Ученые из Университета Аризоны добавили еще один кусочек головоломки о том, как мозг обрабатывает память.
Брюс Макнотон, профессор психологии и физиологии, и его коллега Дэвид Юстон показали, что во время сна реактивированные воспоминания о переживаниях в реальном времени обрабатываются в мозгу с более высокой скоростью. Эта скорость может быть в шесть или семь раз выше, и то, что Макнотон называет «скоростью мысли».”
Память хранит модели активности в модульной форме в коре головного мозга. Различные модули коры головного мозга обрабатывают различную информацию – звуки, образы, вкусы, запахи и т. Д. Кора посылает эти сети активности в область, называемую гиппокампом. Затем гиппокамп создает и назначает метку, своего рода временный штрих-код, который является уникальным для каждой памяти, и отправляет этот сигнал обратно в кору.
Каждый модуль в коре головного мозга использует тег для извлечения своей части активности. Воспоминание об обеде, например, будет включать в себя несколько модулей, каждый из которых может записывать, где сидел посетитель, что было подано, уровень шума в ресторане или финансовую операцию по оплате еды.
Но в то время как реальный обед мог занять час реального времени, воспроизведение воспоминаний об этом заняло бы всего 8-10 минут. Причина, по словам Макнотона, в том, что скорость процесса консолидации не ограничивается физическими законами реального мира, которые регулируют деятельность во времени и пространстве.
Мозг использует этот биологический трюк, потому что у всех его нейронов нет возможности соединиться и взаимодействовать с каждым другим нейроном. Обеспечение всех этих связей для гиппокампа по-прежнему является дорогостоящей задачей. Метки поиска, которые генерирует гиппокамп, являются временными до тех пор, пока кора головного мозга не сможет нести данную память сама по себе.
“Это медленный процесс”, – сказал Макнотон.
«Первоначальное создание тега осуществляется с помощью существующих подключений. Чтобы выполнить перемонтаж, необходимый для несения нагрузки на межмодульные соединения, требуется время. Что вам нужно сделать, так это восстановить эти воспоминания несколько раз. Каждый раз, когда вы восстанавливаете память, модули немного меняют соединение . . . что-то растет таким образом, растет таким образом, здесь устанавливается связь, там прерывается. И, в конце концов, после того, как вы сделаете это несколько раз, будет построен оптимальный набор связей », – сказал Мак-Нотон.
Обычно считается, что мозг делает все это во время сна, особенно во время медленного сна, когда мозг не занят обработкой входных данных в реальном времени. Макнотон разработал технологию записи с нескольких зондов, каждый из которых может отслеживать активность дюжины или более клеток мозга.
«Нам нужны группы клеток, потому что для того, чтобы идентифицировать паттерн, вы должны посмотреть на собранную активность многих нейронов», – сказал Макнотон. Его предыдущее исследование показало, что клетки, которые активировались во время активности перед сном, также активировались по тем же последовательным схемам во время сна. Во время сна гиппокамп посылает к коре небольшие, 100-миллисекундные всплески активности до трех раз в секунду.
Остается провести эксперимент, который позволит исследователям продемонстрировать, что изменения в процессе реактивации памяти повлияют на консолидацию памяти, но не повредят мозг.
«Я думаю, что более практичным моментом является то, что эта методология, способность измерять, насколько быстро мозг обрабатывает на уровне изменения состояния мозга от одной 10-миллисекундной эпохи к следующей, насколько быстро внутреннее состояние просмотр его воспоминаний или его допустимых закономерностей, я думаю, является образцом скорости мысли », – сказал Макнотон.
По его словам, знание детерминант скорости мысли может позволить изучить эффекты лекарств, аномалии развития и поведенческие методы лечения, которые могут их улучшить.
Источник: Университет Аризоны