В дебатах, где ставки сводятся к пониманию того, как мозг поддерживает "блокнот сознательной мысли," исследователи спорят о том, что именно заставляет рабочую память работать в дуэльных докладах августа. 8 выпуск журнала неврологии.
Рабочая память – это то, как вы держите в уме такие вещи, как направление к новому ресторану и список фирменных блюд, которые официант произносит после того, как вы сядете. Учитывая, что объем рабочей памяти является сильным коррелятом интеллекта и что его дисфункция является основным симптомом распространенных психических расстройств, таких как шизофрения и аутизм, важно, чтобы эта область достигла истинного понимания того, как она работает, сказал Микаэль Лундквист, постдок Институт обучения и памяти Пикауэра Массачусетского технологического института и ведущий автор одной из статей.
"Дефицит рабочей памяти связан практически с каждым серьезным психическим расстройством, но если мы сможем выяснить, как работает рабочая память, мы сможем выяснить, как это исправить," добавил автор-корреспондент и профессор Пикауэра Эрл Миллер. "Рабочая память – блокнот сознания. Разве не все хотят знать, как работает наш сознательный разум??"
Противоположные "Двойная перспектива" Статья в журнале ведет Христос Константинидис из Медицинской школы Уэйк Форест.
Резкие разделения на шипах
Центральным вопросом дискуссии является то, что происходит после того, как вы слышите или видите то, что вам нужно запомнить, и затем вы должны удерживать или контролировать это, чтобы применить это позже. В течение этого промежутка времени или "период задержки," Поддерживают ли нейроны префронтальной коры вашего мозга его, постоянно стреляя, как двигатель автомобиля на холостом ходу, или же они дают кратковременные, но скоординированные всплески для хранения и извлечения информации через паттерны своих связей, подобно тому, как работает долговременная память?
В своем эссе Лундквист, Миллер и Павел Херман из Королевского технологического института KTH в Стокгольме занимают вторую позицию. Они утверждают, что короткие скоординированные всплески ясно очевидны в наблюдениях последних экспериментов и что такая активность может более удовлетворительно производить ключевые атрибуты рабочей памяти, включая эффективное, независимое управление несколькими элементами с точным временем.
По словам Миллера, важно, что идея о том, что всплески в период задержки вызывают изменения в нейронных связях или синапсах, усиливает классическую идею о том, что всплески играют решающую роль в рабочей памяти. Несогласие, по его словам, просто в том, что всплеск активности не такой постоянный, как это выглядит в более ранних экспериментах.
"Мы показываем дополнительные механизмы, с помощью которых всплески поддерживают рабочую память и дают волевой контроль," Миллер сказал. "Наша работа не оспаривает идею о том, что всплеск активности задержки играет роль в рабочей памяти, она добавляет дополнительную поддержку. Мы просто говорим, что на более детальном уровне происходят некоторые дополнительные вещи."
Например, большая часть разногласий возникает из-за того, как разные исследователи собирали и анализировали свои данные. По словам авторов Массачусетского технологического института, данные, поддерживающие интерпретацию персистентности, в основном возникают из анализа, в котором исследователи усредняли модели возбуждения небольшого числа нейронов в ходе многих испытаний рабочей памяти.
Однако средние значения имеют тенденцию сглаживать данные в долгосрочной перспективе. Вместо этого в более новых экспериментах ученые проанализировали всплески множества нейронов в каждом отдельном испытании. По словам Миллера и Лундквиста, по мере того, как животные выполняют задачи рабочей памяти, популяции нейронов запускаются короткими скоординированными импульсами.
В своих исследованиях сотрудники лаборатории Миллера также показали, как группы нейронов координируются, продемонстрировав, как крупномасштабное, точно рассчитанное по времени взаимодействие ритмов мозга коррелирует с целенаправленным контролем над функциями рабочей памяти, такими как хранение или высвобождение информации из имея в виду.
Некоторые разногласия возникают из-за моделей функции рабочей памяти. Миллер и Лундквист утверждают, что нейроны запускаются короткими связными всплесками в соответствии с колебаниями в масштабах контура, что имеет функциональный смысл. Он потребляет меньше энергии, чем, например, постоянное срабатывание нейронов, и легко объясняет, как можно одновременно удерживать в памяти несколько элементов (отдельные всплески, представляющие разные фрагменты информации, могут происходить в разное время). Более того, хранение информации в шаблонах синаптических связей делает информацию более устойчивой к отвлечению, чем если бы нейроны постоянно пытались поддерживать ее посредством активности.
"Хранение информации с помощью пиков и синапсов дает мозгу большую гибкость," Лундквист сказал. "Он может управлять активацией разных воспоминаний, позволяя мозгу хранить несколько воспоминаний, не мешая друг другу. Кроме того, синапсы могут временно хранить воспоминания, пока пик обрабатывает другие мысли.
"Это могло бы объяснить, как наша рабочая память не стирается вещами, которые временно отвлекают нас," он сказал.
Надо уладить это
По словам Лундквиста, в связи с поступлением большого количества новых исследований и данных, время этой дискуссии пришло.
"Это хорошее время, чтобы увидеть доказательства и определить, какие эксперименты позволят решить эту проблему," он сказал. "Нам нужно больше экспериментов, чтобы решить эту проблему. Они дадут нам больше информации не только об этом вопросе настойчивости, но и о функции рабочей памяти."
Чтобы помочь исследованиям продолжать двигаться вперед, в документе Массачусетского технологического института рекомендуются четыре основных принципа: измерение активности целых популяций отдельных нейронов; анализ каждого исследования в отдельности; сделать задачи, которые животные выполняют, достаточно сложными, чтобы требовать управления множеством фрагментов информации; и измерение нейронных ритмов, а не только пиков.