Πώς καταφέρνει ο εγκέφαλος να εστιάσει σε συγκεκριμένα γεγονότα
25 September 2022, 08:00
Η μνήμη εργασίας, αυτή η ικανότητα του να διατηρεί κανείς συνειδητά και να διαχειρίζεται νέες πληροφορίες στο μυαλό του, απαιτεί δουλειά. Συγκεκριμένα, οι νευρώνες που συμμετέχουν στον προμετωπιαίο φλοιό, πρέπει να συνεργάζονται συγχρονισμένα για να εστιάσουμε τις σκέψεις μας. Μια νέα μελέτη από ερευνητές από το The Picower Institute for Learning and Memory στο MIT, δείχνει πώς προκύπτει αυτή η εστίαση.
Όπως μεταδίδει το Science Daily, το βασικό μέτρο στη μελέτη στο Scientific Reports είναι η μεταβλητότητα της δραστηριότητας των νευρώνων. Οι επιστήμονες συμφωνούν ευρέως ότι λιγότερη δραστηριότητα μεταβλητότητας σημαίνει πιο εστιασμένος συντονισμός στην εργασία. Οι μετρήσεις αυτής της μεταβλητότητας , έχουν πράγματι δείξει ότι αυτή μειώνεται όταν οι άνθρωποι και τα ζώα εστιάζουν κατά τη διάρκεια παιχνιδιών μνήμης εργασίας στο εργαστήριο.
Σε αρκετές μελέτες μεταξύ 2016 και 2018, ο κύριος συγγραφέας Mikael Lundqvist και ο συν-συγγραφέας του, Earl K. Miller, έδειξαν μέσω άμεσων μετρήσεων εκατοντάδων νευρώνων και αυστηρών μοντέλων ότι οι εκρήξεις ρυθμών συχνότητας γάμμα στον προμετωπιαίο φλοιό συντονίζουν τη νευρική αναπαράσταση των πληροφοριών που υπάρχουν στον εγκέφαλο. Εκρήξεις ρυθμών συχνότητας βήτα, εν τω μεταξύ, υλοποιούν το χειρισμό αυτών των πληροφοριών από τον εγκέφαλο. Η θεωρία, την οποία ο Miller ονόμασε ''Μνήμη Εργασίας 2.0", αμφισβήτησε μια μακροχρόνια θεωρία ότι οι νευρώνες διατηρούν πληροφορίες μνήμης εργασίας μέσω σταθερής, επίμονης δραστηριότητας.
«Χρησιμοποιήσαμε πραγματική νευρική δραστηριότητα που καταγράφηκε από τον προμετωπιαίο φλοιό για να δείξουμε ότι οι ρυθμικές εκρήξεις μειώνουν τη μεταβλητότητά τους καθώς τα ζώα επικεντρώνονται σε μια εργασία», δήλωσε ο Miller, καθηγητής Picower στο Τμήμα Εγκεφάλου και Γνωστικών Επιστημών του MIT.
Στη μελέτη, ο Lundqvist και η ομάδα μέτρησαν τις εκρήξεις γάμμα και τις μεμονωμένες νευρικές εκρήξεις μεταξύ εκατοντάδων νευρώνων, καθώς έξι ζώα έπαιζαν τρία διαφορετικά παιχνίδια μνήμης εργασίας. Ανέλυσαν επίσης, το κατά πόσο αυτή η δραστηριότητα διέφερε από δοκιμή σε δοκιμή, χρησιμοποιώντας έναν υπολογισμό που ονομάζεται "παράγοντας Fano".
Σε κάθε εργασία, διαπίστωσαν ότι η μεταβλητότητα ήταν υψηλότερη πριν ξεκινήσουν οι εργασίες - μια συνθήκη «βασικής γραμμής» στην οποία τα ζώα μπορούσαν να σκεφτούν ό,τι ήθελαν. Αλλά από τη στιγμή που τα ζώα έπρεπε να επικεντρωθούν ξανά στην εργασία, οι εκρήξεις γάμμα και οι νευρικές αιχμές έμοιαζαν πολύ περισσότερο με αυτό που ήταν την τελευταία ή την επόμενη φορά που έκαναν την εργασία.
«Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι υπάρχουν γεγονότα ριπής πληθυσμού που υπαγορεύονται από διάφορα γνωστικά νήματα όλη την ώρα», είπε ο Lundqvist, πρώην μεταδιδάκτορας στο εργαστήριο του Miller, ο οποίος είναι τώρα κύριος ερευνητής στο Karolinska Institutet στη Στοκχόλμη.
