人類記憶中比較特別的神經(jīng)“指紋”解碼
雖然人類大腦的一般結(jié)構(gòu)和組織是常見的,但最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上的一項新研究表明,可以通過大腦活動觀察和量化常見情景之間的差異,這些獨特的神經(jīng)系統(tǒng)特征最終可以用來理解,研究甚至改善阿爾茨海默病等疾病的治療。
當(dāng)人們想象類似的事件時,每個人都會做不同的事情,因為他們有不同的經(jīng)歷。美國羅切斯特大學(xué)德爾蒙特神經(jīng)科學(xué)研究所的研究表明,它可以解碼與人腦有關(guān)的復(fù)雜信息,并確定每個人記憶中特有的神經(jīng)“指紋”
研究人員讓26名受試者回憶一些常見情況,比如開車、參加婚禮或在餐館吃飯。這些場景足夠廣泛,每個參與者都會以不同的方式重新定義它們。參與者對語言的計算性描述是對語言的近似描述。他們還被要求對記憶的各個方面進(jìn)行評分,比如他們與聲音、顏色、動作和不同情緒的聯(lián)系。研究人員將受試者置于功能性磁共振成像設(shè)備(fMRI)中,讓他們重新想象這段經(jīng)歷,同時研究人員觀察大腦的哪些區(qū)域被激活。
利用功能磁共振成像(fMRI)數(shù)據(jù)和受試者的口頭描述和評分量表,可以分離出與此人經(jīng)歷相關(guān)的大腦活動模式。例如,如果受試者想象場景中有紅燈,大腦中與回憶運(yùn)動和顏色相關(guān)的區(qū)域就會被激活。研究人員利用這些數(shù)據(jù)來模擬每個受試者的大腦功能,基本上創(chuàng)造出他們神經(jīng)活動的獨特特征
研究人員能夠識別出大腦的多個區(qū)域,這些區(qū)域是處理來自整個大腦網(wǎng)絡(luò)的信息的樞紐,這些信息有助于回憶人、物體、位置、情緒和感覺。他們還能夠觀察到這些網(wǎng)絡(luò)的激活模式在各個層面上是如何不同的,這取決于每個人的記憶和想象的細(xì)節(jié)。
研究人員說,認(rèn)知科學(xué)的目標(biāo)之一是了解人腦如何代表和操縱記憶。這項研究表明,功能磁共振成像可以檢測到大腦活動的足夠信號,以確定反映每個人獨特經(jīng)歷的神經(jīng)表征中的人際差異。
研究表明,許多已確定的關(guān)鍵區(qū)域隨著年齡的增長,功能往往會下降,并且容易受到與疾病相關(guān)的退化的影響,例如阿爾茨海默氏癥(Alzheimer's disease)。這些發(fā)現(xiàn)有望為癡呆、精神分裂癥和抑郁癥等記憶缺陷相關(guān)疾病的診斷和研究提供新的方法,甚至可以采用個體化治療來預(yù)測哪種治療更有效。