Lidské učení nových strukturovaných informací v průběhu času a spánku

Adaptivní jednání vyžaduje rychlé zachycení struktury v prostředí a uložení získaných znalostí pro efektivní budoucí použití. Dominantní teorie hipokampu se soustředily na jeho schopnost zakódovat jednotlivé momentky zážitku, ale vyšetřovatelé a další našli důkazy, že je také zásadní pro nalezení struktury napříč zkušenostmi. Mechanismy této základní formy učení nebyly stanoveny. Vyšetřovatelé vyvinuli model neuronové sítě hippocampu, který vytvořil teorii, že jedno z jeho podpolí může rychle zakódovat strukturu pomocí distribuovaných reprezentací, což je mocná forma reprezentace, ve které populace neuronů reagují na různé související rysy prostředí.

Prvním cílem tohoto projektu je otestovat předpovědi tohoto modelu pomocí funkčního zobrazování magnetickou rezonancí s vysokým rozlišením (fMRI) v paradigmatech vyžadujících integraci informací napříč zkušenostmi. Výsledky objasní základní mechanismy toho, jak se lidé učí nové struktuře, rozhodují mezi existujícími modely tohoto procesu a informují o dalším vývoji modelu. Existují také konkurenční teorie o konečném osudu nových hipokampálních reprezentací. Jeden pohled předpokládá, že během spánku hipokampus přehrává nedávné informace, aby vytvořil dlouhodobější distribuované reprezentace v neokortexu. Jiný pohled tvrdí, že vzpomínky jsou přímo a nezávisle tvořeny a konsolidovány v hippocampu a neokortexu.

Druhým cílem tohoto projektu je test mezi těmito teoriemi. Vyšetřovatelé vyhodnotí změny v hipokampálních a kortikálních reprezentacích v průběhu času opakovaným skenováním účastníků a sledováním změn v paměti s týdenním zpožděním. Jakékoli pozorované změny v mozku a chování v průběhu času však mohou být způsobeny obecnými vlivy času nebo aktivním zpracováním během spánku.

Třetím cílem je tedy posoudit konkrétní kauzální příspěvky spánku ke konsolidaci strukturovaných informací. Vyšetřovatelé použijí spánkovou elektroencefalografii v reálném čase k přehrávání zvukových podnětů k reaktivaci paměti zkreslení. Vyšetřovatelé očekávají, že tato práce objasní anatomické substráty a kriticky povahu reprezentací, které podporují kódování a konsolidaci nové struktury v prostředí.