Bagaimana otak kita menyimpan kenangan baru, sel dengan sel tunggal

mengkonfirmasikan apa teori neurocomputational telah lama menduga, para peneliti di Martabat Kesehatan Barrow Neurological Institute di Phoenix, Arizona dan University of California, San Diego School of Medicine melaporkan bahwa otak manusia mengunci kenangan episodik di hippocampus, melakukan setiap ingatan untuk berbeda , didistribusikan sebagian kecil dari sel-sel individual.

Temuan yang dipublikasikan dalam edisi 16 Juni Edisi Awal dari PNAS, lanjut menerangi dasar saraf memori manusia dan mungkin, pada akhirnya, menjelaskan pengobatan baru untuk penyakit dan kondisi yang mempengaruhi hal itu, seperti penyakit Alzheimer dan epilepsi.

"Untuk benar-benar memahami bagaimana otak merupakan memori, kita harus memahami bagaimana memori diwakili oleh unit dasar komputasi dari otak - neuron tunggal - dan jaringan mereka," kata Peter N. Steinmetz, MD, PhD, direktur program Neuroengineering di Barrow dan penulis senior studi tersebut. "Mengetahui mekanisme penyimpanan memori dan pengambilan merupakan langkah penting dalam memahami bagaimana untuk lebih mengobati penyakit dementing mempengaruhi penduduk lanjut usia kami yang berkembang."

Steinmetz, dengan penulis pertama John T. Wixted, PhD, Profesor Psikologi dari, Larry R. Squire, PhD, profesor di departemen ilmu saraf, psikiatri dan psikologi, baik di UC San Diego, dan rekan, menilai sembilan pasien dengan epilepsi yang otak telah ditanamkan dengan elektroda untuk memantau kejang. Pemantauan merekam aktivitas pada tingkat neuron tunggal.

Para pasien hafal daftar kata di layar komputer, kemudian dilihat kedua, lagi daftar yang berisi kata-kata dan lain-lain. Mereka diminta untuk mengidentifikasi kata-kata yang telah mereka lihat sebelumnya, dan untuk menunjukkan seberapa baik mereka ingat mereka. Perbedaannya diamati dalam aktivitas sel-menembak antara kata-kata yang terlihat di daftar pertama dan mereka tidak ada dalam daftar jelas menunjukkan bahwa sel-sel di hippocampus yang mewakili kenangan pasien dari kata-kata.

IKLAN

Para peneliti menemukan bahwa kata-kata baru dilihat disimpan dalam mode didistribusikan ke seluruh hippocampus, dengan sebagian kecil dari sel, sekitar 2 persen, menanggapi setiap satu kata dan sebagian kecil dari kata-kata, sekitar 3 persen, menghasilkan perubahan yang kuat dalam tembak dalam sel-sel ini.

"Secara intuitif, orang mungkin berharap untuk menemukan bahwa setiap neuron yang merespon satu item dari daftar juga akan menanggapi barang-barang lainnya dari daftar, tapi hasil kami tidak melihat sesuatu seperti itu. Hal yang menakjubkan tentang temuan berlawanan adalah bahwa mereka tidak bisa lebih sejalan dengan apa teori neurocomputational berpengaruh lama diprediksi pasti benar, "kata Wixted.

Meskipun hanya sebagian kecil dari sel kode memori baru untuk setiap satu kata, para ilmuwan mengatakan jumlah absolut sel coding memori untuk setiap kata itu besar tetap - pada urutan ratusan ribu setidaknya. Dengan demikian, hilangnya salah satu sel, mereka mencatat, akan memiliki dampak minimal terhadap kemampuan seseorang untuk mengingat kata-kata tertentu baru-baru ini terlihat.

Pada akhirnya, para ilmuwan mengatakan tujuan mereka adalah untuk memahami bagaimana bentuk otak manusia dan merupakan kenangan tempat dan hal-hal dalam kehidupan sehari-hari, sel-sel yang terlibat dan bagaimana sel-sel yang terkena penyakit dan penyakit. Para peneliti berikutnya akan mencoba untuk menentukan apakah coding yang sama terlibat dalam kenangan gambar orang dan landmark dan bagaimana sel hippocampal mewakili memori dipengaruhi pada pasien dengan bentuk yang lebih parah dari epilepsi.

Co-penulis termasuk Yoonhee Jang, University of Montana; Megan H. Papesh, Louisiana State University; Stephen D. Goldinger, Arizona State University; Joel Kuhn, UCSD; Kris A. Smith dan David M. Treiman, Barrow Neurological Institute.

Pendanaan untuk penelitian ini berasal, sebagian, dari Penelitian Pelayanan Medis Departemen Urusan Veteran, Institut Nasional Kesehatan Mental (hibah 24600), Institut Nasional untuk Deafness dan Komunikasi Gangguan Lainnya (hibah 1R21DC009781), Barrow Neurological Yayasan , Arizona Biomedical Research Council dan UC San Diego Kavli Institute for Brain and Mind