Именно так работают нейроны кратковременной памяти, ключ к болезни Альцгеймера.

Теперь исследование, опубликованное в журнале ‘Природа‘ впервые идентифицирует группу нейронов, находящихся под влиянием двух типов мозговых волн, которые координируют когнитивный контроль и хранение сенсорной информации в рабочей памяти. Как отметил Джонатан Даум, исследователь из Центр Сидарс-Синай (США) и первый автор исследования. «Эти нейроны не содержат и не хранят информацию, но имеют решающее значение для хранения кратковременной памяти.».

Рабочая память, которая требует, чтобы мозг хранил информацию всего в течение нескольких секунд, хрупка и требует постоянного внимания для поддержания, объясняет Ули Рутисхаузер, ведущий автор исследования, и «на нее могут влиять различные заболевания и состояния».

Таким образом, добавляет он, «при таких расстройствах, как болезнь Альцгеймера или синдром дефицита внимания с гиперактивностью, проблема часто заключается не в сохранении памяти, а в способности концентрироваться и сохранять однажды сформировавшиеся воспоминания».

«Мы считаем, что понимание аспекта контроля рабочей памяти будет иметь основополагающее значение для разработки новых методов лечения этих и других неврологических заболеваний».

Чтобы изучить, как работает рабочая память, исследователи записали активность мозга 36 госпитализированных людей, которым хирургическим путем имплантировали электроды в мозг в рамках процедуры диагностики эпилепсии. Команда записывала активность отдельных клеток мозга и мозговые волны, пока пациенты выполняли задачу, требующую использования рабочей памяти.

Пациентам показывали на экране ПК одну фотографию или серию из трех фотографий различных людей, животных, предметов или пейзажей. Затем экран погас примерно на три секунды. заставляя пациентов вспоминать фотографии, которые они только что видели. Затем им показали еще одну фотографию и попросили решить, та ли это фотография (или одна из трех), которую они видели раньше.

Когда люди, выполнявшие задание на рабочую память, смогли реагировать быстро и точно, они наблюдали активацию двух групп нейронов: «категорийных» нейронов, которые срабатывают в ответ на одну из категорий, показанных на фотографиях, например животных, и «фазовых» нейронов. нейроны. -амплитудная связь», или PAC, нейроны.

Собака Собака

«Представьте, что когда пациент видит фотографию собаки, его категориальные нейроны начинают активировать команду «собака, собака, собака», а его PAC-нейроны активируют команду «сосредоточиться/вспомнить».»», – объясняет Рутисхаузер. «Благодаря фазово-амплитудному соединению две группы нейронов создают гармонию, перекрывая свои сообщения, в результате чего получается «помни о собаке». Это ситуация, в которой целое больше, чем сумма его частей, как будто мы слушаем совместную игру музыкантов оркестра. Водитель, как и нейроны PAC, координирует действия различных актеров, чтобы они действовали в гармонии.

Нейроны PAC выполняют эту работу в гиппокампе — части мозга, которая, как давно известно, важна для долговременной памяти. «Это исследование дает первое подтверждение того, что гиппокамп также играет роль в контроле рабочей памяти», — говорит Рутисхаузер.

Это исследование было проведено в рамках многоинституционального консорциума, финансируемого Инициативой по исследованию мозга Национальных институтов здравоохранения посредством продвижения инновационных нейротехнологий или Инициативой. МОЗГ

«Одна из целей BRAIN Initiative — открыть с помощью инновационных технологий свойства человеческого мозга, которые до сих пор было трудно, а то и невозможно изучить», — сказал Джон Нгай, директор BRAIN Initiative.