Ihmisen episodisen muistin neuronaaliset mekanismit

Uusien muistojen nopea muodostuminen ja vanhojen muistojen palauttaminen päätöksiä varten on olennaista ihmisen kognitiolle, mutta taustalla olevat hermomekanismit ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä. Tämän tutkimuksen pitkän aikavälin tavoitteena on piiritason ymmärrys ihmisen muistista, jotta voidaan kehittää uusia hoitomuotoja muistihäiriöiden tuhoisiin vaikutuksiin. Tutkimuskokeissa hyödynnetään harvinaista mahdollisuutta tallentaa in vivo ihmisen yksittäisistä hermosoluista samanaikaisesti useilla aivoalueilla potilailla, jotka saavat hoitoa lääkeresistenttiin epilepsiaan. Yleisenä tavoitteena on jatkaa ja laajentaa monialaista (Cedars Sinai/Caltech, Johns Hopkins, U Toronto, Children's/Harvard, UC Denver, UCSB), integroitua ja monialaista tiimiä. Yhdessä tutkijoilla on asiantuntemus ja potilasmäärä testata keskeisiä ennusteita ihmisen muistin hermosubstraatista. Tutkimuksessa hyödynnetään (i) in vivo -tallenteiden yhdistelmää hereillä käyttäytyvillä ihmisillä, jotka arvioivat muistin voimakkuutta luottamusluokitusten avulla, (ii) fokaalista sähköstimulaatiota syy-yhteyden testaamiseen ja (iii) laskennallista analyysiä ja mallintamista.

Näitä tekniikoita sovelletaan kolmen yleisen hypoteesin tutkimiseen episodisen muistin mekanismeista. Ensinnäkin määritetään jatkuvan hermosolujen toiminnan rooli työmuistien muuntamisessa pitkäaikaisiksi deklaratiivisiksi muistoiksi (tavoite 1). Toiseksi määrittää, kuinka deklaratiiviset muistit muunnetaan päätöksiksi (tavoite 2). Kolmanneksi tutkia, kuinka tapahtuman segmentointi, ajallinen sitominen ja palauttaminen ajallisesti laajennetun kokemuksen aikana helpottavat episodista muistia.

Tämän työn odotetut tulokset ovat ennennäkemätön luonnehdinta siitä, kuinka episodisia muistoja muodostetaan, haetaan ja käytetään päätöksiin ja kuinka ajallisesti laajennetut kokemukset segmentoidaan erillisiksi, mutta toisiinsa liittyviksi jaksoiksi. Tämä työ on merkittävä, koska se ylittää neuronien ja aivoalueiden "osaluettelon" testaamalla piiripohjaisia ​​hypoteeseja rekisteröimällä samanaikaisesti yksittäisiä neuroneja useilta etukuoren ja aivokuoren ohimolohkon alueilta ihmisillä, jotka muodostavat, julistavat ja kuvaavat muistojaan. . Ehdotettu työ on epätavallisen innovatiivinen, koska se yhdistää yhden neuronin tallennukset useilla käyttäytyvien ihmisten alueilla, kehittää uusia menetelmiä implantoitujen elektrodien ei-invasiiviseen paikantamiseen ja sähköstimulaatioon ja testaa suoraan pitkäaikaisia ​​teoreettisia ennusteita todisteiden kerääntymisen merkityksestä muistiin. haku.

Toinen merkittävä innovaatio on tutkimusryhmä, joka yhdistää useiden suurten keskusten potilasmäärän ja asiantuntemuksen hyödyntääkseen mahdollisimman paljon harvinaisia ​​neurokirurgisia mahdollisuuksia tutkia suoraan ihmisen hermostoa. Tämä innovatiivinen lähestymistapa mahdollistaa ihmisen muistin piiritason mekanismien tutkimisen, joita ei voida tutkia ei-invasiivisesti ihmisillä tai eläinmalleilla. Tämä integroitu monialainen yhdistelmä ihmisen in vivo yhden neuronin fysiologiaa, käyttäytymistä ja mallintamista auttaa merkittävästi ymmärtämään hermotoiminnan piirejä ja malleja, jotka synnyttävät ihmisen muistin, mikä on ihmisen neurotieteen keskeinen tavoite. yleistä ja erityisesti BRAIN-aloitetta.