Нейрональные механизмы эпизодической памяти человека

Быстрое формирование новых воспоминаний и обращение к старым воспоминаниям для обоснования решений необходимы для человеческого познания, но лежащие в их основе нейронные механизмы остаются плохо изученными. Долгосрочной целью этого исследования является понимание человеческой памяти на уровне цепей, что позволит разработать новые методы лечения разрушительных последствий нарушений памяти. Исследовательские эксперименты используют редкую возможность регистрировать in vivo одиночные нейроны человека одновременно в нескольких областях мозга у пациентов, проходящих лечение от лекарственно-устойчивой эпилепсии. Общая цель состоит в том, чтобы сохранить и расширить мультиинституциональную (Cedars Sinai/Caltech, Johns Hopkins, U Toronto, Children's/Harvard, UC Denver, UCSB), интегрированную и междисциплинарную команду. Вместе у исследователей есть опыт и количество пациентов, чтобы проверить ключевые прогнозы на нейронном субстрате человеческой памяти. В исследовании будет использоваться комбинация (i) записей in vivo у бодрствующих людей, оценивающих силу памяти с помощью оценок достоверности, (ii) очаговой электрической стимуляции для проверки причинно-следственной связи и (iii) вычислительного анализа и моделирования.

Эти методы будут применяться для исследования трех всеобъемлющих гипотез о механизмах эпизодической памяти. Во-первых, определить роль постоянной активности нейронов в переводе рабочих воспоминаний в долговременные декларативные воспоминания (Цель 1). Во-вторых, определить, как декларативные воспоминания преобразуются в решения (Цель 2). В-третьих, исследовать, как сегментация событий, временная привязка и восстановление во время расширенного во времени опыта облегчают эпизодическую память.

Ожидаемые результаты этой работы — беспрецедентная характеристика того, как эпизодические воспоминания формируются, извлекаются и используются для принятия решений, а также того, как длительные во времени переживания сегментируются для формирования отдельных, но связанных эпизодов. Эта работа важна, потому что она выходит за рамки «списка частей» нейронов и областей мозга, проверяя гипотезы, основанные на схемах, путем одновременной регистрации одиночных нейронов из нескольких областей лобной коры и подкорковых височных долей у людей, которые формируют, декларируют и описывают свои воспоминания. . Предлагаемая работа необычайно новаторская, поскольку она объединяет записи одиночных нейронов в нескольких областях поведения людей, разрабатывает новые методы неинвазивной локализации имплантированных электродов и электрической стимуляции и непосредственно проверяет давние теоретические предсказания о роли накопления доказательств в памяти. поиск.

Вторым значительным нововведением является исследовательская группа, которая объединяет количество пациентов и опыт нескольких крупных центров, чтобы максимально использовать редкие нейрохирургические возможности, доступные для непосредственного изучения нервной системы человека. Этот инновационный подход позволяет исследовать механизмы человеческой памяти на уровне цепей, которые невозможно изучить неинвазивно ни у людей, ни на животных моделях. Это интегрированное междисциплинарное сочетание физиологии, поведения и моделирования одиночных нейронов человека in vivo внесет значительный вклад в понимание цепей и паттернов нейронной активности, которые порождают человеческую память, что является центральной целью нейробиологии человека. вообще и инициативы BRAIN в частности.