物理科技生物学-PHYICA

研究人员发现了一种被认为支持高级认知能力的关键神经机制

医学研究 2022-09-22 21:52:19

从单个神经元到群体的信息转移的概要图

信用:西奈山卫生系统 西奈山科学家发现了一种神经机制,被认为支持高级认知能力,如计划和解决问题

它是通过将信息从单个神经元分布到前额叶皮层的更大神经元群来实现的,前额叶皮层是大脑中暂时存储和处理信息的区域

众所周知,人类一次只能记住有限数量的信息,他们使用不同的认知策略来克服这些限制,比如将信息组织成列表或组

研究小组发现,当大脑使用这些策略来组织信息时,前额叶皮层的神经代码变得不那么依赖于单个神经元的高度选择性反应

相反,它们分布在更大的神经元群中,这可能会使信息更加可靠或健壮

该发现发表在12月20日的《神经元》杂志上

资深作者艾琳·里奇博士说:“我们的研究为该领域提供了一个重要的新视角,即大脑如何分配资源来提高认知能力。”

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西奈山伊坎医学院神经科学副教授

“我们研究的发现将有助于科学家更好地理解,并在未来有可能治疗记忆和认知障碍

" 这项研究由冯桂江博士领导

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,博士博士后

里奇的实验室,他以前研究过前额叶皮层在排序任务中的功能

传统上,对神经编码的研究——将神经元的电脉冲转化为记忆、知识、决策和行动——侧重于单个神经元的选择性反应

西奈山研究小组通过设计一项任务来探索前额叶皮层的变化,从而改善认知能力,从而证明了这种方法的缺点

这项任务允许受试者使用助记(或记忆辅助)策略将信息按顺序排列

“我们发现受试者自发地产生不同的选择模式,包括常规序列,以减少任务的工作记忆需求,”博士说

蒋(中国姓氏)

研究人员惊讶地发现,当受试者使用排序策略来组织头脑中的信息时,单个神经元的可解释反应并不能很好地预测记忆表现

使用该策略降低了任务中的错误率,但是单个神经元的活动似乎传达的信息较少

他们能够通过显示信息没有丢失,而是更广泛地分布在更大的神经元群体中来调和这些发现

任务相关的信息也可以恢复,或者比代码被少数高度调整的神经元支配时恢复得更好,而且分布式代码似乎更可靠,因为它们改善了行为表现

“这是前额叶代码本质上的一个全新发现,它可能指向一个关键的神经机制,支持高级认知能力,如计划、策略和解决问题,这些能力依赖于信息的实时组织,”博士解释说

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“通过将焦点从单个神经元的选择性反应转移,我们已经表明,在开发改善认知表现或治疗认知障碍的新策略时,需要考虑神经群体的集体活动

"

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