Согласно данным нового исследования у обезьян, кратковременные воспоминания хранятся в виде синхронизированных сигналов между двумя ключевыми концентраторами головного мозга. Полученные результаты впервые показывают, как мозг хранит визуальную информацию для задач рабочей памяти.
Рабочая память – это способность хранить информацию в памяти и быстро обрабатывать эту информацию, чтобы действовать на нее. Система визуальной рабочей памяти была широко изучена у обезьян и людей. Предыдущие исследования показали, что при использовании рабочей памяти активируются 2 области головного мозга, префронтальная кора и теменная кора. Электрические сигналы между нейронами в этой цепи синхронизируются во время задачи сопоставления идентичности, в которой субъекту предлагается сопоставить ранее увиденный объект после временной задержки.
В новом исследовании группа под руководством доктора Чарльза Грея в университете штата Монтана проанализировала сигналы от групп нейронов в префронтальной и теменной областях мозга у обезьян, выполняющих задачи визуальной рабочей памяти. Чтобы заработать вознаграждение сока, обезьянам пришлось правильно идентифицировать объект (или его местоположение), который ранее был показан им на экране компьютера. Исследование финансировалось Национальным институтом психического здоровья NIH (NIMH) и Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (NINDS). Он появился онлайн 1 ноября 2012 года в Science.
Исследователи ожидали увидеть увеличение синхронной активности или когерентности между двумя мозговыми хабами, когда объект исчез с экрана, и обезьянам пришлось держать эту информацию в виду. Удивительно, но они обнаружили, что степень согласованности зависит от идентичности объекта. Например, нейроны были более синхронны в ответ на изображение бананов, чем на изображение плюшевого мишку. Это говорит о том, что эти нейроны могут быть избирательными для конкретных визуальных признаков и что синхронизированные сигналы в этой цепи содержат информацию, специфичную для контента.
«Эта работа впервые демонстрирует, что есть информация о кратковременных воспоминаниях, отраженных в синхронных мозговых волнах», – говорит Грей.
Ранее многие исследователи считали, что скорость стрельбы одиночных нейронов в префронтальной коре, головном мозге, является основным игроком в рабочей памяти. Однако исследование показало, что париетальная кора более влияла на управление синхронизацией.
Модели когерентности были разными для каждого изображения, которое видели обезьяны. Это позволяет предположить, что можно определить идентичность объекта и его местоположение, проанализировав эти мозговые волны. Таким образом, ученые могут предсказать изображение, увиденное обезьяной, по существу «видя» свои краткосрочные визуальные воспоминания.
«Святой Грааль неврологии должен был понять, как и где информация закодирована в мозге. Это исследование дает больше доказательств того, что крупномасштабные электрические колебания в отдаленных областях мозга могут нести информацию для визуальных воспоминаний », – говорит директор NIMH д-р Томас Р. Инсел.