Формирование эпизодической памяти
Формирование воспоминаний о событиях происходит благодаря совместной активности нейронов сенсорных отделов коры головного мозга в тета-ритме.
Элементы эпизодической памяти (памяти о событиях из жизни) хранятся сразу в нескольких отделах головного мозга, отвечающих за обработку информации, поступающей от органов чувств. Однако, для связи этих элементов в единое воспоминание с целью его хранения и дальнейшего извлечения вся информация, связанная с событием, должна поступить в «контрольный центр» памяти - небольшой билатеральный отдел мозга, который называется гиппокамп.
Гиппокамп участвует в процессе перехода краткосрочной памяти в долгосрочную, а также производит тета-ритмы - электрические колебания нейронов головного мозга частотой от 4 до 8 Гц, связанная с процессом удержания внимания.
Авторы новой работы провели эксперимент, направленный на изучение синхронизации зрительной и слуховой коры головного мозга в процессе формирования воспоминаний эпизодической памяти.
В эксперименте приняли участие 24 человека, которым показывали короткие видео и включали никак не связанные с ними аудиозаписи: например, видео игры в футбол и запись игры на гитаре. И видео, и звуковые стимулы были «мигающими» (колебания звука и освещение кадров были настроены по синусоиде): в некоторых случаях звук и видеоряд были синхронизированы, а в некоторых - десинхронизированы. Участников просили запомнить аудио-видео пары, а затем соотнести кадры из видеоклипов со звуковой дорожкой.
Ученые выяснили, что точность извлечения пары звук-видео из памяти зависит от точности синхронизации: участники эксперимента в среднем на 10 процентов лучше соотносили картинку и соответствующее ей аудио, когда частота колебаний звука и освещения видео совпадала. Таким образом, ученые сделали вывод, что синхронизация физических параметров визуальных и звуковых элементов в процессе формирования воспоминания играет важную роль в процессе его дальнейшего извлечения.
Точность соотнесения аудиодорожки и кадра из видео (в процентах по оси y) при извлечении воспоминаний о видео. По оси x - разница фаз колебаний звука и яркости в градусах.
Затем ученые повторили эксперимент с использованием электроэнцефалографии (в нем приняли участие девять человек) с целью изучить паттерны активности в слуховой и зрительной коре головного мозга в процессе формирования воспоминаний. Ученые обнаружили, что наблюдаемые ими участки синхронизируют свою активность в тета-ритме.
Электроэнцефалограмма совместной активности нейронов зрительной (красным цветом) и слуховой (синим цветом) коры.
Ученые отмечают, что полученные ими данные - первое доказательство того, что формирование воспоминаний в эпизодической памяти людей опирается на синхронизированную активность нейронов различных сенсорных отделов головного мозга в тета-ритме.
Гиппокамп мыши. Зеленым (dSub) выделен субикулум.
Недавно исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили нейронный механизм извлечения воспоминаний в мозге лабораторных мышей: такая нейронная сеть дублировала сеть формирования воспоминаний, но проходила также через отдельную область гиппокампа - субикулум.
Схема нейронной сети формирования (выделено красным) и извлечения (зеленым) воспоминаний из эпизодической памяти через гиппокамп (CA1), энториальную кору (EC5) и субикулум (dSub)
Ученые считают, что отдельный механизм извлечения воспоминаний необходим для того, чтобы можно было «обновлять» информацию о пережитом событии: работа двух нейронных сетей вместе позволяет сначала извлечь воспоминание, а потом, если нужно, добавить в него новую информацию.
/Источник/
Картинка кликабельна