Ludzkie uczenie się nowych ustrukturyzowanych informacji w czasie i podczas snu

Działanie adaptacyjne wymaga szybkiego wychwycenia struktury w środowisku i przechowywania zdobytej wiedzy do efektywnego wykorzystania w przyszłości. Dominujące teorie dotyczące hipokampu koncentrowały się na jego zdolności do kodowania pojedynczych migawek doświadczenia, ale badacze i inni znaleźli dowody na to, że ma on również kluczowe znaczenie dla znalezienia struktury w różnych doświadczeniach. Mechanizmy tej podstawowej formy uczenia się nie zostały ustalone. Badacze opracowali model sieci neuronowej hipokampa, urzeczywistniając teorię, że jedno z jego podpól może szybko kodować strukturę za pomocą rozproszonych reprezentacji, potężnej formy reprezentacji, w której populacje neuronów reagują na wiele powiązanych cech środowiska.

Pierwszym celem tego projektu jest przetestowanie przewidywań tego modelu przy użyciu funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) o wysokiej rozdzielczości w paradygmatach wymagających integracji informacji z różnych doświadczeń. Wyniki wyjaśnią podstawowe mechanizmy uczenia się nowych struktur przez ludzi, rozstrzygając między istniejącymi modelami tego procesu i informując o dalszym rozwoju modeli. Istnieją również konkurencyjne teorie co do ostatecznego losu nowych reprezentacji hipokampa. Jeden pogląd zakłada, że ​​​​podczas snu hipokamp odtwarza ostatnie informacje, aby zbudować długoterminowe rozproszone reprezentacje w korze nowej. Inny pogląd głosi, że wspomnienia są bezpośrednio i niezależnie formowane i konsolidowane w hipokampie i korze nowej.

Drugim celem tego projektu jest testowanie między tymi teoriami. Badacze ocenią zmiany w reprezentacjach hipokampa i kory w czasie, ponownie skanując uczestników i śledząc zmiany w pamięci z jednotygodniowym opóźnieniem. Wszelkie obserwowane zmiany w mózgu i zachowaniu w czasie mogą jednak wynikać z ogólnego wpływu czasu lub aktywnego przetwarzania podczas snu.

Trzecim celem jest więc ocena konkretnego przyczynowego wkładu snu w konsolidację ustrukturyzowanych informacji. Badacze wykorzystają elektroencefalografię snu w czasie rzeczywistym, aby odtwarzać sygnały dźwiękowe w celu odchylenia reaktywacji pamięci. Badacze spodziewają się, że ta praca wyjaśni podłoża anatomiczne i, co najważniejsze, naturę reprezentacji, które wspierają kodowanie i konsolidację nowej struktury w środowisku.