Spatiotemporaalisen tiedon representaatio ihmisen episodisessa muistissa ja navigoinnissa

Ajanmukaiset mallit spatiaalisesta navigoinnista ja episodisesta muistista (muisti tapahtumista) olettavat, että niiden taustalla olevat laskennat syntyvät pääasiassa medialisissa temporaalilohkoissa sijaitsevista yhteisistä neuronisista mekanismeista. Osana tämän kilpailukykyisen uusimisen kahta viimeistä rahoituskierrosta tutkijat alkoivat kartoittaa navigoinnin ja episodisen muistin välisiä tärkeitä kognitiivisia ja neuronisia eroja. Kehittyvä uusi viitekehys esittää navigoinnin aistinvaraisesti ohjautuvana kognitiivisena motorisena taitona, joka sisältää spatiaalisten säännönmukaisuuksien erottamisen, ja episodisen muistin pääasiassa sisäisesti ohjautuvana prosessina, joka sisältää ordinaalisia paikanpitäjiä. Tutkijat olettavat, että navigointi ja episodinen muisti sisältävät siksi osittain erillisiä aivoalueita ja makroskalaista verkostoja, vaikkakin missä ja miten nämä erot ilmenevät aivoissa on edelleen aktiivisen tutkimuksen aluetta. Tässä tutkijat testaavat tämän teoreettisen viitekehyksen uusia näkökohtia: miten ennalta oleva tieto vaikuttaa eri tavoin uusien episodisten muistojen hankintaan verrattuna navigointiin liittyviin representaatioihin sekä pidemmillä (päivät ja viikot; Tavoite 1) että lyhyemmillä (tunnit; Tavoite 2) aikaväleillä. Koko ajan tutkijat esittävät merkityksellisiä vaihtoehtoisia malleja, mukaan lukien ajatuksen, että yhteydet hippokampukseen ja neokortekseen sekä kortikaaliset makroskalaat verkostot hippokampuksen ulkopuolella ovat kriittisessä ja ainutlaatuisessa roolissa episodisessa muistissa verrattuna navigointiin. Tavoitteessa 1 tutkijat aikovat käyttää korkearesoluutioista fMRI:ää kolmessa eri kokeessa verratakseen, miten skeemat (ennakkotieto spatiaalisesta tiedosta) ja skriptit (ennakkotieto temporaalisesta tiedosta) vuorovaikuttavat eri tavoin uuden oppimisen kanssa episodisen muistin ja navigoinnin kontekstissa. Yhdessä näiden kokeiden tulokset tarjoavat mekanistista näkemystä siitä, miten ihmiset organisoivat episodisia muistoja ja navigointiin liittyvää tietoa pidemmillä aikaväleillä, mikä voi olla merkityksellistä kognitiiviselle kuntoutukselle. Tavoitteessa 2 tutkijat keskittyvät siihen, miten episodinen muisti vuorovaikuttaa navigoinnin ja ennakkotiedon kanssa lyhyemmillä aikaväleillä (tunteja) tutkimalla mentaalista simulaatiota ennen ja jälkeen navigoinnin. Mentaalinen simulaatio sisältää kokemusten aktiivista muistamista tai suunnittelua ja sillä on suoria yhteyksiä episodiseen muistiin keskeisiin kognitiivisiin prosesseihin, erityisesti kolmessa erilaisessa ehdotetussa kokeessamme. Tässä päätutkijan tiimi käyttää aikaresoluutiota sisältävää intrakraniaalista EEG:ää yhteistyössä tohtori Brad Legan kanssa Texasin yliopiston Southwestern-kampuksella tunnistaakseen paremmin sekä navigoinnin että mentaalisen simulaation muistisisällön, mukaan lukien kausaalisen manipulaation, joka sisältää muskariniiniset asetyylikoliiniantagonistit skopolamiinin ja yksittäisten solujen tallenteet. Yhdessä tavoitteen 2 kokeet tarjoavat uutta näkemystä episodisen muistin ja navigointiin liittyvien representaatioiden mekanistiseen perustaan. Tällaiset mekanistiset näkemykset voivat olla hyödyllisiä kehitettäessä neurostimulaatio- tai farmakologisia protokollia (esim. asetyylikoliinia sisältäviä), joita voitaisiin käyttää vahvistamaan joko heikentynyttä muistia tai navigointitoimintoa aivohalvauksen, kohtausvaurion tai muiden hippokampuksen toimintaan vaikuttavien aivovammojen jälkeen.