新研究將腦電波與記憶直接連結與先前的觀點相反
最近的一項研究表明,神經元在大腦中產生有節奏的電活動模式或振盪,這主要是由記憶驅動的。與先前的觀點相反,研究表明,當人們回憶事件時,海馬體中的這些θ振盪比經歷事件時更為普遍,這突出表明記憶是θ活動的關鍵驅動力,並為治療腦損傷和認知障礙提供了潛在的途徑。
這些發現可能為治療認知障礙奠定基礎,並有助於改善記憶。
神經元在大腦中產生有節奏的電活動模式。神經科學的一個迫切問題是這些被稱為振盪的節律訊號的主要驅動力。亞利桑那大學的研究人員發現,光是回憶事件就能觸發這些振盪,甚至比經歷事件本身更能觸發振盪。
這項發表在《神經元》(Neuron)雜誌上的研究特別關注θ振盪。在探索、導航和睡眠等活動中,大腦海馬體會出現這種振盪。海馬體對大腦記憶過去的能力起著至關重要的作用。
這項研究的資深作者、亞利桑那大學心理學系認知與神經系統教授阿爾內-埃克斯特羅姆(Arne Ekstrom)說,在這項研究之前,人們認為外部環境在驅動θ振盪方面發揮著更重要的作用。但埃克斯特羅姆和他的合作者發現,大腦中產生的記憶是θ活動的主要驅動力。
研究的主要作者、神經科學系研究生薩拉-西格(Sarah Seger)說:”令人驚訝的是,我們發現,與直接經歷事件相比,當一個人只是在回憶事情時,人類的θ振盪更為普遍。”
埃克斯特羅姆說,研究結果可能會對治療腦損傷和認知障礙患者,包括癲癇發作、中風和帕金森氏症患者產生影響。他說,記憶可以用來從大腦內部產生刺激並驅動θ振盪,隨著時間的推移有可能改善記憶。
亞利桑那大學的研究人員與來自達拉斯德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員合作開展了這項研究,其中包括神經外科醫生布拉德-萊加(Brad Lega)博士和研究技師詹妮弗-克里格爾(Jennifer Kriegel)。研究人員招募了13 名患者,他們正在該中心接受監測,為癲癇手術做準備。作為監測的一部分,研究人員在患者的大腦中植入了電極,以檢測偶爾的癲癇發作。研究人員記錄了大腦海馬區的θ振盪。
患者參加了一項虛擬實境實驗,在實驗中,他們透過操縱桿在電腦上導航到虛擬城市中的商店。當他們到達正確的目的地時,虛擬實境實驗就會暫停。研究人員要求參與者想像他們開始導航時的位置,並指示他們在腦海中導航剛剛經過的路線。然後,研究人員將初始導航過程中的θ振盪與參與者隨後對路線的回憶進行了比較。
在使用操縱桿實際導航的過程中,與參與者只是想像路線時的振盪相比,振蕩的頻率更低,持續時間更短。因此,研究人員得出結論:記憶是人類θ 振盪的強大驅動力。
埃克斯特羅姆說,彌補認知功能受損的方法之一是進行認知訓練和復健。他說:”基本上,你可以讓有記憶障礙的病人學習如何更好地記憶。”
未來,埃克斯特羅姆計劃對自由行走的病人而不是躺在床上的病人進行這項研究,看看在大腦振盪方面,自由導航與記憶有什麼不同。
塞格說:”能夠直接比較原始體驗和後來檢索時的振盪,在設計新實驗和理解記憶的神經基礎方面,是這一領域向前邁出的一大步。”