A poszteromediális kéregből származó információáramlás feltárása a vizuális téri munkamemória során: Magnetoencephalography Study 1. rész

A posteromedial cortex (PMC) az agy alapértelmezett üzemmódú hálózatának egyik fő csomópontja, és a belsőleg vezérelt kogníciók széles skálájában vesz részt, beleértve a vizuális térbeli munkamemóriát is.

Az agy alapértelmezett üzemmódú hálózata (DMN) az emberi agy egy specifikus idegi áramkör-rendszerére utal. A DMN külső stimuláció hiányában aktív, ezért "önismereti hálózatnak" is nevezik, és olyan összetett cselekvésekben vesz részt, mint a gondolkodás, az emlékezés, a tervezés és az önértékelés. Egyre több kutatás mutatja, hogy a DMN szorosan összefügg a memóriával.

Először is, a DMN kulcsszerepet játszhat abban, hogy hogyan emlékezzünk a múltra. A kutatók azt találták, hogy a DMN akkor aktiválódott, amikor az alanyok korábban tapasztalt emberekre, helyekre és eseményekre gondoltak és leírtak. Ez az „önéletrajzi emlékezetnek” nevezett forma az öntudatosságon alapul.

Másodszor, a DMN szorosan kapcsolódik az agy „hét másodperces szabályához”. Az úgynevezett "hét másodperces szabály" azt jelenti, hogy az emberek agya automatikusan működik, és körülbelül hét másodpercig működik inger nélkül. Ez a folyamat segíthet az agynak optimalizálni a gondolkodását, és javítja a gondolkodás rugalmasságát és kreativitását. Ez pozitív hatással van a memória javítására.

Végül a tudósok azt is megállapították, hogy kisebb háttérzaj mellett a DMN fontos szerepet játszhat abban, hogy hogyan halljuk és emlékezzünk az új információkra. Ez azt jelenti, hogy amikor új tartalmat próbálunk megtanulni, el kell különítenünk magunkat a környezetünk zavaró tényezőitől, hogy a DMN hatékonyan tudja feldolgozni és tárolni az információkat.

Összességében a DMN több szempontból is szorosan kapcsolódik a memóriánkhoz. Az önismeret ösztönzése, valamint a mély gondolkodás, az önvizsgálat és a figyelem képzése pozitív hatással lesz a DMN fejlődésére és a jobb memóriaképességre. Ezért összpontosítanunk kell az agy alapértelmezett üzemmódú hálózatának gyakorlására, hogy javítsuk memóriánkat és kognitív képességeinket. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, és a Cistanche deserticola jelentősen javíthatja a memóriát, mert a Cistanche deserticola egy hagyományos kínai gyógyászati ​​anyag, amelynek számos egyedi hatása van, amelyek közül az egyik a memória javítása. A darált hús hatékonyságát a benne található különféle hatóanyagok jelentik, beleértve a savakat, poliszacharidokat, flavonoidokat stb. Ezek az összetevők különféle módon elősegíthetik az agy egészségét.

Kattintson a Tudjon meg 10 módszerre a memória javítására

A kognitív folyamatokhoz való pontos hozzájárulása azonban továbbra sem világos. MEG segítségével mértük a PMC aktivitást egészséges humán résztvevőknél (mindkét nemű fiatal felnőtteknél), miközben vizuális térbeli munkamemória feladatot végeztek.

A többváltozós mintázatosztályozási elemzések ingerrel kapcsolatos információkat tártak fel a kódolás és visszakeresés során egy sor előre meghatározott kérgi ROI-ban, beleértve a prefrontális, occipitális és centrotemporális kéregeket, a PMC mellett.

Az információáramlás-elemzés során mértük, hogy milyen mértékben cserélődött ki ez az inger információ a területek között, mérve a Granger-ok-okozati összefüggéseket a területek között az idő múlásával. A feladat vizuális természetével összhangban az occipitalis kéreg információi a legtöbb korszakban más régiókat is alakítottak. A PMC azonban a vizuális munkamemória során az occipitalis és a prefrontális kéregben lévő objektumreprezentációkat alakította ki, befolyásolva az occipitalis kérget a PFC visszakeresése és a PFC során az összes feladatkorszakban.

Eredményeink összhangban vannak a PMC javasolt szerepével a belső tartalom megjelenítésében, beleértve az emlékezett információkat, valamint a külső ingerek és az emlékezett anyagok összehasonlításában.

Kulcsszavak: epizodikus emlékezet; információáramlás elemzése; MEG; hátsó cinguláris kéreg; vizuális térbeli memória.

Jelentőségi nyilatkozat

Az emberi agy egymással szorosan összefüggő régiók gyűjteményeként működik. Ennek az összekapcsolhatóságnak a funkciójának feltérképezése, valamint a különböző régiókon belüli specializációk központi jelentőséggel bírnak a kogníció alapjául szolgáló neurális folyamatok megértésében.

A posteromedial cortex (PMC) egy erősen összefüggő kérgi régió, amely szerepet játszik a téri látási munkamemóriában, bár pontos hozzájárulása továbbra sem tisztázott.

Vizuális térbeli munkamemória feladat során mértük a PMC aktivitását, tesztelve, hogy a különböző régiók hogyan reprezentálják az ingereket, és hogy ezeket a reprezentációkat más kérgi régiók vezérelték-e.

Megállapítottuk, hogy a PMC minden feladatfázisban befolyásolta az ingerinformációkat más régiókban, ami arra utal, hogy a PMC kulcsszerepet játszik az ingerreprezentációk kialakításában a vizuális térbeli munkamemória során.

Bevezetés

A posteromedial cortex (PMC) magában foglalja a hátsó cinguláris kérget és a precuneust, és széles körben úgy tartják, hogy támogatja a megismerés különféle, belsőleg vezérelt formáit (Andrews-Hanna, 2012).

Az agy alapértelmezett üzemmódú hálózatának központjaként a PMC kiterjedt kapcsolatokat mutat a mediális halántéklebenyvel, valamint a kognitív kontrollhoz kapcsolódó frontoparietális agyi régiókkal (Leech et al., 2012).

A PMC-n belüli alosztályokat körülhatároló fMRI-vizsgálatok a nyugalmi állapotban lévő többi területtel való kapcsolat különböző mintázataira mutatnak rá (Margulies et al., 2009; Bzdok et al., 2015; Kernbach et al., 2018; Khan et al., 2020), valamint Divergens, feladathoz kapcsolódó funkcionális kapcsolódás a feladat nehézségeinek növekedésével (Leechet al., 2011, 2012; Bzdok et al., 2015).

Tekintettel ezeknek az összefüggéseknek a gazdagságára és a PMC alrégiók heterogenitására (Margulieset al., 2009; Leech et al., 2011), a PMC – talán nem meglepő módon – a kognitív funkciók sokféle skálájában érintett.

Ilyen funkciók magukban foglalják az önreferenciális feldolgozást, a vizuális képalkotást, az egocentrikus reprezentációk allocentrikussá való fordítását, valamint a belső és külsőleg irányított megismerési formák modulálását (lásd Bzdok et al., 2015).

Annak ellenére, hogy nincs közvetlen kapcsolat az érzékszervi kéreggel, a PMC ideálisan helyezkedik el ahhoz, hogy konvergáló szenzoros-perceptuális bemenetet kapjon, nagyrészt vizuálisan, hogy támogassa a vizuális térinformáció integrációját (Conti és Irish, 2021).

Ezek a reprezentációk online karbantarthatók és működtethetők (azaz munkamemóriával) (Kravitz és mtsai, 2011; Hunsaker és Kesner, 2018), vagy integrálhatók múltbeli tapasztalatok kontextuálisan gazdag rekonstrukcióiba (azaz epizodikemória) (Lega et al., 2017; Natu et al., 2019).

A memória szakirodalmi konzisztens megállapítása a jelentős PMC aktiválás olyan feladatok során, amelyek a kontextuális információk visszaállítását igénylik (Bird et al., 2015).

Ezenkívül kimutatták, hogy a PMC-alrégiókon belüli aktivitás parametrikusan skálázódik a visszakeresett információ élénkségével paraméteresen, ami arra utal, hogy fontos szerepük van a memóriafenomenológiában. Ezzel szemben a PMC más alrégióiról azt javasolták, hogy az eseményfunkciók egyedi konfigurációit képviseljék (Cooper és Ritchey, 2019).

Összességében ezek a tanulmányok azt jelzik, hogy a PMC központi szerepet játszik a különböző típusú információk megjelenítésében és integrálásában a memória szolgálatában (áttekintésért lásd Ritchey és Cooper, 2020).

A PMC-aktivitás időbeli lefolyását a feladatfázisok között feltáró tanulmányok következetesen „kódolási/visszakeresési átfordulást” mutattak ki, ahol a sikeres emlékezés a kódolás során a PMC-aktivitás gyengülésével, a visszakeresés során megnövekedett aktivitással jár (Daselaar et al., 2004, 2009; Huijbers et al. , 2012, 2013).

Fontos, hogy a teljesítmény és a csillapítás, majd a facilitáció közötti összefüggéseket meghatározó voxelek elhelyezkedésének összehasonlításával Vannini et al. (2011) kimutatták, hogy ugyanazok a PMC-alrégiók modulálják a kódolási/lekérési átfordítást. A PMC-vel való funkcionális kapcsolódási mintákról is kimutatták, hogy a memória feladatfázisai között fejlődnek (pl. Piccoli et al., 2015).

Például a tetafázis mediális temporális lebeny-neokortikális szinkron megbízhatóan megjósolja az önéletrajzi emlékezet-visszakeresés során felidézett vizuális képek mértékét, amely specifikusan korrelál a precuneus aktivitásával (Fuentemilla et al., 2014), ami összecseng a PMC javasolt szerepével a látásszenzoros helyreállításban. - észlelési részletek.

Így, bár vannak bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy a memória teljesítménye során a PMC és más agyrégiók között információátadás történik (Canolty és mtsai, 2006; Fell és Axmacher, 2011; Sauseng et al., 2019), ennek az információcserének az iránya továbbra is rosszul ismert.

Ennek a vizsgálatnak a célja az volt, hogy a MEG időbeli pontosságát kihasználva meghatározza a PMC és más agyi régiók közötti információáramlás mintázatait a térbeli munkamemória teljesítménye során.

A Granger-ok-okozati információcsere új mérőszámát alkalmaztuk annak tesztelésére, hogy van-e bizonyíték arra, hogy a PMC kódolja az inger attribútumait a különböző feladatfázisokban, és meghatározzuk, hogy az ilyen információ átkerül-e a PMC másik agyi régióiból.

Megjósoltuk, hogy ha a PMC és más régiók közötti kapcsolat tükrözi az információcserét, amely döntő fontosságú a memória teljesítményéhez, bizonyítékot kell találnunk arra, hogy a PMC kódolja az emlékezett ingert, és más régiókban irányítja ennek az információnak a kódolását.

Anyagok és metódusok

Résztvevők. Pszichofizikai, MEG és MRI adatokat gyűjtöttünk 12 résztvevőtől (10 nő, 2 férfi, életkor 19-31 év, átlag=23,8 év). Minden résztvevő 1 órás munkamenet alatt fejezte be a pszichofizikai kísérletet, majd követte egy héttel később a MEG kísérlettel egy 2 órás munkamenetben.

Az anatómiai MRI felvételek egy félórás ülésen, külön napon készültek. Egy résztvevő fejfájás miatt korán kilépett a MEG vizsgálatból, így adatait kizárták.

Minden résztvevő egészséges volt, nem szerepelt neurológiai és/vagy pszichiátriai rendellenességben, és tájékozott beleegyezést adtak. Minden résztvevő normál vagy normálisra korrigált látásélességgel rendelkezett.

A résztvevők toborzása és kísérletei a Macquarie Egyetem Humánkutatási Etikai Bizottságának jóváhagyásával és a Helsinki Nyilatkozattal történtek.

For more information:1950477648nn@gmail.com