Представление пространственно-временной информации в эпизодической памяти и навигации человека

Современные модели пространственной навигации и эпизодической памяти (памяти о событиях) постулируют, что их базовые вычисления возникают в основном из общих нейронных механизмов в медиальных височных долях. В рамках последних двух раундов финансирования для этого конкурсного продления исследователи начали определение важных когнитивных и нейронных различий между навигацией и эпизодической памятью. Новая формирующаяся концепция рассматривает навигацию как сенсорно-управляемый когнитивный двигательный навык, включающий извлечение пространственных закономерностей, а эпизодическую память как преимущественно внутренне управляемую и включающую порядковые заполнители. Исследователи предполагают, что навигация и эпизодическая память, следовательно, затрагивают частично различные области мозга и макромасштабные сети, хотя где и как эти различия возникают в мозге, остаётся областью активных исследований. Здесь исследователи проверяют новые аспекты этой теоретической концепции: как предсуществующие знания по-разному влияют на усвоение новых эпизодических воспоминаний по сравнению с навигационными репрезентациями как на более длинных (дни и недели; Цель 1), так и на более коротких (часы; Цель 2) интервалах. На протяжении всего исследования исследователи предлагают содержательные альтернативные модели, включая идею о том, что связность с гиппокампом и неокортексом, а также макромасштабные корковые сети вне гиппокампа, играют критическую и уникальную роль в эпизодической памяти по сравнению с навигацией. В Цели 1, используя фМРТ высокого разрешения, исследователи предлагают применить три различных эксперимента для сравнения того, как схемы (предсуществующие пространственные знания) и сценарии (предсуществующие временные знания) по-разному взаимодействуют с новым обучением в контексте эпизодической памяти и навигации. В совокупности результаты этих экспериментов дадут механистическое понимание того, как люди организуют эпизодические воспоминания и навигационно-релевантные знания на более длительных интервалах, что может быть значимым для когнитивной реабилитации. В Цели 2 исследователи фокусируются на том, как эпизодическая память взаимодействует с навигацией и предсуществующими знаниями на более краткосрочных интервалах (часы), изучая ментальную симуляцию до и после навигации. Ментальная симуляция включает активное вспоминание или планирование опыта и имеет прямые связи с когнитивными процессами, центральными для эпизодической памяти, особенно в наших трёх различных предлагаемых экспериментах. Здесь команда главного исследователя будет использовать временно-разрешенную интракраниальную ЭЭГ совместно с доктором Брэдом Легой из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета, чтобы лучше идентифицировать мнемоническое содержание как навигации, так и ментальной симуляции, включая причинную манипуляцию с участием мускаринового антагониста ацетилхолина скополамина и регистрации одиночных клеток. В совокупности эксперименты в Цели 2 дадут новое понимание механистической основы эпизодической памяти и навигационных репрезентаций. Такие механистические данные могут быть полезны в разработке нейростимуляционных или фармакологических протоколов (например, с участием ацетилхолина), которые могут использоваться для усиления нарушенной памяти или навигационной функции после инсульта, повреждения от судорог или других травм мозга, затрагивающих функцию гиппокампа.