Arhitektura ljudskog pamćenja: Uvidi iz snimaka jednog ljudskog neurona

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-pošta:audrey.hu@wecistanche.com

Ueli Rutishauser,1,2,3 Leila Reddy,4,5 Florian Mormann,6 i Johannes Sarnthein7,8

1 Odjel za neurokirurgiju, Medicinski centar Cedars-Sinai, Los Angeles, Kalifornija 90048,

2 Centar za neuralnu znanost i medicinu, Odjel za biomedicinske znanosti, Medicinski centar Cedars-Sinai, Los Angeles, Kalifornija 90048,

3 Odjel za biologiju i biološko inženjerstvo, Kalifornijski tehnološki institut, Pasadena, Kalifornija 91125,

4 Université de Toulouse, Centre de Recherche Cerveau et Cognition, Toulouse, 31052, Francuska,

5 Centre National de la Recherche Scientifique, Toulouse, 31052, Francuska,

6 Odjel za epileptologiju, Sveučilišna bolnica Bonn, 53105 Bonn, Njemačka,

7 Klinik für Neurochirurgie, Universitäts Spital und Universität Zürich, 8091 Zürich, Švicarska, i

8 Neuroscience Center Zürich, Universität Zürich und ETH Zürich, 8057 Zürich, Švicarska

Dešifriranje mehanizama ljudskog pamćenja središnji je cilj neuroznanosti, kako sa stajališta temeljne biologije pamćenja tako i zbog njegove translacijske relevantnosti. Ovdje ćemo pregledati neke doprinose koje su snimke neurona kod ljudi kojima su implantirane elektrode u kliničke svrhe dale ovom cilju. Snimke iz medijalnog temporalnog režnja, uključujući hipokampus, otkrivaju postojanje dvije klase stanica: onih koje kodiraju visoko selektivne i nepromjenjive reprezentacije apstraktnih koncepata i stanica selektivnih za pamćenje čija je aktivnost povezana s familijarnošću i epizodnim vraćanjem. Uvidi izvedeni iz promatranja ovih stanica kod ljudi koji se ponašaju uključuju da se semantičke reprezentacije aktiviraju prije epizodnih reprezentacija, da su sadržaj pamćenja i snaga pamćenja odvojeni i da je aktivnost obje vrste stanica povezana sa subjektivnom sviješću kako se očekuje od supstrata za deklarativno pamćenje . Vizualno selektivne stanice mogu ostati postojano aktivne nekoliko sekundi, otkrivajući tako stanični supstrat za radnu memoriju kod ljudi. Sveobuhvatni uvid je da se neuralni kod ljudske memorije može interpretirati na razini jednog neurona. Zajednički, studije intrakranijalnog snimanja počinju otkrivati ​​aspekte sastavnih dijelova ljudskog pamćenja na razini jedne stanice. Ovaj rad uspostavlja most do rada na staničnoj razini kod životinja s jedne strane, i opsežne literature o neinvazivnom snimanju kod ljudi s druge strane. Šire gledano, ovaj je rad korak prema detaljnom mehaničkom razumijevanju ljudskog pamćenja koje je potrebno za razvoj terapija za poremećaje ljudskog pamćenja.

Ključne riječi: pojedinačni neuron; ljudsko pamćenje; hipokampus; amigdala; entorhinalni korteks; epizodno pamćenje

koristi desert cistanche: poboljšavaju pamćenje

Uvod

Kako to da prisjećanje na istaknute autobiografske događaje rezultira fenomenološkim iskustvom "sjećanja" (Tulving, 2002.) koje je popraćeno mnoštvom povezanih sjećanja na ono što smo tada osjećali, što smo mirisali i što je netko rekao nama? Jedinstveni uvid u ova temeljna pitanja dobiven je snimanjem pojedinačnih neurona kod pacijenata kojima su implantirane elektrode u kliničke svrhe (Engel et al., 2005; Suthana i Fried, 2012; Johnson i Knight, 2015; Rutishauser, 2019). Ova tehnika omogućuje istražiteljima promatranje aktivnosti pojedinačnih neurona u područjima ljudskog mozga kritičnim za pamćenje (Fried et al., 2014.) dok pacijenti obavljaju zadatke u kojima izvještavaju o svojim subjektivnim iskustvima, primjerice s koliko povjerenja vjeruju u prikazano lice je poznato. Ovaj rad počinje otkrivati ​​građevne blokove za ljudsko pamćenje (Quiroga, 2012, 2019; Rutishauser, 2019) i time identificira značajke organizacije pamćenja koje mogu biti jedinstveno ljudske i druge koje dijele druge vrste, gradeći most prema široj literaturi.

Opisujući ove studije, također ističemo korisnost izvješća o ponašanju. Deklarativna sjećanja su sjećanja čiji se sadržaj podiže u svijest kako bi se njihovo postojanje moglo "proglasiti", značajka pamćenja koja se može proučavati izravno kod ljudi. Važnost fenomenološkog iskustva vraćanja epizodnog sjećanja (tj. "mentalnog putovanja kroz vrijeme") (Boyer, 2008; Suddendorf et al., 2009) za ljudsku kogniciju dovoljno je prikazana dubokim učinkom njegovog gubitka zbog lezija ili neurodegenerativnih poremećaji. Snimanje pojedinačnih neurona kod ljudi nudi jedinstvenu priliku za dešifriranje temeljnih mehanizama tako da bismo na kraju mogli razviti nove modalitete liječenja ovih zastrašujućih poremećaja ljudskog uma.

zdravstvena svojstva cistanche: poboljšanje pamćenja

Građevni blokovi epizodnih sjećanja: stanice selektivne za pamćenje

Neuroni unutar ljudskog MTL-a signaliziraju jesu li podražaji novi ili poznati (Fried et al., 1997.; Rutishauser et al., 2006., 2008.; Viskontas et al., 2006.), otkrivajući tako supstrat jednog neurona za ovu ključnu značajku epizodnog memorija. Detaljno karakteriziranje ovih neurona bilo je glavni fokus iz nekoliko razloga. Prvo, određeni događaj događa se samo jednom, stoga je potrebna brza plastičnost. Drugo, uspješna detekcija novosti je preduvjet za kodiranje, čime se omogućuje da signali novosti (Knight, 1996.) služe kao signali koji ukazuju na kodiranje. Treće, poznavanje se ocjenjuje: podražaj može biti ili nejasno upoznat bez pridruženih atributa ili vrlo upoznat s mnogim pridruženim atributima (sjećanje). Četvrto, da bi sjećanje bilo deklarativno, subjekti moraju biti u stanju izjaviti prisutnost ili odsutnost sjećanja. Stoga bi neuronski odgovor vezan uz novost/poznatost trebao predvidjeti svjesnost ili subjektivno povjerenje da bi bio relevantan za deklarativno pamćenje. Sada su identificirani korelati s jednim neuronom mnogih od ovih svojstava.

Odgovor memorijsko-selektivnih stanica razlikuje nove od poznatih podražaja. Takve su stanice identificirane diljem MTL-a, uključujući hipokampus, amigdalu, entorinalni korteks i parahipokampalni korteks. Identificirane su dvije vrste stanica selektivnih za pamćenje: tip novosti i tip familijarnosti, koje povećavaju svoj odgovor u odnosu na početnu vrijednost za nove, odnosno poznate podražaje (slika 1A). Odgovori ovih stanica kompatibilni su s četiri gore navedena kriterija. Prvo, izražavaju učenje u jednom pokušaju (Rutishauser i sur., 2006; Kaminski i sur., 2018). Drugo, fazno zaključavanje na theta oscilacije novog tipa memorijsko-selektivnih stanica indikativno je za uspjeh ili neuspjeh kodiranja (Rutishauser et al., 2010.). Treće, njihov je odgovor stupnjevan, pri čemu su odgovori popraćeni i familijarnošću i uspješnim pronalaženjem povezanog podražaja veći od onih koji su popraćeni samo familijarnošću, ali ne i vraćanjem prethodno naučenih asocijacija (slika 1D). Taj je učinak dokazan i za prisjećanje uparenih predmeta (Staresina i sur., 2019; Derner i sur., 2020) i za prisjećanje prostornog izvora pod znakom (Rutishauser i sur., 2008). Četvrto, odgovor memorijsko selektivnih stanica razlikuje inače identične ispravne odluke koje su donesene s visokim ili niskim subjektivnim povjerenjem (Slika 1B) (Rutishauser i sur., 2015.). Zajedno, ovo pokazuje da je odgovor memorijsko-selektivnih stanica u ljudskom MTL-u vjerojatno odraz epizodičnog pamćenja. Ključni sljedeći cilj je odrediti kako se izračunava signal koji prenose memorijske selektivne stanice i gdje se pojavljuje plastičnost izražena ovim stanicama.

Svojstva odgovora memorijsko-selektivnih ćelija daju ograničenja na način na koji se signal koji nose može izračunati. Prvo, njihova latencija odgovora je duga: njihov odgovor se razlikuje između novih i poznatih podražaja počevši od;450 ms nakon početka podražaja. U odnosu na latencije odgovora neurona u senzornom neokorteksu, to je sporo i prekasno za neka ponašanja, kao što je osnovna kategorizacija (Thorpe et al., 1996.). Umjesto toga, ova duga latencija sugerira da je signal koji prenose memorijsko-selektivne stanice povezan s deklarativnom memorijom, koja radi na sporijoj vremenskoj skali. Podržavajući ovo stajalište, evocirani potencijali zabilježeni EEG-om vlasišta koji su povezani s deklarativnom memorijom (npr. N400 ili kasna negativna komponenta) javljaju se sa slično dugim latencijama (Mormann et al., 2005.). Drugo, većina neurona s odgovorima familijarnosti/novosti u MTL-u nije podešena na memorijski sadržaj (slika 1C).

Uz kodiranje novosti/poznatosti u memoriji prepoznavanja, također su primijećeni memorijsko-selektivni odgovori tijekom traženja u asocijativnim memorijskim zadacima (slika 1D). U ovom je zadatku identificirana vrsta memorijsko-selektivne stanice koja je signalizirala je li podražaj povezan s znakom dohvaćen ili ne, ali ne i identitet dohvaćene stavke (Staresina et al., 2019.). Opći zaključak iz ovih snimaka je da ljudski MTL sadrži ortogonalni kod za sadržaj pamćenja i familijarnost (Rutishauser i sur., 2015; Staresina i sur., 2019; Derner i sur., 2020).

cistanche kapsule: poboljšanje pamćenja

Građevni blokovi epizodnih sjećanja: semantički nepromjenjive konceptualne ćelije

Odgovor mnogih neurona u ljudskoj amigdali, hipokampusu, entorinalnom korteksu i parahipokampalnom korteksu povezan je s vizualnom interpretacijom podražaja na visokoj razini. Otkriven je kontinuum takvih stanica (na primjer, vidi sliku 2A–C), od relativno široko podešenih ćelija kategorija do rijetko usklađenih stanica koje signaliziraju semantičke koncepte, sve do vrlo rijetkih i nepromjenjivih ćelija koncepata koje reagiraju kad god slika prikazuje određenu osobu. Takve stanice zajednički nazivamo "vizualno selektivnim", ali to ne znači da te stanice ne reagiraju i na druge modalitete (Quiroga et al., 2009). Najšire podešena vrsta vizualno selektivnih stanica su neuroni kategorije (Slika 2C), koji reagiraju svaki put kad se prikaže slika koja pripada određenoj širokoj vizualnoj kategoriji (Kreiman et al., 2000.). Primjeri neurona kategorije su neuroni koji reagiraju na lica (Minxha et al., 2017), životinje (Mormann et al., 2011), prizore na otvorenom (Mormann et al., 2017), voće (Minxha et al., 2020) i razne druge kategorije objekata (Reber et al., 2019). Odgovor stanica kategorije je neosjetljiv na to je li podražaj nov ili poznat, kao i na to je li podražaj pronađen s visokom ili niskom pouzdanošću (Rutishauser et al., 2015.); to ne isključuje kratkotrajno potiskivanje ponavljanja (Pedreira i sur., 2010.; Minxha i sur., 2020.). Na drugoj krajnosti selektivnosti i nepromjenjivosti nalaze se "konceptne stanice", koje nakratko postaju aktivne samo kada se pokaže određeni koncept visoke razine (Quiroga et al., 2005). Takve se stanice mogu razviti relativno brzo kao što pokazuju stanice koje reagiraju na eksperimentatore koji prethodno nisu bili nepoznati subjektu (slika 2B). Većina konceptualnih stanica reagira na koncepte osobno poznate osobi od koje je neuron snimljen (Viskontas et al., 2009.). Dok je odgovor konceptualnih stanica rijedak, te stanice nisu rijetke: procijenjeno je da 2-5 milijuna MTL stanica reagira na dati koncept (Waydo et al., 2006.).

Odgovor vizualno selektivnih stanica pokazatelj je je li dani podražaj ušao u svjesnu svijest subjekta kao što je navedeno u subjektivnom izvješću (Kreiman i sur., 2002; Quiroga i sur., 2008, 2014; Rey i sur., 2014; Reber i sur., 2017). Što je konceptualna stanica smještena ispred MTL-a, to je vjerojatnije da će njezina aktivnost varirati sa sviješću (Reber et al., 2017; Fu i Rutishauser, 2018). Gledište da su odgovori vizualno selektivnih stanica povezani s trenutnim sadržajem svijesti dodatno je podržano nalazom da, u gustim scenama, kategorizirane stanice signaliziraju kategorički identitet trenutno prisutnog podražaja, nalaz koji se odnosi i na otvorene i na skrivene pažnju (Minxha i sur., 2017.). Vizualno selektivne stanice stoga se čine prikladnima za kodiranje deklarativnih sjećanja, koja su sjećanja koja su se uzdigla u svijest

Vrijeme koje prođe između početka podražaja i diferencijalnog odgovora vizualno selektivnih stanica je 300 ms (Mormann i sur., 2008.; Rutishauser i sur., 2015.). Latencija dok pojedinačna stanica ne počne reagirati obrnuto je proporcionalna njezinoj selektivnosti, pri čemu se selektivniji odgovori javljaju kasnije (Mormann i sur., 2008.). To je kasno u usporedbi s odgovorima u osjetilnim područjima mjerenim sličnim tehnikama (Self et al., 2016.), ali ranije od odgovora memorijskih selektivnih stanica (o kojima se govorilo gore). Također, ova duga latencija ono je što se očekuje od podražaja koji je postao svjestan (Mashour et al., 2020.) i u skladu je s poznatim latencijama odgovora ERP-ova povezanih s pamćenjem (Mormann et al., 2005.).

Ovi podaci doveli su do hipoteze da vizualno selektivne stanice predstavljaju semantička sjećanja (Rutishauser, 2019), koja su zauzvrat građevni blokovi epizodnih sjećanja (Quiroga, 2012). Daljnje dokaze za ovaj prijedlog pruža analiza na razini populacije velikog skupa pojedinačnih neurona (Reber et al., 2019). Ova analiza je otkrila da se odgovor vizualno selektivnih stanica generalizira između instanci danog semantičkog koncepta. Dok su neki semantički koncepti predstavljeni stanicama bili relativno široki ("prehrambeni artikli"), drugi su bili uži ("sir", vidi sliku 2A). Doista, reagira li određena stanica na dati podražaj ili ne, može se predvidjeti s visokom točnošću iz semantičke oznake podražaja (slika 2A). Naime, odgovor stanica nije bio "sve ili ništa". Umjesto toga, odgovor je najbolje opisan kao krivulja ugađanja u semantičkom prostoru s stupnjevanim odgovorima na različite instance (podražaje) iz dane semantičke kategorije (npr. stanica koja reagira različitom veličinom na sliku kratkih hlača i crvene jakne; vidi Slika 2A, gornji red). Ovo je kritičan novi uvid koji podupire hipotezu da vizualno selektivne stanice predstavljaju semantička sjećanja i, kao takve, ključni su dio engrama. Ovo stajalište, međutim, osporavaju dvije nedavne studije koje opisuju odgovore konceptualnih neurona na različite osobne identitete kao binarne, a ne stupnjevane (Rey et al., 2018, 2020). Potreban je budući rad kako bi se dešifriralo bolje razumijevanje režima prema kojima se vizualno selektivni stanični odgovori mogu konceptualizirati kao binarni naspram stupnjevanih, posebice, čine li oni funkcionalno različite podskupine stanica i imaju li te dvije vrste stanica različitu ulogu u deklarativnom memorija.

poboljšati pamćenje: dodatak cistanche tubulosa

Kodiranje asocijacija

Pamćenje međusobno povezuje različite aspekte iskustva. Na primjer, epizodno sjećanje može biti da sam sreo osobu X na mjestu Y u vrijeme Z. Vizualno selektivne stanice same po sebi predstavljaju kodiranje asocijacija: ako su dva podražaja konceptualno povezana, aktiviraju istu stanicu (tj. sve podražaje koji pripadaju na isti semantički koncept). Ovo svojstvo vrijedi i za rjeđe usklađene stanice: kada takva stanica reagira na nekoliko naizgled nepovezanih podražaja (npr. dva različita košarkaša koji igraju u istoj momčadi), ti su podražaji doista konceptualno povezani kao što je otkriveno analizom koliko često dva semantička koncepta pojavljuju se istovremeno (De Falco et al., 2016). Ovo proširenje ugađanja može se inducirati eksperimentalno: opetovano uparivanje responzivnog i nereagirajućeg koncepta dovodi do širenja ugađanja pojedinačne stanice, koja također počinje reagirati na koncept koji ne izaziva odgovor kao rezultat učenja (Ison i sur., 2015). Asocijativno kodiranje također je primijećeno u temporalnoj domeni: ako subjekt nauči da nakon slike koncepta X uvijek slijedi slika koncepta Y, stanica koja reagira na Y počinje se aktivirati već u razdoblju odgode prije nego što se pojavi slika Y (Reddy et al. ., 2015). Valja napomenuti da je vremenska skala plastičnosti u gore razmotrenim podacima relativno duga (nekoliko ispitivanja). Stoga se ove promjene događaju na vremenskoj ljestvici koja se očekuje od semantičkih, ali ne i epizodnih sjećanja, koja se oslanjaju na učenje u jednom pokušaju. Zajedno, ovi podaci pokazuju da su reprezentacije formirane od strane vizualno selektivnih stanica plastične kao što se očekuje od semantičke reprezentacije koja podržava epizodno pamćenje.

Drugi oblik asocijativnog pamćenja koji je proučavan je pronalaženje znakova: nakon učenja parova (npr. parova lice-ime), prikazuje se jedan od predmeta (tj. lice) i ispitanik pokušava vratiti upareni podražaj (tj. Ime). Snimke u entorinalnom korteksu (Staresina et al., 2019.) otkrivaju stanice koje signaliziraju sadržaj preuzetog podražaja (naziv u gornjem primjeru) (Sl. 2D, E). Ponovno uspostavljanje memorijskog sadržaja dohvaćenog nakon što je znak prikazan dovoljno je snažno da omogući dekodiranje prikupljene memorije. Doista, raniji je rad otkrio da se ponovno uspostavljanje proteže izvan neurona koji su posebno podešeni na dohvaćeni memorijski sadržaj: neuralno stanje ("neuralni kontekst") koje je bilo prisutno u vrijeme kodiranja ima tendenciju da se ponovno uspostavi tijekom uspješnog prisjećanja (Jang et al., 2017.) Folkerts et al., 2018. Zajedno, ovaj skup radova otkriva korelat jednog neurona ponovnog uspostavljanja, čime pruža empirijsku osnovu za ključnu teoriju o tome kako je organizirano epizodno pamćenje (Howard et al., 2005; Polyn et al., 2009).

Stalna aktivnost kao mehanizam za radnu memoriju (WM)

Neke MTL stanice mogu ostati postojano aktivne nekoliko sekundi dok subjekti aktivno drže željeni podražaj stanice u WM-u, otkriće koje su 2017. prvi put neovisno izvijestile dvije skupine (Kaminski i sur., 2017; Kornblith i sur., 2017). Dekodiranje iz takvih postojano aktivnih stanica omogućuje dekodiranje sadržaja WM (Kaminski i sur., 2020.). Također, aktivnost stanica opada kao funkcija opterećenja memorije, kao što se očekuje od prikaza kratkoročnog pamćenja (Kaminski i sur., 2017), a njihova snaga odgovora predviđa hoće li se memorija kasnije uspješno vratiti (Kornblith i sur. ., 2017). Ovaj obrazac aktivacije razlikuje se od onog koji se vidi u tipičnom eksperimentu, u kojem ove stanice pokazuju prolaznu aktivaciju koja traje 500 ms nakon početka podražaja. Tijekom WM zadataka, stalno aktivne vizualno selektivne stanice održavaju svoju selektivnost i preferenciju, tako da podražaj na koji su selektivne tijekom predstavljanja podražaja ostaje isti nekoliko sekundi tijekom održavanja kada se ne prikazuje slika (Sl. 3A-C). Otprilike 50 posto konceptualnih stanica pokazuje takvu kontinuiranu aktivaciju selektivnu prema sadržaju. Drugi tip postojano aktivnih stanica otkriven je u hipokampusu: stanice čija se postojana aktivnost povećava kao funkcija opterećenja, ali koje inače nisu selektivne prema sadržaju (Sl. 3D). Zajedno, ove studije otkrivaju da supstrat za dugoročna sjećanja također može podržavati WM. Šire gledano, ovaj rad otkriva stanični supstrat za ljudski WM: onaj trajno aktivnih stanica. Elektrofiziološka svojstva ovih ljudskih stanica izgledaju slično onima o kojima se izvješćuje od najranijih takvih studija na prednjem režnju makaka (Fuster i Alexander, 1971.) ili nedavno u MTL-u glodavaca (Masuda i sur., 2020.), osim što je ovdje njihovo podešavanje za semantičke koncepte visoke razine, a ne prostorne lokacije.

Moglo bi se činiti paradoksalnim da bi stanice u ljudskom MTL-u podržavale WM budući da MTL nije strogo neophodan za WM. Iako je to točno za mnoge zadatke (Squire et al., 2004.), u zahtjevnijim okolnostima, kao što su smetnje od distraktora ili veliko opterećenje memorije, ljudi s MTL lezijama pokazuju WM deficite (Jeneson i Squire, 2012.). Nadalje, postoje dokazi da MTL može podržati održavanje vizualno-prostornih odnosa između objekata na dovoljnoj razini preciznosti u WM-u (Alvarez i Cavanagh, 2004.). Dokazi za ulogu MTL-a u održavanju WM-a također se mogu vidjeti na razini potencijala polja: i stalna aktivnost theta-pojasa u MTL-u i theta-posredovane PFC-MTL interakcije istaknute su u MTL-u tijekom održavanja WM-a (Johnson et al. , 2018). Na temelju toga, pretpostavljamo da postojano aktivne MTL stanice kod ljudi podržavaju WM pod ovim izazovnijim okolnostima u kojima čisto osjetilne reprezentacije više nisu dovoljne za održavanje sjećanja. Povezanost MTL vizualno selektivne stanične aktivnosti sa svjesnom sviješću dopušta daljnju hipotezu: da te stanice predstavljaju sadržaj WM-a koji je trenutno aktivan u svijesti, aktivni oblik WM-a za koji je odavno poznato da se razlikuje od drugih oblika WM-a, kao što je aktivirano dugoročno pamćenje u teorijskim modelima WM-a (Cowan, 1988; Kaminski i Rutishauser, 2020). Iako mnoge aspekte ovog odnosa tek treba istražiti, ova identifikacija staničnog supstrata WM-a koji je semantički selektivan nudi mnoge mogućnosti za izravno testiranje i usavršavanje ovih važnih kognitivnih modela.

ekstrakt cistanche tubulosa

Od sjećanja do odluka

Kako se prikazi sjećanja u MTL-u koriste za donošenje odluka? Neuroimaging otkriva nekoliko kortikalnih područja koja bi mogla nositi signale izbora povezane s pamćenjem (Simons i Spiers, 2003; Rugg i Vilberg, 2013), uključujući medijalni frontalni korteks (MFC) i lijevi posteriorni parijetalni korteks (Wagner et al., 2005); naš je fokus ovdje na MFC-u (za rezultate o PPC-u, vidi Rutishauser et al., 2018). Kod glodavaca, MFC prima monosinaptičke veze od neurona hipokampusa, a te su veze uzročno relevantne za donošenje odluka temeljenih na pamćenju tijekom prostorne navigacije (Spellman i sur., 2015.; Tamura i sur., 2017.).

Neuroni unutar ljudskog predsuplementarnog motoričkog područja i dorzalnog ACC signaliziraju odluke o tome je li podražaj nov ili poznat u zadatku pamćenja prepoznavanja (Minxha et al., 2020.), uloga koja se razlikuje od tradicionalno proučavane uloge MFC-a u kognitivnoj kontroli i praćenje izvedbe (Fu et al., 2019). Neuroni su signalizirali te odluke u apstraktnom formatu bez obzira na modalitet motoričkog izlaza, što ukazuje da je njihov odgovor odraz prikaza apstraktnog izbora, a ne motoričkih radnji. Neuroni koji signaliziraju odluke temeljene na pamćenju uvelike su se razlikovali od onih koji signaliziraju percepcijske odluke. Također, neuroni koji nose signale izbora temeljene na memoriji fleksibilno su prilagodili svoje fazno zaključavanje s theta oscilacijama hipokampusa: povećali su svoje fazno zaključavanje samo kada je odluka zahtijevala pristup memoriji. Konačno, stanice izbora temeljene na pamćenju signaliziraju odluku o sjećanju, a ne samo sjećanje: u slučajevima pogrešaka, aktivnost stanica je predvidjela subjektov izbor bez obzira na to je li bio točan ili netočan. Zajedno, ovaj rad otkriva mehanizam pomoću kojeg kortikalni procesi odlučivanja fleksibilno djeluju na MTL.

Outlook: nova tehnologija za snimanje pojedinačnih ljudskih neurona?

Gore razmotrena snimanja oslanjaju se na hibridne elektrode (Cash i Hochberg, 2015.) koje omogućuju snimanje s mikrožica kod pacijenata s epilepsijom kojima se postavljaju dubinske elektrode za lokalizaciju žarišta napadaja (Babb i sur., 1973.). Većina studija koristi varijante Behnke-Friedove elektrode (Fried et al., 1999.), koja je u rutinskoj uporabi dugi niz godina. Ova se elektroda sastoji od 8 ili 9 mikrožica koje strše iz vrha dubinske elektrode. Ove žice izlaze iz nosača na nekontroliran način, čime se sprječava njihova upotreba kao tetroda za poboljšanje sortiranja šiljaka ili za izračunavanje gustoće izvora struje. Značajan razvoj u tom smjeru su tetrode kod ljudi (Despouy et al., 2020.), koje obećavaju poboljšani prinos i kvalitetu izolacije. Ključna sljedeća prekretnica bit će prilagodba i sigurna implementacija novijih metoda snimanja visoke gustoće koje će omogućiti istovremeno snimanje sa stotina ili tisuća neurona (Juavinett et al., 2019.). Poduzimanje ovog velikog koraka ključni je izazov za ovo područje zbog znatnog napora potrebnog da se pokaže sigurnost ove tehnologije za ljudsku upotrebu.

Zaključno, u ovom smo pregledu raspravljali o dvije široke klase stanica u ljudskom MTL-u: onima koje selektivno reagiraju na specifične podskupove podražaja i onima koje razlikuju različite aspekte pamćenja. Potonja skupina nije selektivna prema sadržaju: oni signaliziraju, na primjer, je li podražaj nov ili poznat ili je li pridruženi atribut pronađen ili ne. Aktivnost tih stanica se mijenja nakon jednog izlaganja i predviđa aspekte deklariranih subjektivnih ljudskih iskustava, kao što su samopouzdanje i iskustvo prisjećanja. U modelima deklarativnog pamćenja (Yonelinas, 2001; Wixted, 2007), varijable odlučivanja koje signaliziraju "snagu pamćenja" koje su inače bez sadržaja uobičajene su pretpostavke. Signali koje nose memorijsko-selektivne ćelije u MTL-u dijele mnoga svojstva predviđena takvim modelima, čime se omogućuje bliska interakcija između teorije i eksperimenata na razini kruga.

Jesu li vizualno selektivne stanice u ljudskom MTL-u neka vrsta "stanice mjesta" (kao što se nalazi u glodavaca) u kognitivnom prostoru formiranom našim semantičkim sjećanjima (Lisman et al., 2017.)? Iako postoje mnoge zapanjujuće sličnosti (za detalje, vidi Quiroga, 2012), postoje i istaknute razlike koje ovu analogiju dovode u pitanje. Izvanredna značajka vizualno selektivnih stanica kod ljudi je njihova neovisnost o kontekstu, uključujući aktivnost tijekom prve izloženosti novom podražaju. To nije slično stanicama mjesta kod glodavaca i primata koji uvelike ovise o kontekstu i ponašanju (Anderson i Jeffery, 2003.; Courellis i sur., 2019.). Na primjer, mjesto pucanja ćelije ovisi o smjeru kretanja, a izmjene okruženja ili ciljeva zadatka mogu dovesti do potpunog ponovnog mapiranja. Iako je ovo pitanje potrebno sustavnije proučavati, postoje kritične razlike između svojstava ove dvije vrste stanica.

Studije fMRI cijelog mozga otkrile su izvanredne obrasce semantičkog ugađanja koje pokriva ljudski korteks (Huth et al., 2016.). Ti se obrasci vide na različitim razinama semantičke apstrakcije, što podsjeća na to kako vizualno selektivne stanice reagiraju na semantičke koncepte. Intrigantno je otvoreno pitanje jesu li ova dva nalaza, napravljena na vrlo različitim razinama promatranja, izraz istog fenomena. Potreban je budući rad kako bi se utvrdilo jesu li pokusi na kojima reagira semantički podešena stanica u MTL-u isti pokusi kao oni na kojima odgovarajući dijelovi korteksa postaju aktivni kako je procijenjeno fMRI-om. Ako je tako, to bi moglo značiti da su VS stanice u MTL-u koje su semantički podešene stanice koje "indeksiraju" ili "pokazuju" na kortikalne obrasce aktivnosti koji predstavljaju memorijski sadržaj, način rada hipokampusa o kojem se dugo teoretiziralo (Teyler i Rudy, 2007.) .

Na kraju, nužno je istaknuti da se, bez rada obavljenog na životinjskim modelima, rijetke i odabrane prilike za invazivno snimanje od ljudi (koje su dovele do svih rezultata o kojima se ovdje raspravlja) ne bi mogle smisleno koristiti. Doista, ova dva pristupa su komplementarna: ključna uloga ljudskih invazivnih eksperimenata je uspostavljanje mosta između vrsta utvrđivanjem relevantnosti određenih fenomena za ljudsko pamćenje, ponašanje i bolest. Kao rezultat takvih veza, identificirani mehanizmi mogu se zatim detaljno uložiti na molekularnoj i staničnoj razini u modele životinja (Kandel et al., 2014.) na načine koji su nemogući ili neetični za ljude, ali su, u isto vrijeme, od izravne važnosti zbog uspostavljenih veza između vrsta.

kupiti cistanche: cistanche suplementi