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该研究解决了一个看似矛盾的问题,促进了对视觉识别记忆的理解

本站发布时间:2023-11-21 13:52:49

由于明确了哪些是新的,哪些是家族的,这些对我们的注意力优先至关重要,神经科学家花了很多时间来想象我们的大脑是如何变得更好的除了这些看似矛盾的关键观察结果外,一项新的研究表明,神秘的测量方法实际上是科学的两面,为长期深入理解“视觉识别记忆”(VRM)铺平了道路

VRM能够快速识别场景中的家庭,这可以优先考虑,这样我们就可以专注于当前最重要的事情想象一下,你会在晚上走进你的办公室,回复一封迟到的护士电子邮件你看到了所有的设备和设备——还有一个窃贼VRM有助于感觉到你的注意力集中在你的书架或台灯上

Picower教授MarkBear和这项新研究的合著者在《欧洲科学杂志》上写道:“我们没有清楚地了解这种基础性的学习方式是如何在哺乳动物大脑中实现的。”

早在1991年,研究人员就发现,当动物看到一些熟悉的东西时,大脑皮层或外层的神经就会被激活,因为这些东西是新的(其中两项研究是因为Bear在麻省理工学院的同事,Picower ProfessorEarlK.MillerandDori和DonBerkeyProfessorBobDesimone)但在2003年,Bear的实验室碰巧观察到了相反的情况:当一个家庭的刺激在动物面前闪现时,Mice实际上可能会在心脏的主要视觉区域内跳跃这种活动的峰值被称为“视觉电位”(VEP),Bear的实验室已经表明,VEP的持续增加是VRM的坚实指标

Bear说,这项由Bear实验室博士后DustinHaydena和PeterFinnie领导的新研究发现,解释了VEP是如何在对家庭刺激的反应中增加的他们将更多地解释使用VRM的机制——VEP的显著增加可能会激发招聘的抑制,从而抑制整体活动

新理解

熊的标签通过将老鼠放在黑色和白色条纹的边缘上来标记VEP,在这种边缘上,成熟的老鼠会定期切换它们的阴影,以使电池能够反向储存总的来说,看到这种刺激模式的小鼠,VEP的增加,与他们熟悉并感兴趣的模式有着密切的相关性20年来,Bear的实验室一直在通过研究“刺激选择响应弹性”(SRP)中的现象来研究VRM变化的过程

早期研究表明,SRP发生在大脑皮层4层的兴奋性神经元中,并且可能需要NMDA受体的分子激活该实验室发现,没有发现受体,因此没有发现VEP和SRP的增加,但在2019年的随访中发现,敲除移动调节器4没有影响因此,在这项新的研究中,我们在整个视觉皮层、一层一层、高层建筑内设计了VEP、SRP和VRM

他们发现,许多VRM的所有标记,包括VEP,都发生在大脑皮层的所有层,而不是第6层,而是第4层作者说,这是一个有趣的发现,因为这些神经元与丘脑(一个与传感蛋白形成相关的脑区)和第4层的抑制神经元相连,在那里他们首次测量了VEP脑电波在不同层中的一些测量变化证实了这一点。研究发现,当刺激模式是新的时,预期的脑电波振荡处于更高的“伽马”频率,这取决于一种抑制神经元,但在人们越来越熟悉的情况下,振荡会向更低的“β”频率转变,这依赖于不同的抑制群体

Ashortspikeeamida长间歇

该团队对不同层中的神经电活性进行了严格和精确的电化学记录,这可能解决了VEP和测量结果之间的矛盾,比如Miller和Desimone

Bear打趣道:“这篇论文揭示的是每个人都是对的。”

怎么了?新的数据显示,VEP非常明显,这是由于装载机中发生的异常电活动,即所有活动的间歇以前的研究表明,由于他们没有足够的临时解决方案来检测基线,因此只会出现总体的下降与此同时,Bear的团队多年来一直关注VEP,但没有必要完全关注它

新的证据表明,“吸引人的是大脑快速识别家庭刺激活动的VEPisa信号,以及触发对真实性的抑制

Bear说:“我认为这是一个很小的机制,因为这并不是因为兴奋性突触的抑制来解释家族性的产生。”“相反,它似乎被认为是由于大脑中兴奋性突触的增强,而不是皮质的募集抑制。”

即使出现了低VRM之前和之后的一些进展,也会留下一些悬而未决的问题,包括所涉及的正确电路Bear说,例如,第6层回路神经元的精确分布是清楚的因此,问题来了

除了海登、芬妮和贝尔之外,该报的另一位作者是尤里·托马索、艾丽莎·莉安和塞缪尔·库克

国家卫生研究所的国家眼科研究所、Picower学习与记忆研究所和JPB基金会资助了这项研究


来源:

Materials provided by
Picower Institute at MIT.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Dustin J. Hayden, Peter S.B. Finnie, Aurore Thomazeau, Alyssa Y. Li, Samuel F. Cooke, Mark F. Bear.
    Electrophysiological signatures of visual recognition memory across all layers of mouse V1. The Journal of Neuroscience, 2023; JN-RM-0090-23 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0090-23.2023

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