Enigma Memori Berfungsi: Mengubah Pandangan Bahagian 1

Abstrak

Memori bekerja sangat diminati kerana kepentingannya dalam fungsi kognitif, hubungannya dengan kesedaran, dan kemerosotannya dalam penyakit, tetapi mekanisme selular kekal sukar difahami dan kontroversi.

Mekanisme selular tidak dapat dipisahkan daripada ingatan. Penyelidikan menunjukkan bahawa pembentukan dan pemeliharaan ingatan berkaitan dengan aktiviti neuron. Mekanisme selular ialah unit asas yang membentuk neuron, jadi fungsi, struktur, dan peraturannya mempunyai kesan penting ke atas pembentukan dan pemeliharaan ingatan. Berikut akan memperkenalkan proses pembentukan memori, pemeliharaan, dan melupakan dari perspektif mekanisme selular.

Pembentukan ingatan terutamanya bergantung kepada perubahan dalam sinaps. Sinaps adalah bahagian penting komunikasi antara neuron. Hubungan mereka bukan sahaja menentukan pembentukan dan fungsi rangkaian neuron tetapi juga merupakan tempat utama di mana memori terbentuk. Penyelidikan telah mendapati bahawa kekuatan dan bilangan sambungan sinaptik boleh dipertingkatkan melalui latihan dan pembelajaran, yang dipanggil keplastikan sinaptik. Keplastikan sinaptik terutamanya termasuk potensiasi jangka panjang (LTP) dan kemurungan jangka panjang (LTD). LTP boleh memanjangkan keceriaan neuron, meningkatkan aktiviti neuron, dan menggalakkan pembentukan ingatan. LTD, sebaliknya, boleh melemahkan aktiviti neuron, membawa kepada kealpaan dan kepupusan. Oleh itu, keplastikan sinaptik adalah kunci kepada pembentukan dan pemeliharaan memori.

Mekanisme selular juga memainkan peranan penting dalam pembentukan dan pemeliharaan ingatan melalui neurotransmitter. Neurotransmitter ialah isyarat kimia yang berkomunikasi antara neuron dan mengawal aktiviti neuron dan keplastikan sinaptik. Kajian lepas telah menunjukkan bahawa dopamin adalah neurotransmitter penting dalam pembentukan dan pemeliharaan ingatan. Dopamin boleh menggalakkan pembentukan LTP dan mencegah berlakunya LTD, dengan itu mengukuhkan hubungan antara neuron dan menggalakkan pembentukan dan pemeliharaan ingatan.

Di samping itu, mekanisme selular juga mempengaruhi pembentukan dan pemeliharaan memori melalui peraturan epigenetik. Epigenetik merujuk kepada fenomena genetik yang mempengaruhi ekspresi gen, termasuk metilasi DNA, pengubahsuaian histon, dsb. Pengubahsuaian ini boleh mengubah tahap transkripsi gen, aktiviti promoter, dsb., seterusnya menjejaskan aktiviti neuron dan hubungan bersama. Penyelidikan telah mendapati bahawa pembentukan dan pemeliharaan memori berkaitan dengan mekanisme pengawalseliaan seperti pengubahsuaian histon dan metilasi DNA.

Ringkasnya, mekanisme selular memainkan peranan penting dalam pembentukan dan pemeliharaan memori, bukan sahaja melalui keplastikan sinaptik, modulasi neurotransmitter, dan peraturan epigenetik tetapi juga melalui banyak mekanisme lain. Oleh itu, kita harus mengkaji dengan teliti mekanisme ini dan memahami fungsi dan cara tindakannya, untuk menggunakan mekanisme ini dengan lebih baik dan menggalakkan peningkatan ingatan kita. Dapat dilihat bahawa kita perlu meningkatkan daya ingatan. Cistanche deserticola boleh meningkatkan ingatan dengan ketara, kerana Cistanche deserticola juga boleh mengawal keseimbangan neurotransmitter, seperti meningkatkan tahap asetilkolin dan faktor pertumbuhan. Bahan-bahan ini sangat penting untuk ingatan dan pembelajaran. Di samping itu, daging juga boleh meningkatkan aliran darah dan menggalakkan penghantaran oksigen, yang dapat memastikan otak menerima nutrien dan tenaga yang mencukupi, sekali gus meningkatkan daya hidup dan daya tahan otak.

Klik tahu suplemen untuk meningkatkan ingatan

Artikel terbaru oleh Barbosaan dan rakan sekerja membatalkan kesimpulan kajian berpengaruh oleh Wolff dan rakan sekerja, yang menyimpulkan bahawa ingatan yang berfungsi boleh dikekalkan dalam keadaan tersembunyi oleh keplastikan sementara sambungan sinaptik yang membentuk himpunan dinamik neuron pengekodan maklumat buat sementara waktu. Analisis semula data mendedahkan bahawa terdapat tandatangan aktif secara elektrik yang berterusan dalam rakaman EEG yang dikekalkan untuk tempoh memori kerja.

Analisis semula ini menambah kepada kumpulan besar bukti yang menunjukkan bahawa ingatan kerja dikodkan oleh potensi penembakan tindakan yang berterusan.

Walau bagaimanapun, beberapa kajian menunjukkan bahawa ingatan kerja yang tidak sedarkan diri (tanpa pengawasan) boleh diingati walaupun tanpa aktiviti saraf yang boleh diukur, menunjukkan bahawa mekanisme senyap elektrik mungkin terlibat. Menguji bahawa hipotesis adalah bermasalah, memandangkan ia tidak menunjukkan penembakan neuron yang boleh diukur dengan mudah.

Kata kunci

Memori bekerja, perhatian, keadaan tersembunyi, persepsi subliminal, keplastikan sinaptik, EEG, fMRI dan ingatan jangka pendek.

Berbeza dengan bentuk ingatan lain yang mengekalkan pengalaman pastel untuk ingatan masa hadapan, memori kerja mengekalkan maklumat dalam masa nyata semasa melaksanakan tugas. Mekanisme selular memori kerja juga mungkin berbeza daripada bentuk ingatan lain, dan ini adalah soal penyelidikan yang berterusan.

Memori bekerja mempunyai kapasiti yang sangat terhad dan tempoh yang singkat (untuk semakan, lihat Linden 2007), tetapi keupayaan ini penting untuk pelbagai fungsi kognitif dan tingkah laku. Ia adalah komponen utama kecerdasan, dan ingatan bekerja selalunya berkurangan akibat kemerosotan daripada penuaan, penyakit, atau mabuk.

Terdapat dua teori utama untuk mekanisme ingatan kerja; setiap satu disokong oleh data pengimejan otak elektrofisiologi dan berfungsi. Kajian terbaru (Barbosa dan lain-lain 2021) membatalkan kesimpulan kajian mani (Wolff dan lain-lain 2017) yang menyokong teori bahawa ingatan kerja bergantung kepada keplastikan sinaptik yang bergantung kepada aktiviti.

Ini tidak dicapai dengan melakukan eksperimen baharu, sebaliknya dengan menganalisis semula data daripada kertas terdahulu. Dengan menggunakan pendekatan analisis baharu untuk menganalisis semula data asal, pengarang mencari bukti yang menyokong hipotesis alternatif.

Dua Teori untuk Memori Bekerja

Dua teori untuk mekanisme memori kerja ialah "rangkaian neural senyap aktiviti" dan "aktiviti berterusan." Yang pertama mencadangkan bahawa keplastikan sinaptik yang bergantung kepada aktiviti menggabungkan neuron secara berfungsi ke dalam ensembel transientneural yang mengekod pengalaman (GoldmanRakic ​​1995). Menurut teori ini, keplastikan bergantung kepada pemasaan spike memacu perubahan biokimia sementara pada sinaps individu yang meningkatkan atau mengurangkan isyarat neurotransmitter untuk membentuk rangkaian saraf dinamik yang mengekalkan pengalaman.

Dinamik kalsium intraselular yang mempengaruhi penghantaran sinaptik mungkin mencukupi untuk membentuk himpunan neural sementara yang diubah suai secara dinamik oleh maklumat baru (Mongilloand others 2008). Dengan cepat perubahan yang bergantung kepada aktiviti pantas dalam kekuatan sinaptik ini berkurangan; gandingan berfungsi rangkaian saraf larut, dan ingatan kerja hilang.

Penyimpanan sementara maklumat dalam ingatan kerja melalui perubahan ringkas dalam kekuatan sinaptik akan membolehkan pengekodan pantas maklumat yang boleh dikemas kini secara dinamik untuk mengekalkan maklumat baharu dalam ingatan dalam masa nyata. Yang penting, rangkaian neural yang digandingkan secara sinaptik adalah senyap secara elektrik. Iaitu, maklumat yang dikodkan dalam rangkaian saraf diaktifkan semula semasa mengingat semula, sama seperti ingatan jangka pendek dan jangka panjang disimpan dan diingat semula, bukan dengan potensi tindakan yang dikekalkan dalam litar ini.

Hipotesis alternatif ialah ingatan kerja dikekalkan oleh penembakan potensi tindakan yang berterusan. Penembakan berterusan potensi tindakan akan menjadi cara yang tidak mungkin dan tidak cekap secara bertenaga untuk menyimpan maklumat untuk tempoh yang lama, tetapi oleh kerana memori kerja beroperasi dalam masa nyata dan berterusan untuk beberapa saat sahaja, mekanisme sinaptik keplastikan penyimpanan dan ingatan maklumat yang bertanggungjawab untuk jangka pendek dan jangka panjang. ingatan mungkin tidak diperlukan.

Sebaliknya, penembakan berpotensi tindakan berterusan dalam rangkaian saraf yang bertanggungjawab untuk persepsi dan pemprosesan maklumat boleh mengekalkan maklumat untuk tujuan segera melaksanakan tugas kognitif tertentu. Sesungguhnya, jika terdapat kesedaran tentang sesuatu peristiwa semasa tingkah laku itu sedang dijalankan, potensi tindakan berterusan menembak dalam litar kortikal akan dijangkakan.

Terdapat bukti lama untuk potensi tindakan penembakan yang berterusan semasa tempoh kelewatan sebelum mengingat semula ingatan semasa. Korteks prefrontal ialah hab memori bekerja kerana di sinilah pelbagai aspek pengalaman deria digabungkan untuk membentuk skema koheren. Kajian perintis dalam primata bukan manusia membuktikan kepentingan korteks prefrontal dalam ingatan kerja (Butters dan Pandya 1969), dan rakaman elektrofisiologi pada tahun 1970-an mendedahkan penembakan neuron dalam korteks prefrontal monyet yang dikekalkan untuk tempoh tugas memori kerja (Fuster dan Alexander1971).

Begitu juga, peningkatan aktiviti yang berterusan semasa tempoh kelewatan dalam tugas memori bekerja juga telah ditunjukkan oleh pengimejan resonans magnetik berfungsi (fMRI; Courtney dan lain-lain 1997) dan kajian elektroensefalografi (EEG; Foster dan lain-lain 2016) pada manusia. Korteks deria dan kawasan otak lain boleh mempamerkan tingkah laku yang serupa.

Satu kesukaran, walau bagaimanapun, ialah aktiviti berterusan sedemikian boleh menjadi sampingan kepada mekanisme asas memori kerja; sebagai contoh, ia boleh mencerminkan aktiviti saraf yang berkaitan dengan perhatian (Lewis-Peacock dan lain-lain2012). Malah, kajian lain telah menunjukkan bahawa aktiviti saraf boleh memudar dan berkurangan semasa tempoh kelewatan sebelum mengingat. Kerap kali aktiviti saraf menurun ke garis dasar dan membina semula kekuatan pada penghujung tempoh kelewatan tanpa menjangkakan penarikan semula yang diperlukan untuk melaksanakan tugas yang berulang (Barak dan lain-lain 2010).

Bersama-sama kajian ini mencadangkan bahawa walaupun penembakan berpotensi tindakan berterusan boleh menghadiri memori kerja, mekanisme senyap elektrik lain mungkin mengekalkan ingatan berfungsi dalam beberapa kes. Satu penjelasan yang parsimoni ialah ingatan kerja yang dihadiri (yang disimpan dalam kesedaran sedar) dan ingatan kerja tanpa pengawasan (tidak sedar) mungkin beroperasi melalui mekanisme selular yang berbeza.

Dihadiri berbanding Memori Kerja Tanpa Pengawasan

Ingatan yang berfungsi boleh dikekalkan tanpa kesedaran, dan kemudian diingat semula selepas isyarat yang sesuai, seperti apabila seseorang itu melupakan aliran pemikiran mereka dalam perbualan tetapi kemudian mengingatinya dengan segera apabila diingatkan tentang apa yang diperkatakan hanya beberapa saat sebelum ini.

Bagi menyokong ini, satu denyutan TMS (stimulasi magnetik transkranial) boleh memulihkan ingatan kerja visual yang hilang dalam kajian tentang manusia, dan meningkatkan tahap aktiviti saraf yang dikesan olehfMRI dan EEG yang menunjukkan ingatan ingat (Rose dan lain-lain 2016). Ini menyokong hipotesis bahawa kenangan tanpa pengawasan disimpan oleh mekanisme selain daripada penembakan potensi tindakan yang berterusan.

Dalam eksperimen ini, peserta dipersembahkan serentak dengan dua objek pada skrin komputer. Selepas kelewatan yang singkat, mereka diberitahu yang mana antara dua yang perlu diingat. Oleh itu, imej yang dicurahkan menjadi tumpuan perhatian dan dikekalkan dalam keadaan ingatan kerja yang dihadiri.

Tindak balas saraf yang meningkat, yang dikesan oleh fMRI dan EEG dalam eksperimen berasingan, telah dikenal pasti yang sepadan dengan apabila imej itu diiktiraf.

For more information:1950477648nn@gmail.com