Ställning av hjärnoperationer (BETATEST)

Hjärnan fattar ständigt beslut baserat på perceptuell input såväl som interna signaler, snabbt väger och bearbetar information, vilket leder till målinriktat beteende. En nyckelaspekt som är avgörande för alla dessa processer är kommunikation och överföring av information från ett hjärnnätverk till nästa. Men vi börjar bara förstå hur hjärnan åstadkommer detta. Här föreslår utredarna att studera exakt denna fråga. Det övergripande målet med detta projekt är att belysa hur hjärnan ställer upp den funktionella neurala arkitekturen som är involverad i arbetsminnet och beslutsfattande. Forskarna hävdar att hjärnoscillationer i betafrekvensbandet 1530 Hz spelar en avgörande roll för att bilda flexibla neurala ensembler. Utredarna föreslår ett nytt teoretiskt ramverk, som beskriver hur betarytmen flexibelt sätter upp transienta nätverk, länkar ihop neuronala kretsar som är relevanta för aktuella uppgiftskrav, särskilt när det gäller endogen informationsbehandling, t.ex. arbetsminne, beslutsfattande. I denna uppfattning tillhandahåller beta ställningen för informationsöverföring, dirigerar information genom hjärnan genom att tillfälligt ansluta relevanta noder så att utbyte av information kan äga rum. Utredarna föreslår att betarytmen kortvarigt aktiverar en neural ensemble, vilket gör det möjligt för den att sända sitt budskap kodat i populationspikaktivitet så att det kan tas emot effektivt och effektivt. För att testa detta ramverk är syftet här att (1) undersöka rollen av beta-svängningar i dynamisk neurala ensemblebildning och dess relation till beteendeprestanda, (2) identifiera den underliggande kretsnivåfysiologin för beta-medierad ensemblebildning, och ( 3) fastställa allmänheten av beta-medierad ensemblebildning och identifiera icke-invasiva biomarkörer. Utredarna kommer att använda en kombination av EEG-inspelningar hos friska människor, och intrakraniell elektrofysiologi och optogenetisk neuromodulering hos vakna gnagare. Både mänskliga försökspersoner och djur kommer att utföra ett rumsligt arbetsminnesparadigm, vilket kritiskt möjliggör vertikal integration över inspelningsnivåer. Mänskliga försökspersoner kommer dessutom att utföra arbetsminnesuppgifter i olika sensoriska modaliteter och på högre abstraktionsnivåer för att garantera generaliserbarhet av resultaten och för att möjliggöra identifiering av biomarkörer som ska användas i framtida patientstudier. Detta tillvägagångssätt är utformat för att svara på centrala mekanistiska frågor hur bildas lokala ensembler och hur moduleras dessa. Kritiskt kommer utredarna att bestämma effekten av dessa mekanismer på beteendet. Projektet kommer att ge grundläggande insikter som kommer att lägga grunden för ytterligare detaljerade undersökningar av friska människor och patienter med nedsatt betafunktion och kognitiv funktionsnedsättning, såsom Parkinsons sjukdom och schizofreni.