Raziskovanje pretoka informacij iz posteromedialnega korteksa med vidnoprostorskim delovnim spominom: Magnetoencefalografska študija 1. del

Posteromedialna skorja (PMC) je glavno vozlišče privzetega načina delovanja možganov in je vpletena v širok spekter notranjih kognicij, vključno z vidno-prostorskim delovnim spominom.

Mreža privzetega načina delovanja možganov (DMN) se nanaša na poseben sistem nevronskih vezij v človeških možganih. DMN je aktiven v odsotnosti zunanje stimulacije, zato ga imenujemo tudi "mreža samozavedanja" in je vključen v kompleksna dejanja, kot so razmišljanje, pomnjenje, načrtovanje in samoocenjevanje. Vse več raziskav kaže, da je DMN tesno povezan s spominom.

Prvič, DMN ima lahko ključno vlogo pri tem, kako se spominjamo preteklosti. Raziskovalci so ugotovili, da se je DMN aktiviral, ko so subjekti pomislili in opisali ljudi, kraje in dogodke, ki so jih prej doživeli. Ta oblika, imenovana "avtobiografski spomin", temelji na samozavedanju.

Drugič, DMN je tesno povezan s "pravilom sedmih sekund" v možganih. Tako imenovano "pravilo sedmih sekund" pomeni, da bodo možgani ljudi delovali samodejno in nadaljevali približno sedem sekund brez vnosa dražljaja. Ta proces lahko pomaga možganom optimizirati njihovo razmišljanje ter izboljšati prožnost mišljenja in ustvarjalnost. To pozitivno vpliva na izboljšanje spomina.

Nazadnje so znanstveniki ugotovili tudi, da ima lahko DMN z manj hrupa v ozadju pomembno vlogo pri tem, kako slišimo in si zapomnimo nove informacije. To pomeni, da se moramo, ko se poskušamo naučiti nove vsebine, ločiti od motenj v naši okolici, da lahko DMN učinkovito obdela in shrani informacije.

Skupaj je DMN tesno povezan z našim spominom na več načinov. Spodbujanje samozavedanja in urjenje v poglobljenem razmišljanju, introspekciji in pozornosti bo pozitivno vplivalo na razvoj DMN in izboljšalo spominske sposobnosti. Zato bi se morali osredotočiti na vadbo privzetega načina delovanja možganov, da izboljšamo svoj spomin in kognitivne sposobnosti. Vidimo, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo, ki ima številne edinstvene učinke, eden od njih je izboljšanje spomina. Učinkovitost mletega mesa izhaja iz različnih učinkovin, ki jih vsebuje, vključno s kislino, polisaharidi, flavonoidi itd. Te sestavine lahko na različne načine spodbujajo zdravje možganov.

Kliknite spoznajte 10 načinov za izboljšanje spomina

Vendar njegov natančen prispevek k tem kognitivnim procesom ostaja nejasen. Z uporabo MEG smo izmerili aktivnost PMC pri zdravih človeških udeležencih (mladih odraslih obeh spolov), medtem ko so izvajali nalogo vizualno-prostorskega delovnega spomina.

Multivariatne analize klasifikacije vzorcev so razkrile informacije, povezane z dražljajem, med kodiranjem in iskanjem v nizu vnaprej definiranih kortikalnih ROI, vključno s prefrontalnim, okcipitalnim in centrotemporalnim korteksom, poleg PMC.

Izmerili smo obseg izmenjave teh informacij o dražljajih med območji v analizi pretoka informacij, pri čemer smo merili Grangerjeva vzročna razmerja med območji skozi čas. V skladu z vizualno naravo naloge so informacije iz okcipitalnega korteksa oblikovale druge regije v večini obdobij. Vendar pa je PMC oblikoval prikaze predmetov v okcipitalnem in prefrontalnem korteksu med vizuoprostorskim delovnim spominom, kar je vplivalo na okcipitalni korteks med priklicem in PFC v vseh obdobjih opravila.

Naše ugotovitve so skladne s predlagano vlogo PMC pri predstavitvi notranje vsebine, vključno s pomnjenimi informacijami, in pri primerjavi zunanjih dražljajev s pomnjenim gradivom.

Ključne besede: epizodni spomin; analiza pretoka informacij; MEG; posteriorni cingularni korteks; vizualno prostorski spomin.

Izjava o pomembnosti

Človeški možgani delujejo kot skupek med seboj močno povezanih regij. Kartiranje funkcije te medsebojne povezanosti, pa tudi specializacij znotraj različnih regij, je osrednjega pomena za razumevanje nevronskih procesov, na katerih temelji spoznanje.

Posteromedialna skorja (PMC) je zelo povezana kortikalna regija, vpletena v vizualno-prostorski delovni spomin, čeprav njen natančen prispevek ostaja nejasen.

Izmerili smo aktivnost PMC med nalogo vizualno-prostorskega delovnega spomina, pri čemer smo testirali, kako različne regije predstavljajo dražljaje in ali te predstavitve poganjajo druge kortikalne regije.

Ugotovili smo, da je PMC vplival na informacije o dražljajih v drugih regijah v vseh fazah naloge, kar kaže na to, da ima PMC ključno vlogo pri oblikovanju predstavitev dražljajev med vizualno-prostorskim delovnim spominom.

Uvod

Posteromedialna skorja (PMC) obsega posteriorno cingulatno skorjo in prekuneus in velja za podporo različnih notranjih oblik kognicije (Andrews-Hanna, 2012).

Kot središče privzetega načina delovanja možganov PMC prikazuje obsežne povezave z medialnim temporalnim režnjem, pa tudi s prednjimi parietalnimi možganskimi regijami, povezanimi s kognitivnim nadzorom (Leech et al., 2012).

Študije fMRI, ki razmejujejo pododdelke znotraj PMC, kažejo na različne vzorce povezljivosti z drugimi območji med stanjem mirovanja (Margulies et al., 2009; Bzdok et al., 2015; Kernbach et al., 2018; Khan et al., 2020) kot tudi Divergentna funkcionalna povezljivost, povezana z nalogo, ko se težavnost naloge poveča (Leechet sod., 2011, 2012; Bzdok in sod., 2015).

Glede na bogastvo teh povezav in heterogenost subregij PMC (Margulieset al., 2009; Leech et al., 2011) je PMC, kar morda ni presenetljivo, vpleten v raznoliko paleto kognitivnih funkcij.

Takšne funkcije vključujejo samoreferenčno obdelavo, vizualne podobe, prevajanje egocentričnih v alocentrične predstavitve in modulacijo notranjih v primerjavi z zunanjimi usmerjenimi oblikami kognicije (za pregled glej Bzdok et al., 2015).

Kljub odsotnosti neposrednih povezav s senzorično skorjo je PMC videti v idealnem položaju za sprejemanje konvergentnih senzorno-zaznavnih vnosov, večinoma vizualnih, za podporo integracije vizualno-prostorskih informacij (Conti in Irish, 2021).

Te predstavitve je mogoče vzdrževati na spletu in z njimi upravljati (tj. delovni spomin) (Kravitz et al., 2011; Hunsaker in Kesner, 2018) ali integrirati v kontekstualno bogate rekonstrukcije preteklih izkušenj (tj. epizodni spomin) (Lega et al., 2017; Natu et al., 2019).

Dosledna ugotovitev v spominski literaturi je pomembna aktivacija PMC med nalogami, ki zahtevajo ponovno vzpostavitev kontekstualnih informacij (Bird et al., 2015).

Poleg tega se je pokazalo, da se dejavnost v podregijah PMC parametrično spreminja z živahnostjo pridobljenih informacij parametrično, kar kaže na pomembno vlogo v fenomenologiji spomina. Nasprotno pa je bilo predlagano, da druge podregije PMC predstavljajo edinstvene konfiguracije funkcij dogodkov (Cooper in Ritchey, 2019).

Te študije skupaj kažejo na osrednjo vlogo PMC pri predstavljanju in integraciji različnih vrst informacij v službi spomina (za pregled glej Ritchey in Cooper, 2020).

Študije, ki raziskujejo razvijajoči se časovni potek aktivnosti PMC med fazami opravila, so dosledno pokazale "obrat kodiranja/priklica", kjer je uspešno pomnjenje povezano z oslabljeno aktivnostjo PMC med kodiranjem, a povečano aktivnostjo med iskanjem (Daselaar et al., 2004, 2009; Huijbers et al. , 2012,2013).

Pomembno je, da s primerjavo lokacij vokselov, ki poganjajo povezave med zmogljivostjo in dušenjem, nato olajšanjem, Vannini et al. (2011) je dokazal, da iste podregije PMC modulirajo obračanje kodiranja/pridobivanja. Pokazalo se je tudi, da se vzorci funkcionalne povezljivosti s PMC razvijajo med fazami spominske naloge (npr. Piccoli et al., 2015).

Na primer, tafazna medialna temporalna režnja-neokortikalna sinhronija zanesljivo napove stopnjo vizualnih podob, ki se jih spomni med avtobiografskim priklicem spomina, kar je v korelaciji posebej z aktivnostjo v prekuneusu (Fuentemilla et al., 2014), kar je v skladu s predlagano vlogo PMC pri ponovnem vzpostavljanju vizualno-prostorske senzorike. - zaznavne podrobnosti.

Čeprav obstajajo dokazi, ki kažejo na prenos informacij med PMC in drugimi možganskimi regijami med delovanjem spomina (Canolty et al., 2006; Fell in Axmacher, 2011; Sauseng et al., 2019), smer te izmenjave informacij ostaja slabo razumljena.

Cilj te študije je bil izkoristiti časovno natančnost MEG za vzpostavitev vzorcev pretoka informacij med PMC in drugimi možganskimi regijami med delovanjem vizualno-prostorskega delovnega spomina.

Uporabili smo novo merilo izmenjave Grangerjevih in vzročnih informacij, da bi preizkusili dokaze, da PMC kodira atribute dražljajev v različnih fazah naloge, in da bi ugotovili, ali se katera koli taka informacija prenese iz drugih možganskih regij PMC.

Predvidevali smo, da če povezljivost med PMC in drugimi regijami odraža izmenjavo informacij, ki je ključna za zmogljivost pomnilnika, bi morali najti dokaze, da PMC kodira zapomnjeni dražljaj in spodbuja kodiranje teh informacij v drugih regijah.

Materiali in metode

Udeleženci. Zbrali smo psihofizične podatke, podatke MEG in MRI od 12 udeležencev (10 žensk, 2 moška, ​​starost 19-31 let, povprečno=23,8 let). Vsak udeleženec je zaključil psihofizični eksperiment v 1 uri, ki mu je sledila teden kasneje s poskusom MEG v 2-urni seji.

Anatomske slike MRI so bile pridobljene v polurni seji na ločen dan. En udeleženec se je predčasno umaknil iz študije MEG zaradi glavobola, zato so bili njihovi podatki izključeni.

Vsi udeleženci so bili zdravi brez anamneze nevroloških in/ali psihiatričnih motenj in so dali informirano soglasje. Vsak udeleženec je imel normalno ali popravljeno na normalno ostrino vida.

Zaposlovanje udeležencev in poskusi so bili izvedeni z odobritvijo Odbora za etiko humanih raziskav Univerze Macquarie in Helsinške deklaracije.

For more information:1950477648nn@gmail.com