известно, нищо подобно не е наблюдавано преди при хората.“

„Сега трябва да разберем как мозъкът постига това повторно активиране на паметта и как се отнася то до типичния всекидневен когнитивен сценарий“, добавя Спрейг.

След това екипът на Постъл би желал да изследва в детайли този механизъм за съхраняване на памет, едновременно при здрави доброволци и при неврохирургични пациенти.

Според Спрейг и Коуън, резултатите от настоящите проучвания могат да повлияят също на това как невролозите оценяват капацитета на човешкия мозък за обработка и съхранение на информацията. „Водещата теория е, че работната памет и вниманието са ограничаващата част на човешкото познание“, казва Коуън. Тези последни открития предполагат, че мозъкът приоритизира информация, като слага част от нея извън съзнанието, но с възможност да я извлече с готовност, добавя той.

„Наличието на допълнителна информация в работната памет отвъд това, което можем да разпознаем като поведенческо или неврофизиологическо, изисква от нас да премислим как интерпретираме капацитета на работната памет“, казва Спрейг.

N.S. Rose et al., “Reactivation of latent working memories with transcranial magnetic stimulation,” Science, doi:10.1126/science.aah7011, 2016.

Превод: Йоанна Николова

Източник: TheScientist

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!