Важным аспектом человеческой памяти является наша способность вызывать определенные моменты из огромного множества событий, которые произошли в любой данной обстановке. Например, если вас попросят порекомендовать туристический маршрут для города, который вы посещали много раз, ваш мозг каким-то образом позволяет вам выборочно вспоминать и различать определенные воспоминания из ваших разных поездок, чтобы дать ответ.
Команда смогла измерить активность отдельных нейронов, воспользовавшись редкой возможностью: инвазивной записью из мозга 19 нейрохирургических пациентов в нескольких больницах, включая Медицинский центр Ирвинга Колумбийского университета. Пациенты страдали лекарственно-устойчивой эпилепсией, поэтому им уже были имплантированы записывающие электроды для клинического лечения. Исследователи разработали эксперименты как увлекательные компьютерные игры с эффектом присутствия в виртуальной реальности, а прикованные к постели пациенты использовали ноутбуки и портативные контроллеры для перемещения в виртуальных средах. При выполнении задания субъекты сначала перемещались по окружающей среде, чтобы узнать местонахождение четырех уникальных объектов. Затем исследователи удалили объекты и попросили пациентов перемещаться по окружающей среде и отмечать местоположение одного конкретного объекта в каждом испытании.
Команда измерила активность нейронов, когда пациенты перемещались по окружающей среде, и отметила свои цели памяти. Первоначально они идентифицировали чисто пространственно настроенные нейроны, похожие на "разместить клетки" который всегда активируется, когда пациенты перемещаются через определенные места, независимо от цели памяти субъектов. "Эти нейроны, казалось, заботились только о пространственном местоположении человека, как чистый GPS," говорит Салман Э. Касим, доктор философии Джейкобса.D. студент и ведущий автор исследования.
Но исследователи также заметили, что другие нейроны активировались только в местах, имеющих отношение к воспоминаниям, которые пациент вспоминал в этом испытании – всякий раз, когда пациентам давали указание нацелить другое воспоминание для вызова, эти нейроны изменяли свою активность, чтобы соответствовать запоминаемому местоположению новой цели. Что особенно взволновало Джейкобса и Касима, так это то, что они действительно могли расшифровать конкретное воспоминание, на которое нацелился пациент, на основе активности этих нейронов.
"Наше исследование демонстрирует, что нейроны в человеческом мозгу отслеживают переживания, которые мы сознательно вспоминаем, и могут изменять паттерны своей активности, чтобы различать воспоминания. Они похожи на булавки на карте Google, которые отмечают места, которые вы помните для важных событий," Касим говорит. "Это открытие может предоставить потенциальный механизм нашей способности выборочно использовать различные переживания из прошлого и показать, как эти воспоминания могут влиять на пространственную карту нашего мозга."
Джейкобс и Касим планируют затем найти доказательства того, что эти нейроны представляют воспоминания в непространственных контекстах, чтобы лучше охарактеризовать их роль в функции памяти. "Теперь мы знаем, что нейроны заботятся о том, где происходят наши воспоминания, и теперь мы хотим увидеть, заботятся ли эти нейроны о других характеристиках этих воспоминаний, например, когда они возникли, что произошло и т. Д," Касим отмечает.