Hvordan minner dannes og hentes av hjernen

Hvordan minner dannes og hentes av hjernen
Å danne og hente minner er et komplekst system for synkronisering og desynkronisering i forskjellige deler av hjernen. tiår3s- anatomi online / Shutterstock

Prøv å huske at den siste middagen du gikk ut på. Kanskje du kan huske smaken av den deilige pastaen, lydene til jazzpianisten i hjørnet, eller den voldsomme latteren fra den portly herre tre bord over. Det du sannsynligvis ikke kan huske, er å legge noen krefter på å huske noen av disse små detaljene.

På en eller annen måte har hjernen din raskt behandlet opplevelsen og gjort den til et robust langtidsminne uten noen alvorlig innsats fra deg selv. Og når du reflekterer over det måltidet i dag, har hjernen din generert en HD-film av måltidet fra minnet, for din mentale seeglede, i løpet av sekunder.

Utvilsomt er vår evne til å skape og hente langtidsminner en grunnleggende del av den menneskelige opplevelsen - men vi har fortsatt mye å lære om prosessen. For eksempel mangler vi en klar forståelse av hvordan forskjellige hjerneområder samhandler for å danne og hente minner. Men vår siste studie kaster nytt lys over dette fenomenet ved å vise hvordan nevral aktivitet i to distinkte hjerneregioner samvirker under minneinnhenting.

Hippocampus, en struktur som ligger dypt inne i hjernen, har lenge blitt sett på som et nav for minnet. Hippocampus hjelper til å "lime" deler av hukommelsen sammen ("hvor" med "når") ved å sikre at nevroner skyter sammen. Dette blir ofte referert til som “nevralsynkronisering”. Når nevronene som koder for “hvor” synkroniseres med nevronene som koder for “når”, blir disse detaljene assosiert gjennom et fenomen kjent som “Hebbisk læring".

Men hippocampus er rett og slett for liten til å lagre hver minste detalj i et minne. Dette har ført forskere til å teoretisere at hippocampus etterlyser neocortex - et område som behandler komplekse sensoriske detaljer som lyd og syn - for å hjelpe med å fylle ut detaljene i et minne.

Neocortex gjør dette ved å gjøre nøyaktig motsatt av hva hippocampus gjør - det sikrer at nevroner ikke skyter sammen. Dette blir ofte referert til som “nevrell desynkronisering”. Se for deg å be et publikum på 100 personer om navnene deres. Hvis de synkroniserer responsen sin (det vil si at de alle skriker ut samtidig), vil du sannsynligvis ikke forstå noe. Men hvis de desynkroniserer svaret (det vil si at de snur om å snakke navnene deres), kommer du sannsynligvis til å samle mye mer informasjon fra dem. Det samme gjelder for neokortiske nevroner - hvis de synkroniserer, sliter de med å få budskapet deres over, men hvis de desynkroniserer, kommer informasjonen lett over.

Vår forskning fant at hippocampus og neocortex faktisk fungerer sammen når de henter et minne. Dette skjer når hippocampus synkroniserer aktiviteten sin for å lime deler av minnet sammen, og senere hjelpe til med å hente minnet tilbake. I mellomtiden desynkroniserer neocortex sin aktivitet for å hjelpe med å behandle informasjon om hendelsen og senere hjelpe med å prosessere informasjon om minnet.


Få det siste fra InnerSelf


Av katter og sykler

Vi testet 12 epilepsipasienter mellom 24 og 53 år. Alle hadde elektroder plassert direkte i hjernevevet i hippocampus og neocortex som en del av behandlingen for deres epilepsi. Under eksperimentet lærte pasientene assosiasjoner mellom forskjellige stimuli (som ord, lyder og videoer), og husket senere disse assosiasjonene. For eksempel kan en pasient vises ordet "katt" etterfulgt av en video av en sykkel som sykler nedover en gate.

Pasienten ville deretter prøve å skape en levende kobling mellom de to (kanskje katten som sykler på sykkelen) for å hjelpe dem å huske assosiasjonen mellom de to gjenstandene. Senere ble de presentert for et av elementene og bedt om å minne om det andre. Forskerne undersøkte deretter hvordan hippocampus samhandlet med neocortex når pasientene lærte og husket disse assosiasjonene.

Under læring synkroniserte nevral aktivitet i neocortex og deretter, rundt 150 millisekunder senere, nevral aktivitet i hippocampus. Tilsynelatende ble informasjon om sensoriske detaljer om stimuli først behandlet av neocortex, før den ble sendt til hippocampus for å limes sammen.

Hvordan minner dannes og hentes av hjernen
Vi fant at hippocampus og neocortex jobber tett sammen når vi danner og henter minner. Orawan Pattarawimonchai / Shutterstock

Fascinerende snudde dette mønsteret under henting - nevral aktivitet i hippocampus synkroniserte først, og deretter, rundt 250 millisekunder senere, ble nevral aktivitet i neocortex desynkronisert. Denne gangen så det ut til at hippocampus først minnet om en hukommelse i minnet og deretter begynte å spørre neocortex om detaljene.

Funnene våre støtter en nyere teori noe som antyder at en desynkronisert neocortex og synkronisert hippocampus må samhandle for å danne og hente minner.

Mens hjernestimulering har blitt en lovende metode for å styrke våre kognitive fasiliteter, har det vist seg vanskelig å stimulere hippocampus til å forbedre langtidsminnet. Det viktigste problemet har vært at hippocampus ligger dypt inne i hjernen og er vanskelig å nå med hjernestimulering som brukes fra hodebunnen. Men funnene fra denne studien gir en ny mulighet. Ved å stimulere regionene i neocortex som kommuniserer med hippocampus, kan hippocampus kanskje skyves indirekte for å skape nye minner eller huske gamle.

Å forstå mer om hvordan hippocampus og neocortex fungerer sammen når man danner og husker minner, kan være viktig for å videreutvikle nye teknologier som kan bidra til å forbedre hukommelsen for de som lider av kognitive svikt som demens, samt øke hukommelsen i befolkningen for øvrig.Den Conversation

Om forfatterne

Benjamin J. Griffiths, Doktorgradsforsker, University of Birmingham og Simon Hanslmayr,, University of Birmingham

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}