뇌가 기억을 형성하고 회수하는 방법

: By Benjamin J. Griffiths와 Simon Hanslmayr

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기억을 형성하고 기억하는 것은 뇌의 다른 부분에서 복잡한 동기화 및 비 동기화 시스템입니다. decade3s- 해부학 온라인 / Shutterstock

당신이 마지막으로 간 저녁을 기억하십시오. 아마도 당신은 그 맛있는 파스타의 맛, 구석에 재즈 피아니스트의 소리, 또는 세 명의 테이블 위의 포근한 신사의 거친 웃음을 기억할 수 있습니다. 아마도 당신이 기억할 수없는 것은이 작은 세부 사항을 기억하기 위해 노력하는 것입니다.

어쨌든, 당신의 두뇌는 그 경험을 빠르게 처리하여 자신의 진지한 노력없이 견고하고 장기적인 기억으로 바 꾸었습니다. 그리고 오늘 그 식사에 대해 생각할 때, 뇌는 몇 초 만에 정신적으로 보는 즐거움을 위해 기억으로부터 식사의 고화질 영화를 만들어 냈습니다.

의심 할 여지없이 장기 기억을 만들고 검색 할 수있는 능력은 인간 경험의 기본 부분이지만 프로세스에 대해 여전히 배울 점이 많습니다. 예를 들어, 우리는 기억을 형성하고 검색하기 위해 다른 뇌 영역이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 명확한 이해가 부족합니다. 그러나 우리의 최근 연구 두 가지 다른 뇌 영역의 신경 활동이 메모리 검색 중 상호 작용하는 방식을 보여줌으로써이 현상에 새로운 빛을 발합니다.

뇌 속 깊은 곳에 위치한 해마는 오랫동안 기억의 중심지. 해마는 뉴런이 함께 발사되도록함으로써 기억의 일부 (“언제”와“어디에”)를“접착”하는 데 도움을줍니다. 이것을 종종 "신경 동기화"라고합니다. "where"를 코딩하는 뉴런이 "when"을 코딩하는 뉴런과 동기화 될 때, 이러한 세부 사항은 "Hebbian 학습".

그러나 해마는 메모리의 모든 작은 세부 사항을 저장하기에 너무 작습니다. 이로 인해 연구자들은 해마가 신피질을 부른다 – 소리 및 시각과 같은 복잡한 감각적 세부 사항을 처리하는 영역 – 메모리의 세부 사항을 채울 수 있습니다.

신피질은 해마가하는 것과 정확히 반대되는 방식으로이를 수행하여 뉴런이 함께 발사되지 않도록합니다. 이를 종종 "신경 비 동기화"라고합니다. 100 사람들에게 그들의 이름을 요구하는 것을 상상해보십시오. 그들이 그들의 반응을 동기화한다면 (즉, 그들은 동시에 비명을 지 릅니다), 당신은 아마 아무것도 이해하지 못할 것입니다. 그러나 그들이 응답을 비 동기화하면 (즉, 차례대로 이름을 말하면), 그들로부터 더 많은 정보를 수집하게 될 것입니다. 신피질 뉴런의 경우에도 마찬가지입니다. 동기화하는 경우 메시지를 전달하는 데 어려움을 겪지 만 동기화가 해제되면 정보가 쉽게 전달됩니다.

우리 연구 결과 해마와 신피질은 기억을 기억할 때 실제로 함께 작용한다는 것입니다. 이것은 해마가 활동을 동기화하여 메모리의 일부를 접착하고 나중에 메모리를 리콜하는 데 도움이 될 때 발생합니다. 한편, 신피질은 활동을 비 동기화하여 이벤트에 대한 정보를 처리하고 나중에 메모리에 대한 정보를 처리하는 데 도움을줍니다.

고양이와 자전거

12와 24 세 사이의 53 간질 환자를 검사했습니다. 모두 뇌전 증 치료의 일환으로 해마와 신피질의 뇌 조직 내에 전극을 직접 위치시켰다. 실험 동안, 환자는 다른 자극 (예 : 단어, 소리 및 비디오) 사이의 연관성을 알게되고 나중에 이러한 연관성을 상기했습니다. 예를 들어, 환자에게“고양이”라는 단어가 표시된 후 자전거를 타고 거리를 따라 내려 오는 비디오가 표시 될 수 있습니다.

그런 다음 환자는 두 항목 (생각 자전거를 타는 고양이) 사이에 생생한 연결을 시도하여 두 항목 간의 연관성을 기억합니다. 나중에 항목들 중 하나가 제시되고 다른 항목을 리콜하라는 요청을 받았습니다. 그런 다음 연구원들은 환자들이 이러한 연관성을 배우고 회상 할 때 해마가 신피질과 어떻게 상호 작용하는지 조사했다.

학습하는 동안, 신피질의 신경 활동은 비 동기화되었고, 약 150 밀리 초 후에 해마의 신경 활동이 동기화되었습니다. 겉보기에, 자극의 감각적 세부 사항에 관한 정보는 신피질에 의해 먼저 처리되었고, 해마로 전달되어 함께 접착되었다.

우리는 해마와 신피질이 기억을 형성하고 검색 할 때 서로 밀접하게 작용한다는 것을 발견했습니다. 아라비아어 Pattarawimonchai / Shutterstock

놀랍게도,이 패턴은 해마에서 신경 활동이 처음으로 동기화 된 다음, 250 밀리 초 후에 신피질의 신경 활동이 동기화되지 않는 검색 과정에서 역전되었습니다. 이번에는 해마가 먼저 기억의 요점을 떠올리고 신피질에 세부 사항을 묻기 시작했습니다.

우리의 연구 결과 지원 최근 이론 이것은 비 동기화 된 신피질과 동기화 된 해마가 기억을 형성하고 회상하기 위해 상호 작용할 필요가 있음을 시사한다.

뇌 자극이인지 기능을 향상시키는 유망한 방법이되었지만 해마를 자극하여 장기 기억을 향상시키는 것은 어려운 것으로 판명되었습니다. 중요한 문제는 해마가 뇌의 깊숙이 위치하고 두피에서 적용되는 뇌 자극으로 도달하기 어렵다는 것입니다. 그러나이 연구의 결과는 새로운 가능성을 제시합니다. 해마와 통신하는 신피질 영역을 자극함으로써 해마를 간접적으로 밀어서 새로운 기억을 만들거나 오래된 기억을 되 찾을 수 있습니다.

기억을 형성하고 기억할 때 해마와 신피질이 함께 작용하는 방식에 대해 더 잘 이해하는 것은 치매와 같은인지 장애를 겪고있는 사람들의 기억력을 향상시키고 인구 집단의 기억력을 향상시키는 데 도움이되는 새로운 기술을 더욱 발전시키는 데 중요 할 수 있습니다.