Изучение человеком новой структурированной информации во времени и во сне

Адаптивное действие требует быстрого понимания структуры окружающей среды и сохранения полученных знаний для эффективного использования в будущем. Доминирующие теории гиппокампа были сосредоточены на его способности кодировать отдельные снимки опыта, но исследователи и другие исследователи обнаружили доказательства того, что он также имеет решающее значение для поиска структуры между переживаниями. Механизмы этой важной формы обучения не установлены. Исследователи разработали модель нейронной сети гиппокампа, реализующую теорию о том, что одно из его подполей может быстро кодировать структуру, используя распределенные представления, мощную форму представления, в которой популяции нейронов реагируют на множество связанных характеристик окружающей среды.

Первая цель этого проекта — проверить прогнозы этой модели с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии высокого разрешения (фМРТ) в парадигмах, требующих интеграции информации из опыта. Результаты прояснят фундаментальные механизмы того, как люди изучают новую структуру, выносят решения между существующими моделями этого процесса и информируют о дальнейшей разработке моделей. Существуют также конкурирующие теории относительно возможной судьбы новых репрезентаций гиппокампа. Одна точка зрения утверждает, что во время сна гиппокамп воспроизводит недавнюю информацию для создания долгосрочных распределенных представлений в неокортексе. Другая точка зрения утверждает, что воспоминания напрямую и независимо формируются и консолидируются в гиппокампе и неокортексе.

Второй целью этого проекта является проверка между этими теориями. Исследователи будут оценивать изменения в репрезентациях гиппокампа и коры с течением времени, повторно сканируя участников и отслеживая изменения в памяти с задержкой в ​​одну неделю. Однако любые наблюдаемые изменения в мозге и поведении во времени могут быть связаны с общими эффектами времени или активной обработкой информации во время сна.

Таким образом, третья цель состоит в том, чтобы оценить специфический причинный вклад сна в консолидацию структурированной информации. Исследователи будут использовать электроэнцефалографию сна в режиме реального времени, чтобы воспроизводить звуковые сигналы для реактивации воспоминаний. Исследователи ожидают, что эта работа прояснит анатомические основы и, что особенно важно, природу представлений, которые поддерживают кодирование и консолидацию новой структуры в окружающей среде.