Neuronální mechanismy lidské epizodické paměti

Rychlé vytváření nových vzpomínek a vybavování starých vzpomínek pro informování rozhodnutí je zásadní pro lidské poznání, ale základní nervové mechanismy zůstávají špatně pochopeny. Dlouhodobým cílem tohoto výzkumu je porozumění lidské paměti na úrovni okruhu, aby bylo možné vyvinout nové způsoby léčby ničivých účinků poruch paměti. Studijní experimenty využívají vzácnou příležitost zaznamenat in vivo z jednotlivých lidských neuronů současně v několika oblastech mozku u pacientů podstupujících léčbu epilepsie rezistentní na léky. Celkovým cílem je pokračovat a rozšířit multiinstitucionální (Cedars Sinai/Caltech, Johns Hopkins, U Toronto, Children's/Harvard, UC Denver, UCSB), integrovaný a multidisciplinární tým. Společně mají vyšetřovatelé odborné znalosti a objem pacientů k testování klíčových předpovědí na nervovém substrátu lidské paměti. Studie bude využívat kombinaci (i) in-vivo záznamů u lidí s bdělým chováním hodnotících sílu paměti prostřednictvím hodnocení spolehlivosti, (ii) fokální elektrické stimulace pro testování kauzality a (iii) výpočetní analýzy a modelování.

Tyto techniky budou použity ke zkoumání tří zastřešujících hypotéz o mechanismech epizodické paměti. Za prvé, určit roli přetrvávající neuronální aktivity při převodu pracovních vzpomínek na dlouhodobé deklarativní paměti (Cíl 1). Za druhé, určit, jak se deklarativní vzpomínky převádějí do rozhodnutí (cíl 2). Za třetí, prozkoumat, jak segmentace událostí, dočasná vazba a obnovení během časově rozšířené zkušenosti usnadňují epizodickou paměť.

Očekávanými výstupy této práce jsou bezprecedentní charakterizace toho, jak jsou epizodické vzpomínky tvořeny, získávány a používány pro rozhodování, a jak jsou časově rozšířené zážitky segmentovány tak, aby tvořily odlišné, ale propojené epizody. Tato práce je významná, protože překračuje „seznam dílů“ neuronů a oblastí mozku testováním hypotéz založených na obvodech současným zaznamenáváním jednotlivých neuronů z více oblastí frontálního kortikálního a subkortikálního temporálního laloku u lidí, kteří tvoří, deklarují a popisují své vzpomínky. . Navrhovaná práce je neobyčejně inovativní, protože kombinuje jednoneuronové záznamy ve více oblastech u chování lidí, vyvíjí nové metody pro neinvazivní lokalizaci implantovaných elektrod a elektrickou stimulaci a přímo testuje dlouhodobé teoretické předpovědi o roli akumulace důkazů v paměti. vyhledávání.

Druhou významnou inovací je studijní tým, který kombinuje objem pacientů a odbornost několika hlavních center, aby maximálně využil vzácných neurochirurgických příležitostí k přímému studiu lidského nervového systému. Tento inovativní přístup umožňuje zkoumat mechanismy lidské paměti na úrovni okruhů, které nelze neinvazivně studovat na lidech ani na zvířecích modelech. Tato integrovaná multidisciplinární kombinace lidské in vivo fyziologie, chování a modelování jednotlivých neuronů významně přispěje k pochopení okruhů a vzorců nervové aktivity, které dávají vzniknout lidské paměti, což je ústředním cílem lidské neurovědy v obecná a iniciativa BRAIN zvláště.