Darbinės atminties mįslė: požiūrių keitimas 1 dalis

Abstraktus

Darbinė atmintis kelia didelį susidomėjimą dėl jos svarbos kognityvinėms funkcijoms, jos ryšio su sąmone ir dėl ligos sutrikimų, tačiau ląstelių mechanizmai tebėra sunkiai suprantami ir prieštaringi.

Ląstelių mechanizmai neatsiejami nuo atminties. Tyrimai rodo, kad atminties formavimasis ir išsaugojimas susijęs su neuronų veikla. Ląstelių mechanizmai yra pagrindiniai vienetai, sudarantys neuronus, todėl jų funkcija, struktūra ir reguliavimas turi didelę įtaką atminties formavimuisi ir išsaugojimui. Toliau supažindinsime su atminties formavimo, išsaugojimo ir pamiršimo procesu iš ląstelių mechanizmų perspektyvos.

Atminties formavimasis daugiausia priklauso nuo sinapsių pokyčių. Sinapsės yra pagrindinė neuronų komunikacijos dalis. Jų jungtys ne tik lemia neuronų tinklų formavimąsi ir funkciją, bet ir yra pagrindinė atminties formavimosi vieta. Tyrimai parodė, kad sinapsinių jungčių stiprumas ir skaičius gali būti sustiprinti treniruojant ir mokantis, o tai vadinama sinapsiniu plastiškumu. Sinaptinis plastiškumas daugiausia apima ilgalaikį potenciją (LTP) ir ilgalaikę depresiją (LTD). LTP gali pailginti neuronų jaudrumą, sustiprinti neuronų aktyvumą ir skatinti atminties formavimąsi. LTD, priešingai, gali susilpninti neuronų veiklą, o tai gali sukelti užmaršumą ir išnykimą. Todėl sinapsinis plastiškumas yra raktas į atminties formavimąsi ir išsaugojimą.

Ląstelių mechanizmai taip pat vaidina svarbų vaidmenį formuojant ir išsaugant atmintį per neuromediatorius. Neurotransmiteriai yra cheminiai signalai, kurie bendrauja tarp neuronų ir reguliuoja neuronų aktyvumą bei sinapsinį plastiškumą. Ankstesni tyrimai parodė, kad dopaminas yra svarbus neurotransmiteris formuojant ir išsaugant atmintį. Dopaminas gali skatinti LTP susidarymą ir užkirsti kelią LTD atsiradimui, taip sustiprindamas ryšius tarp neuronų ir skatindamas atminties formavimąsi bei išsaugojimą.

Be to, ląstelių mechanizmai taip pat daro įtaką atminties formavimui ir išsaugojimui per epigenetinį reguliavimą. Epigenetika reiškia genetinius reiškinius, turinčius įtakos genų ekspresijai, įskaitant DNR metilinimą, histonų modifikacijas ir kt. Šios modifikacijos gali pakeisti genų transkripcijos lygius, promotoriaus aktyvumą ir kt., taip paveikti neuronų aktyvumą ir tarpusavio ryšius. Tyrimai parodė, kad atminties formavimas ir išsaugojimas yra susiję su reguliavimo mechanizmais, tokiais kaip histono modifikavimas ir DNR metilinimas.

Apibendrinant galima pasakyti, kad ląstelių mechanizmai vaidina lemiamą vaidmenį formuojant ir išsaugant atmintį ne tik dėl sinapsinio plastiškumo, neuromediatorių moduliavimo ir epigenetinio reguliavimo, bet ir dėl daugelio kitų mechanizmų. Todėl turėtume atidžiai išstudijuoti šiuos mechanizmus ir suprasti jų funkcijas bei veikimo būdus, kad galėtume geriau panaudoti šiuos mechanizmus ir skatinti savo atminties gerinimą. Matyti, kad reikia pagerinti atmintį. Cistanche deserticola gali žymiai pagerinti atmintį, nes Cistanche deserticola taip pat gali reguliuoti neurotransmiterių pusiausvyrą, pvz., padidinti acetilcholino ir augimo faktorių kiekį. Šios medžiagos labai svarbios atminčiai ir mokymuisi. Be to, mėsa taip pat gali pagerinti kraujotaką ir skatinti deguonies tiekimą, o tai gali užtikrinti, kad smegenys gautų pakankamai maistinių medžiagų ir energijos, taip pagerinant smegenų gyvybingumą ir ištvermę.

Norėdami pagerinti atmintį, spustelėkite žinokite papildus

Neseniai paskelbtame Barbosa ir kolegų straipsnyje paneigiamos įtakingo Wolffo ir jo kolegų tyrimo išvados, kuriose padaryta išvada, kad darbinė atmintis gali būti palaikoma paslėptoje būsenoje dėl trumpalaikio sinapsinių jungčių plastiškumo, kurie sudaro neuronų, laikinai koduojančių informaciją, dinaminius ansamblius. Pakartotinai išanalizavus duomenis paaiškėjo, kad EEG įrašuose yra nuolatinis elektriškai aktyvus parašas, kuris išlieka visą darbinės atminties laiką.

Ši pakartotinė analizė papildo daugybę įrodymų, rodančių, kad darbinė atmintis yra užkoduota nuolatinio veikimo potencialo uždegimo.

Tačiau keli tyrimai rodo, kad nesąmoningi (neprižiūrimi) darbiniai prisiminimai gali būti prisiminti net ir nesant išmatuojamo nervinio aktyvumo, o tai rodo, kad gali būti įtraukti elektrai tylūs mechanizmai. Šios hipotezės patikrinimas yra problemiškas, nes tai nesukelia neuronų uždegimo, kurį būtų galima lengvai išmatuoti.

Raktažodžiai

Darbinė atmintis, dėmesys, paslėptos būsenos, pasąmoninis suvokimas, sinapsinis plastiškumas, EEG, fMRT ir trumpalaikė atmintis.

Skirtingai nuo kitų atminties formų, kurios išsaugo ankstesnę patirtį, kad būtų galima prisiminti ateityje, darbinė atmintis palaiko informaciją realiuoju laiku atliekant užduotį. Ląsteliniai darbinės atminties mechanizmai taip pat gali skirtis nuo kitų atminties formų, ir tai yra nuolatinio tyrimo dalykas.

Darbinė atmintis turi labai ribotą pajėgumą ir trumpą laiką (apžvalgą žr. Linden 2007), tačiau ši galimybė yra būtina įvairioms pažinimo funkcijoms ir elgesiui. Tai yra pagrindinis intelekto komponentas, o darbinė atmintis dažnai susilpnėja dėl senėjimo, ligų ar intoksikacijos sutrikimų.

Yra dvi pagrindinės darbo atminties mechanizmo teorijos; kiekvienas iš jų yra paremtas elektrofiziologiniais ir funkciniais smegenų vaizdavimo duomenimis. Neseniai atliktas tyrimas (Barbosa ir kt., 2021) paneigia pagrindinio tyrimo (Wolff ir kt., 2017), patvirtinančio teoriją, kad darbinė atmintis priklauso nuo veiklos priklausomo sinapsinio plastiškumo, išvadas.

Tai buvo padaryta ne atliekant naujus eksperimentus, o iš naujo išanalizavus ankstesnio dokumento duomenis. Naudodami naujus analitinius metodus, kad iš naujo analizuotų pradinius duomenis, autoriai randa įrodymų, patvirtinančių alternatyvią hipotezę.

Dvi darbinės atminties teorijos

Dvi darbinės atminties mechanizmo teorijos yra „tyliai veikiantys neuroniniai tinklai“ ir „tvari veikla“. Pirmasis siūlo, kad nuo veiklos priklausomas sinapsinis plastiškumas funkciškai sujungia neuronus į trumpalaikius neuronus, kurie koduoja patirtį (GoldmanRakic ​​1995). Remiantis šia teorija, nuo spuogų laiko priklausomas plastiškumas skatina laikinus biocheminius pokyčius atskirose sinapsėse, kurie padidina arba sumažina neurotransmiterių signalizaciją, kad susidarytų dinamiški neuroniniai tinklai, kurie išlaiko patirtį.

Intraląstelinės kalcio dinamikos, turinčios įtakos sinapsiniam perdavimui, gali pakakti, kad susidarytų trumpalaikiai nerviniai mazgai, kuriuos dinamiškai modifikuoja nauja informacija (Mongillo ir kt., 2008). Greitai šie nuo veiklos priklausomi sinapsinės jėgos pokyčiai išnyksta; Nutrūksta funkcinis neuroninių tinklų ryšys ir prarandama darbinė atmintis.

Laikinas informacijos saugojimas darbinėje atmintyje, trumpai keičiant sinapsės stiprumą, leistų greitai užkoduoti informaciją, kuri gali būti dinamiškai atnaujinama, kad nauja informacija būtų išsaugota atmintyje realiu laiku. Svarbu tai, kad sinaptiškai susieti neuroniniai tinklai yra elektriškai tylūs. Tai reiškia, kad informacija, užkoduota neuroniniuose tinkluose, vėl suaktyvinama atšaukimo metu, panašiai kaip trumpalaikiai ir ilgalaikiai prisiminimai yra saugomi ir atšaukiami, o ne išlaikomas veikimo potencialas, užsidegantis šiose grandinėse.

Alternatyvi hipotezė yra ta, kad darbinė atmintis palaikoma nuolatinio veikimo potencialo šaudymo. Nuolatinis veikimo potencialų aktyvinimas būtų neįtikėtinas ir energetiškai neefektyvus būdas saugoti informaciją ilgą laiką, tačiau kadangi darbinė atmintis veikia realiuoju laiku ir išlieka tik kelias sekundes, sinapsinio plastiškumo mechanizmai yra informacijos saugojimo ir atšaukimo, atsakingi už trumpalaikį ir ilgalaikį. atmintis gali būti nereikalinga.

Vietoj to, nuolatinis veikimo potencialo šaudymas neuroniniuose tinkluose, kurie yra atsakingi už suvokimą ir informacijos apdorojimą, galėtų išlaikyti informaciją tiesioginiam tikslui atlikti konkrečią pažinimo užduotį. Iš tiesų, jei sąmoningai suvokiamas įvykis, kol vyksta elgesys, galima tikėtis nuolatinio veikimo potencialo šaudymo žievės grandinėse.

Yra seniai įrodyta, kad per vėlavimo laikotarpį, prieš atkuriant darbinę atmintį, yra ilgalaikio veikimo potencialo. Prefrontalinė žievė yra darbinės atminties centras, nes čia įvairūs jutimo patirties aspektai sujungiami, kad susidarytų nuosekli schema. Novatoriški nežmoginių primatų tyrimai parodė prefrontalinės žievės svarbą darbinėje atmintyje (Butters ir Pandya 1969), o elektrofiziologiniai įrašai praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje atskleidė neuronų uždegimą beždžionių priekinėje žievėje, kuri buvo palaikoma darbinės atminties užduoties trukmei (Fuster ir Alexander 1971).

Panašiai padidėjusį aktyvumą, išlaikytą darbo atminties užduočių uždelsimo laikotarpiu, taip pat parodė funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI; Courtney ir kt., 1997) ir elektroencefalografijos (EEG; Foster ir kt., 2016) tyrimai su žmonėmis. Sensorinė žievė ir kitos smegenų dalys gali pasireikšti panašus elgesys.

Tačiau vienas sunkumas yra tas, kad tokia nuolatinė veikla gali būti pagalbinė pagrindinio darbo atminties mechanizmo dalis; Pavyzdžiui, tai gali atspindėti su dėmesiu susijusį nervinį aktyvumą (Lewis-Peacock ir kt.2012). Iš tiesų, kiti tyrimai parodė, kad nervų aktyvumas gali sustiprėti ir sumažėti per vėlavimo laikotarpį prieš atsišaukimą. Nervų aktyvumas dažnai nukrenta iki pradinio lygio ir atkuria jėgą artėjant delsos laikotarpio pabaigai, nenumatant atšaukimo, kurio reikia norint atlikti pasikartojančią užduotį (Barak ir kt., 2010).

Kartu šie tyrimai rodo, kad nors nuolatinis veikimo potencialo šaudymas gali turėti įtakos darbinei atminčiai, kiti elektrai tylūs mechanizmai kai kuriais atvejais gali išlaikyti darbinę atmintį. Vienas švelnus paaiškinimas yra tas, kad lankomi darbiniai prisiminimai (išlaikomi sąmoningai) ir neprižiūrimi (nesąmoningi) darbiniai prisiminimai gali veikti per skirtingus ląstelių mechanizmus.

Lankomoji ir neprižiūrima darbo atmintis

Darbinė atmintis gali būti išsaugota be sąmonės, o po atitinkamo užuominos atmintinė, kai pokalbio metu pamirštama savo minčių eiga, bet tada ji iškart prisimenama, kai primenama, kas buvo pasakyta tik prieš kelias sekundes.

Tai patvirtina, kad vienas TMS (transkranijinės magnetinės stimuliacijos) impulsas gali atkurti prarastą vizualinę darbinę atmintį tiriant žmones ir padidinti nervinio aktyvumo lygį, aptiktą fMRI ir EEG, kurie rodo atminties prisiminimą (Rose ir kt., 2016). Tai patvirtina hipotezę, kad neprižiūrimi prisiminimai yra saugomi kitais mechanizmais, o ne nuolatinio veikimo potencialo šaudymu.

Šiuose eksperimentuose dalyviai vienu metu pateikiami su dviem objektais kompiuterio ekrane. Po trumpo delsimo jiems buvo pasakyta, kurį iš dviejų prisiminti. Taigi, toks vaizdas tampa dėmesio centru ir išlaikomas prižiūrimos darbinės atminties būsenoje.

Buvo nustatytas padidėjęs nervinis atsakas, aptiktas fMRI ir EEG atliekant atskirus eksperimentus, atitinkančius vaizdo atpažinimo laiką.

For more information:1950477648nn@gmail.com