Dinamika yra vienintelė pastovioji darbinėje atmintyje
Jun 01, 2023
Abstraktus
Šioje trumpoje perspektyvoje mes apmąstome savo tendenciją naudoti pernelyg supaprastintas ir savitas užduotis, siekdami atrasti bendruosius darbinės atminties mechanizmus. Aptariame, kaip Marko Stokeso ir bendradarbių darbas pažvelgė ne tik į lokalizuotą, laikinai nuolatinę neuroninę veiklą, bet ir nukreipė dėmesį į paskirstytų, dinamiškų neuroninių kodų svarbą darbinei atminčiai. Kritinė šio darbo pamoka yra ta, kad supaprastintų užduočių naudojimas automatiškai nesupaprastina neuroninių skaičiavimų palaikymo (net jei mes to norime). Be to, Stokeso įžvalgos apie daugiamatę dinamiką pabrėžia neuroninių kodų, kuriais grindžiamas pažinimas, lankstumą ir paskatino lauką pažvelgti ne tik į statinius darbinės atminties matmenis.
Cistanche tubulosa-Anti Alzheimer's ligos privalumai
Pagrindinis darbinės atminties tyrimo tikslas yra suprasti, kaip mes laikinai laikome informaciją galvoje judėdami po pasaulį, kad pasiektume savo elgesio tikslus. Darbinė atmintis yra svarbi pažinimo funkcija, leidžianti susieti savo patirtį į nuoseklų pasakojimą. Nenuostabu, kad pokalbiuose ir paskaitose klasėje, kurias mes, mokslininkai, kalbame apie darbinę atmintį, mes visi mėgstame pradėti nuo įtraukiančių realaus pasaulio pavyzdžių. Galime parodyti perpildytą prekybos centro koridorių, užpildytą spalvingomis daržovėmis, ir pabrėžti, kaip naudojate darbo atmintį, kad nepamirštumėte savo bakalėjos prekių sąrašo, kai ieškote tobulų braškių. Arba galime parodyti judrią miesto gatvę ir paaiškinti, kaip galite susirasti draugą minioje vizualizuodami jo veidą ar rožinę beretę. Ryškių pavyzdžių, kaip atidaryti pokalbių skaidres, netrūksta. Tačiau maždaug 5 skaidrėje mes visada kreipiamės į šiuos dalykus: keli atskiri pilki langeliai, vaizduojantys kompiuterio ekraną, nuosekliai išdėstytą laiko juostoje. Vienoje iš pirmųjų dėžučių – juostelių braukimas arba spalvos dvelksmas, kurį žmonės prašomi prisiminti. Tada yra pilkas langelis, skirtas nurodyti darbo atminties delsą. Ir paskutinėje dėžutėje vėl yra kažkokios juostelės ar spalvos, naudojamos kaip bandymas.
Feniletanolio glikozidas yra pagrindinis aktyvus Cistanche deserticola komponentas
Tie iš mūsų, kurie užsiima darbinės atminties tyrimais, taip gerai žino šį posūkį nuo realaus pasaulio iki laboratorijos, kad beveik nepastebime. Tačiau pirmą kartą klausytojams gali būti sunku įžvelgti ryšį. Žinoma, yra priežastis, dėl kurios mes visi mėgstame dirbtines užduotis, ir jos yra labai vertingos. Kaip psichologai, mes sužinome, kad užduotis yra eksperimentinės kontrolės priemonė natūralizmo kaina. Kaip neurologai, mes pastebime, kad dirbtinės užduotys yra ypač naudingos, norint, kad žmonių smegenys vėl ir vėl būtų maždaug tokios pačios būsenos, kad galėtume išgauti signalą iš triukšmo. Priešingai, jei vieną gražų rytą klajojate prekybos centro koridoriuje, kaip parodyta 1 skaidrės pavyzdyje, neurologui sunku (šiuo metu beveik neįmanoma) surinkti informaciją iš jūsų proto.
Pagrindinės Cistanche deserticola cheminės sudedamosios dalys
Kadangi jos yra paprastos, mums patinka galvoti apie įprastas darbinės atminties užduotis kaip nuspėjamas ir keičiamas. Kaip ir vadovaudamiesi receptu virtuvėje, galite numatyti elgesį pagal kodavimui ir saugojimui skirtą laiką. Kaip ir dalis iš IKEA lentynų, galite maišyti ir derinti užduoties komponentus, kad gautumėte norimą efektą. Tačiau vykstantis darbas parodė, kad net ir paprasčiausi užduoties komponentai nėra tokie formuliški. Pavyzdžiui, vienas ilgalaikis klausimas, prisidėjęs prie kognityvinės psichologijos atskyrimo nuo biheviorizmo, yra tai, kaip vienas stimulas gali susieti daugybę skirtingų elgesio būdų. Tūzo ištraukimas iš kaladės kartais yra geriausia korta, o kartais – blogiausia – viskas priklauso nuo to, kokį kortų žaidimą šiuo metu žaidžiate. Kalbant technine prasme, tas pats stimulas sukelia skirtingas psichines operacijas ir elgesį skirtinguose kontekstuose.
Supratimas, kaip vienas dirgiklis gali būti lanksčiai susietas su skirtingu elgesiu, yra ypač sudėtinga problema, kai žiūrima iš atskirų neuronų perspektyvos. Regėjimo neurologijos srityje dažnai naudinga apibūdinti neuronų derinimo nuostatas. Nesunku įsivaizduoti psichines reprezentacijas, kylančias iš stabiliai suderintų neuronų – jei norite pavaizduoti „vertikalųjį“ elementą, teoriškai tai galite pasiekti, kai vertikaliai pirmenybę teikiantys neuronai nuolat šaudo, kad sumažintų delsą. Tačiau tokia schema negali visiškai atsižvelgti į darbinės atminties lankstumą: kartais „vertikalus“ gali reikšti „paspausti mygtuką A“, o kartais – „žiūrėti į dešinę“. Norint greitai susieti savavališkas informacijos dalis, reikia lanksčiai keisti informacijos pateikimą. Pagrindinė Stokes ir kt. (2013) teigia, kad daugiamatis kraštovaizdis atsiranda, kai į atskiro neurono veiklą žiūrima kaip į visų kitų neuronų veiklą. Šiame kraštovaizdyje kiekvienas neuronas laikui bėgant kerta vieną dimensiją, o visi neuronai kartu eina labai dinamiška trajektorija, kuri įvairiomis darbinės atminties užduoties epochomis gali nusistovėti į stabilias būsenas. Ši dinamiška ir daugiamatė būsenos erdvė gali būti apsvarstyta visuose neuronuose, bet taip pat gali būti sutrumpinta atgal į mažiau matmenų, žiūrint tik į tuos komponentus, kurie paaiškina didžiąją dalį tam tikros užduoties dispersijos (naudojant matmenų mažinimo metodą, pvz., PCA). Iš Stokes ir kt. (2013), sužinome, kad palaikant darbinę atmintį galima pastebėti žemesnės dimensijos stabilios aktyvacijos būseną, kuri atspindi laikinai sukonfigūruotą tinklo būseną, kuri dinamiškai derinama pagal užduoties tikslus. Pavyzdžiui, stabili būsena gali parodyti, kaip įsimintas stimulas yra susijęs su atitinkamu sprendimu, reikalingu atsakant. Labai svarbu, kad atsižvelgiant į daugiamatį neuroninių kodų pobūdį, daugelis lanksčių elgsenų staiga gali lengvai įsilieti į mūsų teorijas apie darbinę atmintį.
„Cistanche“ papildas šalia manęs – gerinkite atmintį
Spustelėkite čia norėdami pamatyti „Cistanche Improve Memory“ produktus
【Klauskite daugiau】 El. paštas:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Darbas su daugiamačiais kodais, kai vienas stimulas susiejamas su įvairiais elgesiais, parodė, kaip žemos dimensijos būsenos gali būti lanksčiai surenkamos ir perrenkamos, kad būtų galima prisitaikyti prie momentinių elgesio poreikių. Dar labiau pastebima, kad vėlesnis darbas atskleidė, kad aktyvumas didelėse neuronų populiacijose gali išlikti labai dinamiškas net tada, kai stimulas ir užduočių poreikiai yra pastovūs (Wolff, Jochim, Akyürek, Buschman ir Stokes, 2020; Murray ir kt., 2017; Spaak, Watanabe, Funahashi ir Stokes, 2017). Atliekant vaizdinės darbo atminties užduotį, stebėtojų buvo paprašyta prisiminti paprastą dirgiklį (pvz., orientuotą grotelę ar erdvinę vietą). Bendras nervų veiklos modelis atminties uždelsimo metu keičiasi laikui bėgant. Nepaisant šios sparčios laiko dinamikos plačiojoje populiacijoje, kodavimo schema arba mažo matmens poerdvė, vaizduojanti paprastą dirgiklį, išliko nepaprastai stabili, laikui bėgant pasižymėjo tik nedideliais poslinkiais (Wolff ir kt., 2020; Murray ir kt., 2017). Žvelgiant iš mūsų sąmoningos perspektyvos, paprasto dirgiklio, pavyzdžiui, orientacijos, atmintis yra tarsi statula, laikoma „fiksuota“ mūsų proto akimis. Žvelgiant iš neuroninės informacijos apdorojimo perspektyvos, tai tarsi upė, randanti kelią žemyn skirtingais kraštovaizdžio grioveliais, tuo pačiu išlaikant prisiminimus stabilioje valtyje (Panichello ir Buschman, 2021; Panichello, DePasquale, Pillow ir Buschman, 2019).
Supratimas, kad darbinės atminties kodai yra labai dinamiški ir bėgant laikui besikeičiantys, buvo transformuojanti Stokeso ir kolegų (2013) idėja, ir mes tik pamažu pradedame daugiau suprasti, kaip prisiminimai saugomi iš šios naujos perspektyvos. Pavyzdžiui, neseniai atliktame darbe buvo pritaikyta Stokeso sukurta dinaminė kodavimo sistema, skirta vienam iš klasikinių filosofijos, kognityvinės psichologijos ir neurologijos klausimų: kai turi galvoje atmintį, kaip žinoti, kad tai atmintis, o ne gaunamos jutiminės informacijos vaizdavimas? Kitaip tariant, kaip jūsų smegenys susilpnina vidinių minčių ir jutiminės informacijos trukdžius? Nagrinėdami kelių vienetų įrašų būsenos erdvę, Libby ir Buschman (2021) parodė, kad kai kurių neuronų jutiminis derinimas yra stabilus palaikant informaciją atmintyje, o kitų neuronų derinimas yra apverstas jutimo derinimo atžvilgiu. Grynasis rezultatas yra atminties kodo būsenos erdvės vaizdavimo sukimasis, susijęs su jutiminiu kodu, suteikiant mechanizmą atskirti atminties reprezentacijas nuo sensorinių vaizdų. Nors šis atradimas rodo, kaip sumažinti trukdžius tarp prisiminimų ir jutimo įvesties, ši dinamika apsunkina įsimintos informacijos dekodavimo procesą, kad būtų galima vadovautis elgesiu. Kaip galima „perskaityti“ konkrečią įsimintą ypatybę, kai ta ypatybė nebėra pradinio jutiminio formato? Keletas tyrimų, vėl įkvėptų Stokeso požiūrio į dinaminius kodus, parodė, kad nervų atsako modeliai laikui bėgant gali būti labai dinamiški, kartu išsaugant struktūrinį ryšį tarp įsimenamų dirgiklių, kad juos būtų galima atskirti stabilioje poerdėje (pvz., Wolff ir kt., 2020; Bouchacourt ir Buschman, 2019; Murray ir kt., 2017; Spaak ir kt., 2017).
Įkvėpimas, kurį sukėlė dinaminių kodų idėja (nors ir taikant skirtingus analizės metodus), nuolat įsiliejo į neuromokslinį mąstymą taip pat ilgai sprendžiant klausimą: kur yra mnemoninių vaizdų žievės lokusas? Klasikinė istorija yra ta, kad nuolatinis pFC aktyvumas yra pagrindinis mechanizmas, palaikantis stabilias atminties reprezentacijas, lemiančias elgesį. Tačiau Stokeso dinaminių kodų demonstravimas privertė lauką persvarstyti. Turėdami atspirties tašką daugiamačių ir dinaminių poerdvių sąvoką, ar net turėtume tikėtis, kad koks nors vienas neuroninis lokusas (pvz., pFC) arba vienas mechanizmas (pvz., nuolatinis šuolis) bus darbinės atminties vieta? Vietoj to, atliekant bet kurią darbo atminties užduotį – ar tai būtų spalvotų kvadratų prisiminimas, ar maisto prekių sąrašo prisiminimas – turėtų būti tam tikras paskirstytas ir laikinai besikeičiantis nervinės veiklos modelis, kuris lanksčiai įdarbina smegenų sritis ir neuroninius mechanizmus, reikalingus darbui atlikti (Courtney, 2022; Iamshchinina, Christophel, Gayet ir Rademaker, 2021; Lorenc ir Sreenivasan, 2021; Christophel, Klink, Spitzer, Roelfsema ir Haynes, 2017; Sreenivasan, Vytlacil ir D'Esposito, 2014). Iš tiesų, neseniai atliktas darbas parodė, kad informacija apie regos dirgiklius gali būti perkoduota į motorines reprezentacijas, jei atsakas žinomas iš anksto (Henderson, Rademaker ir Serences, 2022; Boettcher, Gresch, Nobre ir van Ede, 2021) arba gali būti perkoduotas į abstrahuotą mnemoninį formatą (Kwak & Curtis, 2022; Rademaker, Chunharas ir Serences, 2019). Apibendrinant galima pasakyti, kad Stokeso darbas įkvepia mintį, kad nėra vienos vietos ar vieno mechanizmo, kuris būtų pastovus darbinėje atmintyje. Vietoj to, vienintelė konstanta yra lankstumas ir laiko dinamika, jungianti jutimo įvestis su kontekstui būdingais elgesio tikslais.
Supermeno žolelių cistanche
Viena iš dinaminio kodavimo sistemos pasekmių yra ta, kad nėra bendro darbo atminties „problemos“ sprendimo. Norėdami suprasti darbinę atmintį, turime tiesiogiai atsižvelgti į jos didžiulį lankstumą. Norint tai padaryti, reikės sugalvoti naujas užduotis ir atidžiai apsvarstyti, kaip besikeičiančios psichinės būsenos ir elgesio kontekstai veikia apdorojimą atliekant net paprasčiausias užduotis. Tai nereiškia, kad kai kurie darbinės atminties principai nebus apibendrinti – kai kurie „sprendimai“ gali būti daugiau ar mažiau panašūs, atsižvelgiant į ryšį tarp skirtingų kontekstų. Tačiau geresnis darbinės atminties dinamikos supratimas – kaip per pastarąjį dešimtmetį atskleidė Stokesas ir kiti – turėtų paskatinti daugiau mąstyti apie kasdieniame gyvenime atliekamų užduočių dizainą ir svarbą bei padėti išstumti mus iš patrauklumo. mąstymo būsena, kad yra tik vienas būdas smegenyse įdiegti darbinę atmintį.
NUORODOS
Boettcher, SEP, Gresch, D., Nobre, AC ir van Ede, F. (2021). Išvesties planavimas įvesties etape vaizdinėje darbo atmintyje. Mokslo pažanga, 7, eabe8212. https://doi.org/10 .1126/sci-adv.abe8212, PubMed: 33762341
Bouchacourt, F. ir Buschman, TJ (2019). Lankstus darbinės atminties modelis. Neuron, 103, 147–160. https://doi.org/10 .1016/j.neuron.2019.04.020, PubMed: 31103359
Christophel, TB, Klink, PC, Spitzer, B., Roelfsema, PR ir Haynes, J.-D. (2017). Paskirstytasis darbinės atminties pobūdis. Kognityvinių mokslų tendencijos, 21, 111–124. https:// doi.org/10.1016/j.tics.2016.12.007, PubMed: 28063661
Courtney, SM (2022). Darbinė atmintis yra paskirstytas dinaminis procesas. Kognityvinis neuromokslas, 13, 208–209. https://doi.org /10.1080/17588928.2022.2131747, PubMed: 36200905
Henderson, MM, Rademaker, RL ir Serences, JT (2022). Lankstus erdvinių ir motorinių kodų naudojimas vizualinei erdvinei informacijai saugoti. eLife, 11, e75688. https:// doi.org/10.7554/eLife.75688, PubMed: 35522567
Iamshchinina, P., Christophel, TB, Gayet, S. ir Rademaker, RL (2021). Esminiai svarstymai tiriant vaizdinės darbinės atminties saugojimą žmogaus smegenyse. Vaizdinis pažinimas, 29, 425–436.https://doi.org/10.1080/13506285.2021.1915902
Kwak, Y. ir Curtis, CE (2022). Abstrakčiojo mnemoninių vaizdų formato atskleidimas. Neuron, 110, 1822–1828. https:// doi.org/10.1016/j.neuron.2022.03.016, PubMed: 35395195
Libby, A. ir Buschman, TJ (2021). Sukimosi dinamika sumažina trikdžius tarp jutimo ir atminties vaizdų. Nature Neuroscience, 24, 715–726. https://doi.org/10.1038 /s41593-021-00821-9, PubMed: 33821001
Lorenc, ES ir Sreenivasan, KK (2021). Diskusijų pertvarkymas: paskirstytos sistemos darbo atminties vaizdas. Vaizdinis pažinimas, 29, 416–424. https://doi.org/10.1080 /13506285.2021.1899091
Murray, JD, Bernacchia, A., Roy, NA, Constantinidis, C., Romo, R. ir Wang, X.-J. (2017). Stabili populiacija, koduojanti darbinę atmintį, egzistuoja kartu su nevienalyte neuronų dinamika prefrontalinėje žievėje. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 114, 394–399. https://doi.org/10 .1073/pnas.1619449114, PubMed: 28028221
Panichello, MF ir Buschman, TJ (2021). Bendri mechanizmai yra darbinės atminties ir dėmesio valdymo pagrindas. Gamta, 592, 601–605. https://doi.org/10.1038/s41586-021 -03390-w, PubMed: 33790467
Panichello, MF, DePasquale, B., Pillow, JW ir Buschman, TJ (2019). Klaidų taisymo dinamika vaizdinėje darbo atmintyje. Nature Communications, 10, 3366. https://doi.org/10.1038 /s41467-019-11298-3, PubMed: 31358740
Rademaker, RL, Chunharas, C. ir Serences, JT (2019). Sensorinės ir mnemoninės informacijos sambūvis žmogaus regėjimo žievėje. Nature Neuroscience, 22, 1336–1344. https://doi.org/10.1038/s41593-019-0428-x, PubMed: 31263205
Spaak, E., Watanabe, K., Funahashi, S. ir Stokes, MG (2017). Stabilus ir dinaminis darbo atminties kodavimas primatų prefrontalinėje žievėje. Journal of Neuroscience, 37, 6503–6516. https://doi.org/10.1523/ JNEUROSCI.3364-16.2017, PubMed: 28559375
Sreenivasan, KK, Vytlacil, J. ir D'Esposito, M. (2014). Paskirstytas ir dinamiškas darbinės atminties stimuliavimo informacijos saugojimas ekstrastriatinėje žievėje. Journal of Cognitive Neuroscience, 26, 1141–1153. https://doi.org/10 .1162/jocn_a_00556, PubMed: 24392897
Stokes, MG, Kusunoki, M., Sigala, N., Nili, H., Gaffan, D., & Duncan, J. (2013). Dinaminis kodavimas pažintinei kontrolei prefrontalinėje žievėje. Neuron, 78, 364–375. https://doi.org/10 .1016/j.neuron.2013.01.039, PubMed: 23562541
Wolff, MJ, Jochim, J., Akyürek, EG, Buschman, TJ ir Stokes, MG (2020). Dreifuojantys kodai stabilioje darbo atminties kodavimo schemoje. PLoS Biology, 18, e3000625. https://doi .org/10.1371/journal. biografija.3000625, PubMed: 32119658
