(A)对象位置记忆任务;(二)一个网格单元的激发场示意图(紫色圆圈)
在与网格对齐的六个移动方向上,更多的场交叉(紫色),转化为更强的大脑活动
(C)描述了相对于两个控制区域(dmPFC和OFC)的mPFC和EC中的所有电极触点(黑色圆圈)
(D)与未对齐的运动相比,在与网格轴对齐的运动期间,θ功率更高
紫色,对齐;灰色,未对齐
(五)六向调制是θ振荡和mPFC所特有的
(六)多相流量计和电子流量计显示相似的网格方向
(G)θ相干性在更好的空间记忆表现试验中显著更强
格兰杰因果分析表明,在记忆提取过程中,从最大概率密度到最大概率密度的影响显著,但不是反向的
灰色线表示零分布的95%置信区间
信用:陈栋 中国研究人员报告称,大脑活动中缓慢的节律性波动——内侧前额叶皮层(mPFC)——内嗅皮层(EC)回路中的θ振荡——在使空间计算能够指导人类导航行为方面发挥着至关重要的作用
由博士领导
中国科学院心理研究所的王良说,研究人员发现,mPFC和EC中的θ振荡呈现出网格状的表现,它们相互协调并预测导航性能
这项研究为认知地图的神经信号和网格代码在人类空间导航中的功能作用提供了新的见解
人脑创建周围环境的认知地图,以有效地支持空间记忆并指导物理空间中的灵活行为
海马体中的定位细胞和皮层中的网格细胞是神经导航系统的细胞组成部分
网格细胞已经在人类EC和mPFC中得到确认,在概念空间中起着至关重要的作用
单个神经元绝不会单独放电,也不能调节复杂的认知行为,比如空间导航
相反,同步放电神经元诱导神经振荡并形成功能网络
θ振荡——神经元活动的缓慢、周期性波动的波——与已经使用局部场电位记录很好地建立起来的网格细胞组合有着重要的联系
2018年,研究人员在空间导航中揭示了人类电子商务中基于θ的网格状表示
在目前的研究中,研究人员使用n eurosurgeons植入大脑的深度电极记录了耐药性癫痫患者的mPFC和EC神经活动,同时患者在虚拟环境中进行物体位置记忆任务
患者被要求记住八个物体的空间位置,并接受记忆能力测试
他们能够利用反馈信息来改善他们的行为表现
研究人员发现,人类腹内侧前额叶皮层中的θ振荡,而不是眶额皮层或背侧mPFC中的θ振荡,表现出六倍的旋转对称调制,作为运动方向的函数
“这种调制模式为网格细胞的介观指纹出现在人类mPFC中提供了直接证据,”Dr
王
此外,研究人员还发现,EC和mPFC之间的网格方向似乎是一致的,这表明这些区域协调信息处理,以生成空间记忆编码和检索的连贯认知图
θ同步与网格表示的区域间一致性相关,并且可以预测空间性能的准确性
这项研究揭示了人类导航和记忆背后的神经机制,为在介观水平上mPFC-EC神经回路如何处理网格信息提供了新的见解
许多神经退行性疾病即使在早期也与空间定向障碍和空间记忆缺陷有关,如阿尔茨海默病
因此,了解潜在的神经元机制至关重要
这项研究可能有助于识别这种神经疾病的新生物标志物
这部作品于10月10日在科学进展出版
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