記憶「指紋」揭示大腦組織方式

2020-11-27 今日科學

雖然人類大腦的廣泛結構和組織是相似的,但11月20日發表在《自然—通訊》的一項研究表明,人們如何在大腦活動中觀察和想像常見場景卻存在差異。這些獨特的神經特徵最終可能被用於理解、研究,甚至改善對阿爾茨海默氏症等疾病的治療。

「當人們想像類似的事情時,每個人的做法都不一樣,因為他們有不同的經歷。」論文作者、美國羅徹斯特大學德爾蒙特神經科學研究所副教授Feng Lin說,「我們的研究可以解碼人腦中與日常生活相關的複雜信息,並識別每個人記憶中的獨特神經『指紋』。」

在這項研究中,研究人員要求26名參與者回憶一些常見的場景,比如開車、參加婚禮或在餐館就餐。這些場景足夠寬泛,每個參與者都能以不同的方式重新想像它們。例如,當研究人員要求志願者生動地回憶和描述一個與跳舞有關的場景時,他們可能會想起觀看女兒獨舞時的情景,而另一個人可能會想像自己在成人禮上跳舞的情景。

參與者的語言描述被映射到一個計算語言模型中,並創建了描述上下文的數字表述。他們還被要求對記憶中的經歷進行評價,比如它與聲音、顏色、運動和不同情緒的關聯程度。

研究人員將志願者置於功能核磁共振成像(fMRI)儀器中,並要求他們重新想像自己的經歷,同時測量大腦中哪些區域被激活。利用fMRI數據和受試者的語言描述和評分,研究人員能夠分離出與個人經歷相關的大腦活動模式。例如,如果參與者在想像中開車闖紅燈,大腦中與回憶運動和顏色相關的區域就會被激活。利用這些數據,研究人員建立了每個參與者大腦的功能模型,基本上創建了他們神經活動的獨特特徵。

研究人員能識別出大腦中充當信息處理中樞的區域,這些區域在大腦網絡中有助於回憶有關人、物體、地點、情緒和感覺的信息。該團隊還能夠觀察到,根據每個人回憶和想像的細節,這些網絡中的激活模式在個體層面上如何不同。

認知科學的目標之一是了解人類大腦是如何表現和操縱記憶的。」該研究共同作者、德爾蒙特神經科學研究所的Andrew Anderson說,「這項研究表明,fMRI可以測量大腦活動的足夠信號,以確定神經表徵在反映每個人獨特經歷的複雜想像事件中有意義的人際差異。」

除了擴大對大腦網絡的理解,作者指出,隨著人們年齡的增長,許多關鍵區域的功能往往會下降,並且容易受到阿爾茨海默氏症等疾病的影響。這些發現可能會帶來新的方法診斷和研究與不規則記憶缺陷相關的疾病,包括痴呆、精神分裂症和抑鬱症,甚至可能是個性化的治療,並預測哪種治療更有效。(馮維維)

相關論文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19630-y

版權聲明:本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站註明的「來源」,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜,請與我們接洽。

相關焦點

  • 記憶創造了揭示大腦如何組織的「指紋」
    記憶創造了揭示大腦如何組織的「指紋」 2020-11-29 07:45 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」,以此來揭示大腦的組織方式
    雖然人類大腦的廣泛架構和組織具有普遍性,但一項新的研究表明了,關於人們在重新想像常見場景時所存在的差異,我們應如何觀察其大腦活動的差異性並進行量化。這些獨特的神經學特徵最終可用於理解、研究,甚至改善阿爾茨海默病等疾病的治療。
  • 新的研究表明記憶會產生「指紋」,可揭示大腦是如何組織的
    雖然人類大腦的總體結構和組織結構是普遍的,但新的研究表明,人們如何在大腦活動和量化中觀察到人們重新設想共同情景的不同之處
  • Nature Commun:科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」
    Nature Commun:科學家發現記憶在大腦產生了「指紋」 2020-11-23 15:43 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 大腦如何跨時間組織記憶?
    長期以來,關於記憶組織的研究一直是神經科學家們著迷的話題,因為這可能會導致逆轉認知障礙的治療方法。在這裡,我們回顧了有關記憶的組織方式的一些最新發現,這些發現顯示了空間活動中神經元活動的協調性「波動」的重要性以及連結記憶的編碼方式所依據的時間性質。
  • 人類記憶中特有神經「指紋」解碼
    或有助治療阿爾茨海默症等疾病雖然人類大腦的一般結構和組織是普遍的,但日前發表在《自然·通訊》上的一項新研究表明,可通過大腦活動觀察並量化人們重新構想常見情景之間的差異,這些獨特的神經系統特徵最終可用於理解、研究甚至改善諸如阿爾茨海默症等疾病的治療。當人們想像相似類型的事件時,每個人都會做不同的事情,因為他們有不同的經歷。
  • Cell·女朋友走丟了,大腦GPS這樣操作?科學家揭示記憶如何支撐大腦...
    土豪叫個滴答專車不用腦子直達,正確的打開方式是啟動大腦內部GPS系統小毛驢找到目的地。首先大腦會搜索出與目的地B的海馬位置細胞,並啟動它,隨後另外一種能夠產生坐標體系的網格細胞開始工作,進行精確定位與路徑搜尋,並找到最短路逕到達目的地。
  • 研究表明大腦像人的「功能性指紋」 或能預測神經與精神疾病
    Cordova工作的實驗室由達米安·費爾(Damien Fair)副教授領導,主要負責功能連接體,這是一種大腦區域地圖,協調執行特定任務和影響行為。Fair對這個人類獨特的神經連接體取了一個特殊的名字:功能指紋(functional fingerprint)。就像我們的指尖上的指紋一樣,功能指紋對我們每個人都是特定的,並且可以作為唯一的標識符。
  • 人類記憶中特有神經「指紋」解碼
    雖然人類大腦的一般結構和組織是普遍的,但日前發表在《自然·通訊》上的一項新研究表明,可通過大腦活動觀察並量化人們重新構想常見情景之間的差異,這些獨特的神經系統特徵最終可用於理解、研究甚至改善諸如阿爾茨海默症等疾病的治療。當人們想像相似類型的事件時,每個人都會做不同的事情,因為他們有不同的經歷。
  • Cell:研究揭示大腦工作記憶新圖譜
    2020年10月1日訊/生物谷BIOON/---在《細胞》雜誌上的一篇論文中,研究人員提供了證據,表明工作記憶並不是整齊地局限在一個大腦區域,而是需要至少兩個大腦的同步活動。這一發現挑戰了人們長期以來一直認為工作記憶只是大腦一部分的假設,並有助於科學家查明其遺傳和機制基礎。
  • 腦科學日報:每個人獨特的神經指紋;靈活運用記憶的神經機制
    既然每個人經歷共同事件的方式都不同,那麼,是否可以通過找到獨特於個人記憶的大腦表徵形式以建構「神經指紋」呢?然後,將研究參與者置於磁共振掃描儀(fMRI)中,並要求他們重新想像體驗,而研究人員則測量了大腦的哪些區域被激活。利用功能磁共振成像數據以及受試者的言語描述和等級,研究人員能夠分離出與該人的經歷相關的大腦活動模式。研究人員利用這些數據建立了每個參與者大腦的功能模型,從本質上創建了他們神經活動的唯一特徵。
  • 科學家成功揭示大腦記憶形成的分子機制
    Memory Formation」的研究報告中,來自奧地利科學技術學院等機構的科學家們通過研究揭開了記憶形成的新基石,文章中研究人員研究了大腦中海馬體區域的特殊信號通路,同時還揭示了該通路如何控制機體經歷新環境時形成的新記憶。
  • 科學家成功揭示大腦記憶形成的分子機制!
    Pathway Gates Novelty-Induced Contextual Memory Formation」的研究報告中,來自奧地利科學技術學院等機構的科學家們通過研究揭開了記憶形成的新基石,文章中研究人員研究了大腦中海馬體區域的特殊信號通路,同時還揭示了該通路如何控制機體經歷新環境時形成的新記憶。
  • 大腦如何處理轉瞬即逝的信息?滬科學家揭示「工作記憶」新發現
    (B)存在爭論的兩種工作記憶信息存儲機制。(C)頭部固定的小鼠行為訓練裝置。(D)一個基於嗅覺刺激的工作記憶行為範式。中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心 供圖   大腦如何處理轉瞬即逝的信息?
  • 對小鼠的研究揭示了大腦如何將事件聯繫起來形成記憶
    她的大腦已經在響亮的聲音和她所目睹的毀滅性的景象之間形成了一種深刻而持久的聯繫。這個故事由臨床精神病學家和一項新研究的合著者Mohsin Ahmed醫學博士轉述,是大腦記憶和連接時間分離事件的強大能力的一個強有力的例子。現在,在最新一期發表在《神經元》雜誌上的對小鼠的新研究中,哥倫比亞大學祖克曼研究所的科學家們已經闡明了大腦是如何形成這種持久聯繫的。
  • 組織駐留記憶T細胞命運決定機制獲揭示
    組織駐留記憶T細胞命運決定機制獲揭示 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/11 15:02:18 近日,美國麻薩諸塞州總醫院Thorsten R.
  • 大腦記憶組織核糖核酸位置圖首次繪出,有望治療老年痴呆症
    科技日報特拉維夫1月31日電 據當地媒體報導,一個由以色列科學家領導的以美研究小組,成功繪製出大腦記憶組織中的核糖核酸(RNA)的位置圖,讓人們能以納米級解析度觀察核糖核酸分子
  • 科學家剖開大腦深入研究記憶過程:操控人的記憶可行
    正是有了用光激活的「鑷子」,科學家才得以對記憶痕跡迴路進行精細的剖析。2012年,日本生物學家利根川進利用光遺傳學技術,在麻省理工學院的實驗室裡首次揭示了記憶痕跡的真實存在。在去年4月發表的一篇論文中,利根川進的實驗室又揭示了記憶痕跡如何在大腦海馬產生,然後上傳、存儲到大腦皮層的詳細過程。對記憶保存細節的解析,為扭轉記憶失敗或記憶過於活躍提供了新的思路和方法。
  • 回憶視角會改變人們的大腦處理記憶的方式
    一篇新論文指出,在回憶過去時,採用第三人稱,觀察者的觀點會激活大腦的不同部分,而不是回憶通過肉眼看到的記憶。當人們記住變化時,人們的觀點是哪個大腦區域支持記憶,以及這些大腦區域如何相互作用。具體而言,結果表明,從類似觀察者的角度而不是通過自己的眼睛回憶記憶,會導致海馬前部和後內側網絡之間的相互作用更大。
  • 首次證實大腦疼痛受體與記憶相關
    美國科學家的一項最新研究首次表明,能夠影響機體痛覺的神經受體TRPV1在大腦的學習和記憶中也起到特定作用。這一研究成果有望為治療記憶損失和癲癇症提供新的藥物標靶。相關論文發表在3月13日的《神經元》(Neuron)雜誌上。