Darba atmiņas mīkla: viedokļu maiņa 1. daļa

Abstrakts

Darba atmiņa ir ļoti interesanta, jo tā ir svarīga kognitīvajā funkcijā, saistība ar apziņu un tās traucējumi slimībās, taču šūnu mehānismi joprojām ir nenotverami un pretrunīgi.

Šūnu mehānismi nav atdalāmi no atmiņas. Pētījumi liecina, ka atmiņas veidošanās un saglabāšana ir saistīta ar neironu darbību. Šūnu mehānismi ir pamatvienības, kas veido neironus, tāpēc to funkcijai, struktūrai un regulēšanai ir liela ietekme uz atmiņas veidošanos un saglabāšanu. Tālāk tiks iepazīstināts ar atmiņas veidošanās, saglabāšanas un aizmirstības procesu no šūnu mehānismu viedokļa.

Atmiņas veidošanās galvenokārt balstās uz izmaiņām sinapsēs. Sinapses ir galvenās saziņas daļas starp neironiem. To savienojumi ne tikai nosaka neironu tīklu veidošanos un darbību, bet arī ir galvenā vieta, kur veidojas atmiņa. Pētījumi ir atklājuši, ka sinaptisko savienojumu stiprumu un skaitu var uzlabot ar apmācību un mācībām, ko sauc par sinaptisko plastiskumu. Sinaptiskā plastiskums galvenokārt ietver ilgtermiņa potenciāciju (LTP) un ilgtermiņa depresiju (LTD). LTP var pagarināt neironu uzbudināmību, uzlabot neironu aktivitāti un veicināt atmiņas veidošanos. LTD, gluži pretēji, var vājināt neironu darbību, izraisot aizmāršību un izzušanu. Tāpēc sinaptiskā plastiskums ir atslēga atmiņas veidošanai un saglabāšanai.

Šūnu mehānismiem ir arī svarīga loma atmiņas veidošanā un saglabāšanā, izmantojot neirotransmiterus. Neirotransmiteri ir ķīmiski signāli, kas sazinās starp neironiem un regulē neironu aktivitāti un sinaptisko plastiskumu. Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka dopamīns ir svarīgs neirotransmiters atmiņas veidošanā un saglabāšanā. Dopamīns var veicināt LTP veidošanos un novērst LTD rašanos, tādējādi stiprinot savienojumus starp neironiem un veicinot atmiņas veidošanos un saglabāšanu.

Turklāt šūnu mehānismi ietekmē arī atmiņas veidošanos un saglabāšanu, izmantojot epiģenētisko regulējumu. Epiģenētika attiecas uz ģenētiskām parādībām, kas ietekmē gēnu ekspresiju, tostarp DNS metilēšanu, histonu modifikācijas utt. Šīs modifikācijas var mainīt gēnu transkripcijas līmeni, promotora aktivitāti utt., tādējādi ietekmējot neironu aktivitāti un savstarpējos savienojumus. Pētījumi atklāja, ka atmiņas veidošanās un saglabāšana ir saistīta ar tādiem regulējošiem mehānismiem kā histona modifikācija un DNS metilēšana.

Rezumējot, šūnu mehānismiem ir izšķiroša nozīme atmiņas veidošanā un saglabāšanā, ne tikai izmantojot sinaptisko plastiskumu, neirotransmitera modulāciju un epiģenētisko regulējumu, bet arī ar daudziem citiem mehānismiem. Tāpēc mums rūpīgi jāizpēta šie mehānismi un jāizprot to funkcijas un darbības veidi, lai labāk izmantotu šos mehānismus un veicinātu mūsu atmiņas uzlabošanos. Var redzēt, ka mums jāuzlabo atmiņa. Cistanche deserticola var būtiski uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola var regulēt arī neirotransmiteru līdzsvaru, piemēram, paaugstināt acetilholīna un augšanas faktoru līmeni. Šīs vielas ir ļoti svarīgas atmiņai un mācībām. Turklāt gaļa var arī uzlabot asinsriti un veicināt skābekļa piegādi, kas var nodrošināt, ka smadzenes saņem pietiekami daudz barības vielu un enerģijas, tādējādi uzlabojot smadzeņu vitalitāti un izturību.

Noklikšķiniet uz zināt bagātinātājiem, lai uzlabotu atmiņu

Nesenais Barbosa un kolēģu raksts apgāž secinājumus no ietekmīgā Volfa un kolēģu pētījuma, kurā secināts, ka darba atmiņu slēptā stāvoklī var uzturēt sinaptisko savienojumu pārejoša plastiskums, kas veido neironu dinamiskos ansambļus, kas īslaicīgi kodē informāciju. Datu atkārtota analīze atklāj, ka EEG ierakstos ir noturīgs elektriski aktīvs paraksts, kas tiek saglabāts visu darba atmiņas laiku.

Šī atkārtotā analīze papildina lielu pierādījumu kopumu, kas norāda, ka darba atmiņu kodē ilgstošas ​​darbības potenciāls.

Tomēr vairāki pētījumi liecina, ka bezsamaņā (bez uzraudzības) darba atmiņas var atcerēties pat tad, ja nav izmērāmas nervu aktivitātes, kas liecina, ka var būt iesaistīti elektriski klusi mehānismi. Šīs hipotēzes pārbaude ir problemātiska, ņemot vērā, ka tā nerada neironu aizdegšanos, ko varētu viegli izmērīt.

Atslēgvārdi

Darba atmiņa, uzmanība, slēptie stāvokļi, zemapziņas uztvere, sinaptiskā plastiskums, EEG, fMRI un īstermiņa atmiņa.

Atšķirībā no citiem atmiņas veidiem, kas saglabā pagātnes pieredzi turpmākai atsaukšanai, darba atmiņa nodrošina informāciju reāllaikā, veicot uzdevumu. Šūnu darba atmiņas mehānismi var atšķirties arī no citiem atmiņas veidiem, un tas ir nepārtrauktas izpētes jautājums.

Darba atmiņai ir ļoti ierobežota jauda un īss ilgums (pārskatu sk. Linden 2007), taču šī spēja ir būtiska dažādām kognitīvām funkcijām un uzvedībai. Tā ir galvenā intelekta sastāvdaļa, un darba atmiņu bieži samazina novecošanas, slimību vai intoksikācijas izraisīti traucējumi.

Ir divas galvenās teorijas par darba atmiņas mehānismu; katru no tiem atbalsta elektrofizioloģiskie un funkcionālie smadzeņu attēlveidošanas dati. Nesen veikts pētījums (Barbosa un citi, 2021. gads) apgāž nozīmīgā pētījuma (Wolff un citi, 2017) secinājumus, kas apstiprināja teoriju, ka darba atmiņa ir atkarīga no aktivitātes atkarīgas sinaptiskās plastiskuma.

Tas netika panākts, veicot jaunus eksperimentus, bet gan atkārtoti analizējot datus no iepriekšējā dokumenta. Izmantojot jaunas analītiskās pieejas, lai atkārtoti analizētu sākotnējos datus, autori atrod pierādījumus, kas apstiprina alternatīvu hipotēzi.

Divas darba atmiņas teorijas

Divas darba atmiņas mehānisma teorijas ir "aktivitātes klusie neironu tīkli" un "ilgstoša darbība". Pirmais ierosina, ka no aktivitātes atkarīga sinaptiskā plastiskums neironus funkcionāli savieno pārejošos neironu ansambļos, kas kodē pieredzi (GoldmanRakic ​​1995). Saskaņā ar šo teoriju, no smailes laika atkarīgā plastiskums atsevišķās sinapsēs izraisa pārejošas bioķīmiskas izmaiņas, kas palielina vai samazina neirotransmitera signālu pārraidi, veidojot dinamiskus neironu tīklus, kas saglabā pieredzi.

Intracelulārā kalcija dinamika, kas ietekmē sinaptisko transmisiju, varētu būt pietiekama, lai izveidotu pārejošus neironu mezglus, kurus dinamiski modificē jauna informācija (Mongillo un citi, 2008). Šīs straujās aktivitātes atkarīgās sinaptiskā spēka izmaiņas ātri mazinās; Neironu tīklu funkcionālais savienojums izzūd, un darba atmiņa tiek zaudēta.

Informācijas pagaidu glabāšana darba atmiņā, īslaicīgi mainot sinaptisko spēku, ļautu ātri kodēt informāciju, kuru var dinamiski atjaunināt, lai saglabātu jaunu informāciju atmiņā reāllaikā. Svarīgi, ka sinaptiski saistītie neironu tīkli ir elektriski klusi. Tas ir, informācija, kas kodēta neironu tīklos, tiek atkārtoti aktivizēta atsaukšanas laikā, līdzīgi kā īstermiņa un ilgtermiņa atmiņas tiek glabātas un atsauktas, nevis ar uzturētu darbības potenciālu, kas iedegas šajās shēmās.

Alternatīva hipotēze ir tāda, ka darba atmiņu uztur pastāvīga darbības potenciāla izšaušana. Darbības potenciālu nepārtraukta aktivizēšana būtu maz ticams un enerģētiski neefektīvs veids, kā uzglabāt informāciju ilgu laiku, taču, tā kā darba atmiņa darbojas reāllaikā un saglabājas tikai dažas sekundes, informācijas uzglabāšanas un atsaukšanas sinaptiskās plastiskuma mehānismi, kas ir atbildīgi par īstermiņa un ilgtermiņa. atmiņa var nebūt nepieciešama.

Tā vietā pastāvīga darbības potenciāla aktivizēšana neironu tīklos, kas ir atbildīgi par uztveri un informācijas apstrādi, varētu saglabāt informāciju tūlītējam konkrēta kognitīvā uzdevuma veikšanai. Patiešām, ja uzvedības laikā tiek apzināts kāds notikums, ir sagaidāms pastāvīgs darbības potenciāla aizdegšanās garozas ķēdēs.

Ir ilgstoši pierādījumi par ilgstošu darbības potenciālu aizkaves periodā pirms darba atmiņas atsaukšanas. Prefrontālā garoza ir darba atmiņas centrs, jo šeit tiek apvienoti dažādi sensorās pieredzes aspekti, veidojot saskaņotu shēmu. Novatoriskie pētījumi ar primātiem, kas nav cilvēkveidīgie primāti, atklāja prefrontālās garozas nozīmi darba atmiņā (Butters un Pandya 1969), un elektrofizioloģiskie ieraksti 1970. gados atklāja neironu aizdegšanos pērtiķu prefrontālajā garozā, kas tika uzturēts darba atmiņas uzdevuma laikā (Fuster un Alexander 1971).

Līdzīgi palielināta aktivitāte, kas saglabājusies darba atmiņas uzdevumu aizkaves periodā, ir parādīta arī funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (fMRI; Courtney un citi, 1997) un elektroencefalogrāfijas (EEG; Foster un citi, 2016) pētījumi par cilvēkiem. Var parādīties maņu garoza un citi smadzeņu reģioni. līdzīga uzvedība.

Tomēr viena no grūtībām ir tāda, ka šāda pastāvīga darbība varētu būt palīgmehānisms darba atmiņas pamatmehānismam; piemēram, tas varētu atspoguļot neiroaktivitāti, kas saistīta ar uzmanību (Lūiss-Pīcoks un citi2012). Patiešām, citi pētījumi ir parādījuši, ka nervu aktivitāte var palielināties un samazināties aizkaves periodā pirms atsaukšanas. Neironu aktivitāte bieži pazeminās līdz sākuma līmenim un atjaunojas, tuvojoties aizkaves perioda beigām, neparedzot atsaukšanu, kas nepieciešama, lai izpildītu atkārtotu uzdevumu (Baraks un citi, 2010).

Kopā šie pētījumi liecina, ka, lai gan pastāvīga darbības potenciāla izšaušana var ietekmēt darba atmiņu, citi elektriski klusi mehānismi dažos gadījumos var saglabāt darba atmiņu. Viens saudzīgs skaidrojums ir tāds, ka apmeklētās darba atmiņas (tās, kas tiek saglabātas apzinātā apziņā) un neapzinātās darba atmiņas var darboties, izmantojot dažādus šūnu mehānismus.

Apmeklētā un neuzraudzītā darba atmiņa

Darba atmiņu var saglabāt bez apziņas, un pēc tam to atsaukt atmiņā pēc atbilstošas ​​norādes, kad cilvēks sarunā aizmirst savu domu gājienu, bet pēc tam to nekavējoties atceras, kad atgādina par to, kas tika teikts tikai dažas sekundes iepriekš.

Lai to atbalstītu, viens TMS (transkraniālas magnētiskās stimulācijas) impulss var atjaunot zaudēto vizuālo darba atmiņu pētījumos ar cilvēkiem un palielināt fMRI un EEG noteikto nervu aktivitātes līmeni, kas liecina par atmiņas atsaukšanu (Rose un citi, 2016). Tas apstiprina hipotēzi, ka neuzraudzītās atmiņas tiek glabātas ar citiem mehānismiem, nevis ilgstošas ​​darbības potenciāla izšaušana.

Šajos eksperimentos dalībnieki tiek parādīti vienlaicīgi ar diviem objektiem datora ekrānā. Pēc nelielas kavēšanās viņiem tika pateikts, kurš no abiem jāatceras. Tādējādi šis attēls kļūst par uzmanības fokusu un tiek uzturēts apmeklētā darba atmiņas stāvoklī.

Tika identificēta pastiprināta nervu reakcija, ko atsevišķos eksperimentos noteica fMRI un EEG, kas atbilda attēla atpazīšanas laikam.

For more information:1950477648nn@gmail.com