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后内侧皮质更专门从事回忆或想象

2019-05-08 19:06:51 市场调查117℃

  后内侧皮质更专门从事回忆或想象

  2012年9月4日

  你已经知道很难平衡你的支票簿,同时反思你的过去。现在,斯坦福大学医学院的研究人员 - 已经做了相当于大脑难以触及的地区的电线攻击 - 可以分辨我们如何产生这种僵局。

  研究人员发现,一个称为后内侧皮质或PMC的结构中的神经细胞群在召回任务期间被强烈激活,例如试图记住你昨天是否喝过咖啡,但是当你“从事解决问题时”被强烈压制数学问题。

  PMC位于大脑两个半球相遇的地方,因其在内省活动中的核心作用而引起神经科学家的极大兴趣。

  “这个大脑区域与许多其他对高级认知功能重要的区域有着良好的联系,” Josef Parvizi,医学博士,博士,神经学和神经科学副教授,斯坦福大学人类颅内认知电生理学项目主任。“但它很难达到。它在大脑中非常深,以至于最常用的电生理方法无法获取它。

  在9月3日在美国国家科学院院刊上发表的一项研究中,Parvizi和他的斯坦福大学同事找到了一种直接和敏感地记录人类受试者通常在解剖学上难以接近的部位的输出的方法。通过这样做,研究人员了解到,当您进行数学计算时,PMC中特定的神经细胞簇在您回忆自己过去的细节时最活跃。 Parvizi是该研究的资深作者。第一和第二作者分别是博士后学者Brett Foster博士和Mohammed Dastjerdi博士。

  我们对大脑不同部位发挥什么作用的理解大部分是通过功能性磁共振成像技术获得的,功能磁共振成像测量流经各个大脑区域的血液量,作为这些区域活动的代表。但是血流量的变化相对较慢,使得fMRI成为一种不良的媒介,用于收听最能反映神经细胞发射的高频电脉冲(大约每秒200次)。此外,fMRI通常需要将来自多个对象的图像合并为一个合成图像。每个人的大脑相貌都有些不同,因此混合模糊了感兴趣区域的可观察解剖坐标。

  尽管如此,fMRI成像已经表明PMC在内省过程中非常活跃,例如自传记忆处理(“今早我吃早餐”)或做白日梦,而外部感觉处理则较少(“行人有多远?” &QUOT)。 “每当你关注外面世界时,它的活动就会减少,” Parvizi说。

  要了解该区域的哪些特定部分,例如,召回与算术相比,需要比fMRI提供更加个性化的解剖分辨率。否则,Parvizi说,“如果一些神经细胞群体变得不那么活跃,而另一些神经细胞群体变得更活跃,那么它们就会被洗掉,而你看不到任何净变化。”所以你错过了真正发生的事情。

  在这项研究中,斯坦福大学的科学家采用了一种高度敏感的技术来证明内省和外部集中的认知任务直接相互干扰,因为它们对相同的大脑电路提出了相反的要求。

  研究人员利用了斯坦福大学医学中心与斯坦福癫痫监测组进行脑外科手术评估的患者的手术程序。

   这些患者对药物治疗无反应,因此持续癫痫发作。该过程包括暂时移除患者头骨的小部分,将含有电极的薄塑料薄膜放置在该患者癫痫发作的可疑起源点附近的大脑表面上(该位置对于每个患者是唯一的),并且然后监测该地区的电气活动五到七天 - 所有这些都在病床上度过。一旦癫痫团队确定了那段时间内发生的任何癫痫发作的起源点,外科医生就可以精确地切除该位置的一小块组织,有效地打破了癫痫发作的脑波放大的恶性循环。

  相关故事练习为老年男性提供了比女性更好的大脑提升细胞操作可以很快停止或逆转衰老。降低血压可能比降低血压的药物更好。植入这些电极包并不意味着穿透大脑或其中的单个细胞。“每个电极选择Parvizi表示,从大约五十万个神经细胞中获取活动。这更像是在一个大房间的天花板上点缀,充满了很多人用多个麦克风说话。我们正在聆听房间里的嗡嗡声,而不是单独的谈话。每个麦克风都会从不同的一群人那里听到嗡嗡声。有些团体比其他团队更兴奋,说话更响亮。“

  实验者发现8名患者的癫痫发作被认为起源于大脑中线附近的某个地方,因此,他们将电极组放在裂缝中,分隔半球。(大脑的两个半球间隔得足够远,可以滑动它们之间的电极包不会造成损坏。)

  研究人员获得了这8名患者的许可,他们带来了笔记本电脑,并让志愿者完成了一系列简单的任务,需要适度的智力投入。 “躺在床上等待七天来癫痫发作可能会很无聊”。福斯特说。 “我们的研究帮助他们打发时间。”会议持续了大约一个小时。

  在笔记本电脑上会出现一系列真/假陈述,分为四类。虽然具有不同程度的特异性,但有三类是自我指涉的。最具体的是所谓的“自传式情景记忆”。其中一个例子可能是:“我昨天喝了咖啡。”下一类陈述更为通用:“我吃了很多水果。”最抽象的类别,“自我判断”,包括句子:“我是诚实的”。

  第四类与前三类不同,因为它由算术方程式组成,例如:67 + 6 = 75.评估这样一个陈述的真理不需要内省,而是需要一个向外的,更多的感官方向。

  对于每个项目,指示患者按下“1”。如果陈述是真的,则“2”表示如果是假的

  PMC的重要部分被“敲击”。通过电极在自我情景记忆处理过程中被激活,证实了PMC在回忆过去的经历中的强大作用。有趣的是,真实/错误的陈述涉及不那么具体的叙述性回忆 - 例如,“我吃了很多水果”。 - 诱导相对较少的活动。 "自判决"陈述 - 例如,“我很有吸引力” - 根本没有引出任何一个。此外,志愿者判断陈述是真还是假是否与激活的PMC电路中的电活动的强度,位置或持续时间没有差别。

  这表明,Parvizi和Foster都认为,PMC不像某些人所提出的那样是大脑的“自我意识中心”,而是更具体地参与构建自传叙事场景,就像回忆或想象中所发生的那样。

  Foster,Dastjerdi和Parvizi还发现,召回任务激活的PMC电路需要接近半秒才能启动,排除了这个电路在读取或理解屏幕上的句子方面的真正作用的可能性。 (这两项活动通常在前五分之一秒左右完成。)一旦激活,这些电路将保持活动一整秒。

  然而,在自我间歇性条件下点亮的所有电极在算术计算期间明显地被去激活。 Parvizi说,实际上,这些电极监测的电路不仅仅是被动沉默,而是被积极地抑制。 “在自传回忆期间激活的电路越多,在数学期间被抑制得越多。一次完成这两项工作基本上是不可能的。

  资料来源:斯坦福大学医学中心

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