運動皮質は休息中に記憶された情報を繰り返した

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Anonim
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タスクの実行中に発生する運動皮質の活動は、その後、休息と睡眠中に繰り返されます。これは、微小電極が皮質に埋め込まれた2人の麻痺した人々の脳活動のパターンを研究することによってアメリカの科学者によって発見されました。活動の繰り返しは、何度も繰り返され、正常に学習された情報の特徴であることが判明したため、作業の結果は、睡眠中の記憶統合のプロセスを明らかにするのに役立ちます、と科学者はCellReportsに書いています。

脳内の記憶は、電気的活動の特定のシーケンスの形で説明できます。たとえば、これらの記憶を再現するには、脳は活動を繰り返し、記憶中に受け取ったのと同じ順序で行う必要があります。同時に、いくつかの情報の受信とその後の再現の間に、別の段階があります-統合、つまり、短期記憶から長期記憶への記憶の移行です。

実際、統合プロセスはまた、記憶の形成中に得られた活動の再現に基づくべきですが、このプロセスのすべての詳細はまだ不明です:特に、脳の他の部分がどのような役割を果たしているのかは不明です海馬のほかに、記憶のための主要なものです。

マサチューセッツ総合病院のJean-BaptisteEichenlaubと彼の同僚は、BrainGate2プロジェクトの臨床試験の2人の参加者である、生きている人々の統合の過程におけるニューロンの活動を研究することができました。プロジェクト中に、麻痺した人々は脳の運動皮質の領域に電極を埋め込まれました:彼らの助けを借りて、昨年はタブレットを制御するためのニューロインターフェースを開発することがすでに可能でした。新しい研究では、研究者は参加者が画面上でカーソルを動かすことができるようにニューラルインターフェイスも使用しました。

課題として、参加者は一種の子供向け教育ゲーム「サイモン」をプレイする必要がありました。これは、4つの部分に分割された円を使用し、それが特定の色で点灯します。参加者は画面上にそのような円が表示され、各コンパートメントが点灯して特定の順序で出て行った後、それを繰り返すように求められました。カーソルはニュートロインターフェースを使用して移動しました。参加者は、カーソルを画面上の特定の場所に移動するために手を動かす方法を想像し、その瞬間に現れる運動皮質の活動によってカーソルが移動しました。

シーケンスは数回表示され、繰り返されなかったコントロールシーケンスと交互になりました。このようにして、学習され、正常に繰り返されたシーケンスで観察されたアクティビティを分離することができました。課題の終わりに、参加者は再び少し休憩して眠ることができました。

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実験計画

タスクのすべての段階で、参加者の運動皮質の活動が記録され、次に、最初に神経インターフェースの操作に使用された40の異なるスパイクについて分析されました。結果として得られた活動から、科学者は、ターゲットを攻撃するのに特徴的な活動のパターンを特定しました。つまり、タスクの各段階で円の右側にあります。

タスク後の休息中に記録されたすべてのスパイクのうち、0.68パーセントはタスク中と同じでした。対照的に、タスクが完了する前の残りの期間中、そのようなスパイクは0.39パーセントでした。差は統計的に有意であることが判明しました(p = 0.0065)。興味深いことに、この違いは、学習されたシーケンスと反復シーケンスでのみ観察され、コントロールでは観察されませんでした。さらに、そのような繰り返しは、一方では睡眠なしの休息のために、そして他方では徐波睡眠の最初の段階のために特徴的であることが判明した。

著者らは、休息中、参加者の運動皮質は実際には休息前のタスク中に見られた活動を模倣していると結論付けましたが、それは学習されたものだけです。したがって、著者は、睡眠中に学習した情報が同じ神経活動の形で繰り返されることを示すだけでなく、皮質のさまざまな部分の役割を明らかにすることもできました-少なくとも思い出を形成します。

記憶の統合は実際には睡眠中に最も活発に起こります-そしてこの時点で、記憶はさまざまな外的要因の影響を最も受けやすく、たとえば情報の記憶を改善することができます。科学者たちは最近、人々が講義中に同じ音楽を演奏し、次に彼らが眠るときに、情報がよりよく記憶されることを発見しました。

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