Повторяющиеся следы воспоминаний улучшают долговременные воспоминания

Повторяющиеся следы воспоминаний улучшают долговременные воспоминания

Пока человеческий мозг находится в состоянии покоя, паттерны нейронной активности, связанные с конкретными воспоминаниями, могут спонтанно появляться снова. Такие повторения способствуют консолидации памяти – i.е. к стабилизации содержимого памяти. Ученые Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний и Боннского университета сообщают об этих результатах в текущем выпуске журнала Neuroscience.

Исследователи во главе с Николаем Аксмахером провели тест памяти на нескольких людях, контролируя их мозговую активность с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Экспериментальная установка включала несколько состояний покоя, включая сон внутри нейровизуализационного сканера. Исследование показывает, что периоды отдыха обычно способствуют улучшению памяти.

В зависимости от настроения и активности в мозгу человека активны разные области. Восприятие и мысли также влияют на это состояние, и это приводит к паттерну нейронной активности, который связан с переживаемой ситуацией. Когда его вспоминают, подобные паттерны, дремлющие в мозгу, снова активируются. Как это происходит, пока малоизвестно.

Распространенная теория формирования памяти предполагает, что воспоминания сохраняются постепенно. Сначала мозг хранит новую информацию только временно. Чтобы воспоминания остались в долгосрочной перспективе, необходим следующий шаг. "Мы называем это консолидацией", Доктор. Николай Аксмахер объясняет, кто является исследователем на кафедре эпилептологии Боннского университета и на Боннском сайте DZNE. "Мы не знаем точно, как это происходит. Однако исследования показывают, что важен процесс, который мы называем реактивацией. Когда это происходит, мозг воспроизводит паттерны активности, связанные с конкретным воспоминанием. В принципе, это знакомое понятие. Это факт, что то, что активно повторяется и практикуется, лучше запоминается. Однако мы предполагаем, что реактивация содержимого памяти также может произойти спонтанно без внешнего триггера."

Тест памяти внутри сканера

Аксмахер и его команда проверили эту гипотезу в эксперименте, в котором участвовали десять здоровых участников со средним возрастом 24 года. Им показали серию фотографий, на которых, помимо прочего, были изображены лягушки, деревья, самолеты и люди. Каждое из этих изображений было связано с белым квадратом в качестве метки в другом месте. Испытуемых просили запомнить положение квадрата. В конце эксперимента все изображения были показаны снова, но на этот раз без метки. Затем участников исследования попросили указать курсором мыши, где изначально находилась недостающая метка. Производительность памяти измерялась как расстояние между правильным и указанным положением.

"Это ассоциативная задача. Визуальное и пространственное восприятие должны быть связаны друг с другом", исследователь объясняет. "В таких задачах задействованы несколько областей мозга. К ним относятся зрительная кора и гиппокамп, который участвует во многих процессах памяти."

Активность мозга регистрировалась с помощью фМРТ в течение всего эксперимента, который длился несколько часов и включал периоды отдыха и сон внутри сканера нейровизуализации.

Повторяющиеся мозговые паттерны повысили точность

Для обработки данных алгоритм распознавания образов был обучен искать сходства между нейронными паттернами, наблюдаемыми во время первоначального кодирования, и паттернами, появляющимися в более поздних случаях. "Этот метод сложен, но достаточно эффективен", Axmacher говорит. "Анализ показал, что нейронная активность, связанная с изображениями, которые были показаны вначале, действительно проявлялась во время последующих периодов покоя и в фазе сна."

Производительность памяти коррелирует с воспроизведением паттернов нейрональной активности. "Чем чаще повторялся узор, тем точнее участники теста могли пометить соответствующее изображение", Аксмахер резюмирует выводы. "Эти результаты подтверждают наше предположение, что нейронные паттерны могут спонтанно появляться снова и что они способствуют формированию долговременного содержимого памяти. Доказательства этого уже были получены в исследованиях на животных. Наш эксперимент показывает, что это явление встречается и у людей."

Производительность памяти выигрывает от периодов отдыха

Исследование показывает, что периоды отдыха обычно способствуют улучшению памяти. "Однако наши данные не показали, имеет ли сон особый эффект. Это может быть связано с экспериментальной установкой, которая позволяла только сравнительно короткий сон", Аксмахер считает. "Напротив, ночной сон считается полезным для консолидации содержимого памяти. Но обычно это занимает много часов и включает в себя несколько переходов между разными стадиями сна. Однако другие исследования показывают, что даже короткий сон может положительно повлиять на консолидацию памяти."

Объективный взгляд на содержимое памяти

Остается только догадываться, вызывали ли повторяющиеся мозговые паттерны сознательные воспоминания или они оставались ниже порога восприятия. "Я думаю, что разумно предположить, что во время периодов отдыха участники теста позволяли себе блуждать и вспоминали образы, которые они только что видели раньше. Но это вопрос субъективного восприятия участников теста. Это то, на что мы не обращали внимания, потому что это не важно для нашего расследования", Axmacher говорит. "Сила нашего подхода скорее в том, что мы объективно смотрим на содержимое памяти извне. И что мы можем оценить их по распознаванию образов. Это открывает пути ко многим вопросам исследования. Например, спонтанно повторяющиеся мозговые паттерны также представляют интерес в контексте экспериментального исследования сновидений."

4 комментария к “Повторяющиеся следы воспоминаний улучшают долговременные воспоминания”

Оставьте комментарий