Широко распрострањени таласи синхронизују људске кортикалне активности током спавања, буђења и присећања 1. део

Декларативно меморијско кодирање, консолидација и проналажење захтевају интеграцију елемената кодираних на широко распрострањеним кортикалним локацијама. Механизам у коме долази до оваквог "везивања" различитих компоненти менталних догађаја у уједињене репрезентације је непознат. Теорија "везивања по-синхронији" предлаже да су дистрибуиране области кодирања везане синхроним осцилацијама које омогућавају побољшану комуникацију.

Декларативно меморијско кодирање се односи на претварање информација у форму коју можемо да ускладиштимо, преведемо и преузмемо. Ово кодирање се може обавити различитим методама, као што је повезивање информација са нашим постојећим знањем (асоцијативна меморија), подела информација на организоване делове (структурирана меморија), итд. Декларативно меморијско кодирање је изузетно важно за наше памћење.

Са ефективним декларативним меморијским кодирањем, можемо лакше запамтити и повратити информације. Декларативно меморијско кодирање је неопходно за учење нових знања и памћење важних информација. Без декларативног меморијског кодирања, можемо заборавити или збунити различите информације, које могу утицати на наш свакодневни живот и учење.

И не само то, већ декларативно кодирање меморије такође промовише везе и везе између неурона у мозгу, чиме се побољшавају наше способности памћења. У нашем мозгу, неурони формирају замршене мреже, а кроз стимулацију и кодирање меморије, можемо побољшати везе и везе између неурона, што је важно за дуготрајно памћење.

Стога, добро декларативно кодирање меморије не само да нам помаже да учимо и вежбамо нова знања, већ и побољшава нашу способност памћења и одржава мозак активним. Стога, у нашем свакодневном животу, активно коришћење различитих метода кодирања меморије за јачање нашег декларативног кодирања меморије има веома позитиван ефекат промоције на наше памћење. Види се да треба побољшати своје памћење. Цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење јер је цистанцхе десертицола традиционални кинески медицински материјал са многим јединственим ефектима, од којих је једно побољшање памћења. Ефикасност млевеног меса потиче од различитих активних састојака које садржи, укључујући киселину, полисахариде, флавоноиде, итд. Ови састојци могу да унапреде здравље мозга на различите начине.

Кликните на Знај краткорочну меморију како да побољшате

Међутим, докази за такве осцилације су ретки. Кратке високофреквентне осцилације („мребање“) се јављају у хипокампусу и кортексу и помажу у организовању присећања и консолидације памћења. Овде, користећи интракранијалне снимке код људи, извештавамо да се ови таласи од ∼70-мс-трајања, 90-Хз таласи често упарују (унутар ±500 мс), истовремено се јављају (већи или једнаки {{6} }мс преклапање), и, што је најважније, фазно закључавање (имају конзистентно фазно кашњење) између широко распоређених фокалних кортикалних локација током спавања и буђења, чак и између хемисфера.

Ко-појава кортикалног таласа је олакшана активацијом на више места, а фазно закључавање се повећава са више кортикализације кортикалитета. Мрешкања у свим кортикалним областима се јављају заједно са таласима хипокампуса, али не блокирају фазу са њима, што даље сугерише да је кортико-кортикална синхронизација посредована кортико-кортикалним везама. Кашњење фазе таласања варира у зависности од ноћи спавања, у складу са учешћем у различитим мрежама. Током буђења, показујемо да се хипокампо-кортика и кортико-кортикални таласи повећавају пре успешног одложеног присећања меморије када је везивање између сигнала и одговора од суштинског значаја.

Таласање се повећава, а фазно-модулациона паљење јединица и таласање повећавају високофреквентне корелације између области, сугеришући синхронизовано повећање јединица које олакшавају размену информација. ко-појава, фазна синхронизација и високофреквентна корелација се одржавају са малим декрементом на веома великим удаљеностима (25 цм). Чини се да хипокампо-кортико-кортикални таласи поседују суштинска својства неопходна да подрже синхронизовање везивања током враћања меморије и можда генерално у когницији.

Таласање су кратке високофреквентне осцилације које су добро проучене у глодартипокампусу током спавања без брзих покрета очију (НРЕМ) када означавају игру догађаја из претходног периода буђења и критичне су за консолидацију меморије у кортексу (1–4 ). Недавно су пронађени таласи у кортексу асоцијације пацова, али не и примарним сензорним или моторним кортексима током спавања, са повећаним спајањем са таласима хипокампуса у сну након учења (5). Ранија студија је известила о таласима у кортексу будних и спавајућих мачака, посебно НРЕМ (6). Код људи, кортикални таласи су недавно идентификовани током буђења и чешће су пронађени у латералном темпоралном него у роландичном кортексу.

Појава оштрог таласног таласа у хипокампу и таласање између парахипокампалног гируса и темпоралне асоцијације кортекса повећавају претходну меморију код људи (7, 8), што вероватно олакшава репродукцију кортикалних неуронских секвенци успостављених током кодирања (9). Код пацова, таласи се јављају заједно између хипокампуса и ∼1 мм2 паријеталног кортекса у сну након учења (5), код мишева, таласи се шире од хипокампуса до ретроспленијалног кортекса (10), а код мачака, таласање је наводно ограничен на кратке удаљености (6).

Недавно смо известили, користећи људске интракранијалне снимке, да су таласи дужине ∼70-мс, ∼90-Хз свеприсутни у свим регионима кортекса током НРЕМ-а, као и током буђења (11). Током буђења, кортикални таласи настају на локалним високофреквентним врховима активности. Током спавања, кортикални таласи се обично јављају на прелазу кортикалног слоја од доле ка горе, често са кортикалним вретенима за спавање од 10- до 16- Хз и обрасцима покретања локалних јединица у складу са генерисањем путем пирамидално-интернеуронске повратне спреге. Открили смо да се кортикални таласи групишу заједно у оквиру пластичности зависне од шиљка. Ови налази су у складу са кортикалним таласима који доприносе консолидацији меморије током НРЕМ-а код људи.

Иако се стога све више схвата да хипокампални и кортикални таласи имају важну улогу у памћењу људи и глодара, ништа се не зна о мрежним својствима кортикалних таласа. Конкретно, није познато да ли се таласи јављају истовремено или се фазно синхронизују између кортикалних места и, ако јесте, да ли је на то утиче удаљеност или је у корелацији са реконструкцијом декларативних сећања. Ово би била критична својства за кортикалне таласе да учествују у везивању различитих елемената сећања који су представљени у различитим кортикалним областима, што је суштина меморије зависне од хипокампуса (12).

Повезивање разнородних елемената сећања је специфичан случај општијег проблема како се различити садржаји менталног догађаја уједињују у једно искуство. Најчешће се говори о томе како су различити визуелни квалитети објекта (нпр. боја, облик, локација и текстура) повезани једни са другима (13), али „проблем везивања“ се генерализује на то како су садржаји свести уједињени у једном току свести. (14).

Савремени рачуни се често ослањају на хијерархијску и мултимодалну конвергенцију. Међутим, кортикална обрада је дистрибуирана и било би тешко представити комбинаторне могућности садржане у свим потенцијалним искуствима са конвергенцијом, што доводи до сугестије да темпорална синхронија везује кортикалне области (15). Ову хипотезу је прво подржало активирање јединице закључане фазе и потенцијали локалног поља (ЛФП) на 40 до 60 Хз изазване једноставним визуелним стимулансима у примарном визуелном кортексу анестезиране мачке на удаљеностима<7 mm (16). 

Иако су неке даље студије пронашле сличне резултате у другим кортикалним областима, понашањима и врстама, као што би се очекивало према хипотези о везивању уз синхронију (17, 18), друге су биле мање успешне (19). Синхроне високе гама осцилације су такође критиковане јер не пружају никакав механизам за неуроналитеракцију осим генеричке активације (19, 20).

Овде, користећи снимке људске интракранијалне стереоелектроенцефалографије (СЕЕГ), откривамо да се таласи јављају истовремено и, што је невероватно, фазно синхронизују у свим режњевима и између обе хемисфере, са малим смањењем, чак и на великим удаљеностима. Штавише, ко-појава таласања је појачана између кортикалних места, као и између кортекса и хипокампуса, што претходи успешном одложеном опозиву.

Цорипплинг је прогресивно био изнад очекиваног, јер је укључивао већи део локација, што је довело до прогресивно јачег закључавања фазе. Паљење једне јединице је повећано током и фазно закључано на кортикалне таласе, пружајући основни захтев за таласање да би се побољшала комуникација путем поновне модулације и детекције случајности. Побољшана комуникација је подржана нашим открићем повећане корелације високих фреквенција између чак и удаљених региона таласања.

Ове карактеристике сугеришу да дистрибуирани, фазно закључани кортикални таласи поседују својства која им могу омогућити да помогну у интеграцији различитих компоненти меморије. Уопштено говорећи, таласи могу помоћи да се "вежу" различити аспекти менталног догађаја који су кодирани у широко распрострањеним кортикалним областима у кохерентну репрезентацију.

Резултат

Детекција таласа током НРЕМ-а и буђења. Мрешкање је откривено коришћењем интракранијалних снимака кортикала и хипокампуса код 17 пацијената (СИ Додатак, табела 1) који су били подвргнути праћењу да би се локализовали жаришта напада током НРЕМ-а и буђења. За мерење ЛФП коришћене су деривације биполарног контакта. Таласање је откривено само на каналима у нелезијским, епилептогеним подручјима.

За таласе се захтевало да имају три или више циклуса повећане вршне аналитичке амплитуде од 70 до 100 Хз која није садржала епилептиформну активност или артефакте. Такође се захтевало да се таласи не појаве у време наводних интерикталних шиљака откривених на било ком другом каналу да би се искључили догађаји који би могли бити лажно повезани услед епилептиформне активности.

Кортикални таласи су откривени у свим режњевима обе хемисфере током НРЕМ-а и буђења (СИ додатак, слика С1А и Б;н=273 канали). Кортикални и хипокампални таласи били су конзистентно ∼70- до 85-мс-дужине, ∼90-Хз осцилације. Конкретно, кортикални таласи током НРЕМ-а имали су просечну и СД (просеци канала) фреквенцију од 89,1 ± 0.8 Хз, густину од 8,4 ± 2,7 мин1, амплитуду од 5,1 ± 2,4 μВ и трајање од 76,5 ± 10.1 мс.

Током буђења, кортикални таласи су имали фреквенцију од 89,5 ± 0.7 Хз, густину од 5,8 ± 3,4 мин1, амплитуду од 7,2 ± 3,9 μВ и трајање од 66,6 ± 7,2 мс (Слике 1А и Б ;н=273 канала). Хипокампални таласи током НРЕМ-а имали су просечну и СД фреквенцију од 85,7 ± 2.0 Хз, густину од 7.0 ±4,8 мин1, амплитуду од 17,4 ± 7,8 μВ и трајање од 87,5 ±9.{{ 35}} мс и током буђења је имао фреквенцију од 88,2 ± 1,4 Хз, густину од 7,4 ± 5,5 мин1, амплитуду 18.0 ± 9,6 μВ, и трајање од 69,7 ± 7,9 мс (н=28 канала ). СД мањи од или једнак фреквенцији таласа од 2 Хз у свим околностима сугерише могућност да локални канал и својства мреже леже у основи доследне резонантне фреквенције.

Кортикални таласи се упарују и заједнички јављају у широко распрострањеним регионима.

Претпоставили смо да се таласи упарују (јављају се унутар ±500 мс један од другог) и да се посебно јављају заједно између кортикалних места, што би било кључно за широко распрострањену интеграцију информација. Открили смо да се кортикални таласи често и снажно спајају током НРЕМ (н=4,487/4,550 значајних парова канала, тест рандомизације, стопа пост-лажног откривања[ФДР] П < 0,05) и буђења (н=4 ,478/4,550), између свих узоркованих области коре (Слика 2А и Табела 1), укључујући између хемисфера.

Удео парова кортико-кортикалних канала који су били значајно повезани током НРЕМ-а (98,6%) није се значајно разликовао од оног током буђења (98,4%; П=0.44, χ2=0},61, степени слободе [ дф]=1). Видети СИА додатак, сл. С2А и Б за појединачне пацијенте.

Најважније, открили смо да је спајање кратког кашњења довело до заједничког појављивања (преклапање веће од или једнако 25- мс) ових ∼70- мс дугих таласа, са незнатно, али значајно већим вероватноћама током буђења него НРЕМ (сл. 2Ц). Проценат парова кортико-кортикалних канала са значајном појавом таласања био је веома висок и скоро једнак током НРЕМ-а (н=2, 218/2,275, 97,5%) наспрам. буђење (н=2, 225/2,275, 97,8%).

Такође смо открили да су вероватноће заједничког појављивања кортико-кортикалних таласа кроз канале у корелацији између НРЕМ-а и буђења (СИ Додатак, слика С3А; р=0.41, П=7 × 10180, значај р) . Све у свему, скоро сви парови кортико-кортикалних канала се спајају и појављују се истовремено и током НРЕМ-а и током буђења).

Хипокампални и кортикални таласи се упарују и јављају заједно, посебно током буђења, али са нижим стопама од кортикокортикалних.

Као што је раније пронађено (8), таласи у многим паровима хипокампокортикалних канала такође су били значајно повезани (слика 2Б и табела 1) током НРЕМ (н=133/461) и буђења (н =401/461), али са знатно нижом стопом од кортико-кортикалних парова у оба стања (НРЕМ: П < 0.00001, χ2=2, 832.0, дф=1; буђење: П < 0,00001, χ2=213.3, дф=1). За разлику од кортико-кортикалних парова, удео значајних хипокампо-кортикалних парова био је већи током буђења (87,0%) него НРЕМ (28,9%, П< 0.00001, χ2 = 319.6, df = 1). See SI Appendix, Fig. S2C, and D for individual patients. These findings of cortico-cortical and hippocampo-cortical couplings were maintained when only cortical and hippocampal channels that were free of interictal spikes at any time were analyzed (SI Appendix, Table 2).

Чини се да преклапање људских таласа између кортекса и хипокампуса није проучавано по себу, али би се такође очекивало да ће се десити с обзиром на њихово спајање. Заиста, пронашли смо значајну појаву таласа у 81,1% (н=374 /461) парова хипокампо-кортикалних места током буђења и 34,7% (н=160/461) током НРЕМ-а. Виша хипокампо-кортикална ко-појава током буђења у поређењу са НРЕМ била је значајна (П < 0.00001, χ2=203.8, дф=1). Осим тога, ови проценти за хипокампо-кортикалне истовремене појаве (81,1% буђења; 34,7% НРЕМ) су значајно нижи него за парове кортико-кортикалних места (97,5% буђења; 97,8%НРЕМ) (НРЕМ: П < 0,00001, χ{{31 },328.8, дф=1; буђење:П < 0,00001, χ2=1,250.1, дф=1). Дакле, таласи у хипокампалним и кортикалним местима се спајају и појављују заједно, али знатно нижом стопом него између кортикалних места.

Кортикални таласи доводе до таласања хипокампуса током буђења.

Неки меморијски модели претпостављају да се информације преносе током буђења из кортекса у хипокампус ради меморијског кодирања. Током буђења, 22,4% (90/401) парова канала имало је значајну преференцију у редоследу (Табела 1; након ФДР-а П < 0,05, двострани биномски тест, очекивана вредност=0.05). Међу овим значајним паровима, кортикални таласи су довели до таласања хипокампуса у 84,4% (76/90). Током НРЕМ-а, 31,6% (42/133) хипокампо-кортикалних парова који су били значајно повезани имало је значајну преференцију по страни, при чему су таласи једног канала предводили друге. .

Док су таласи хипокампуса довели до кортикалних таласа у 66,7% (28/42) ових значајних парова током НРЕМ-а, овај ефекат је углавном био вођен од стране једног пацијента (СИ додатак, табела 3), за разлику од ефекта кортикалних таласа који су довели до таласања хипокампуса током буђења, који је био конзистентан преко већина пацијената (СИ Додатак, Табела 3). Укупна преференција да кортикални таласи доводе до хипокампалних таласа током буђења у поређењу са НРЕМ-ом била је веома значајна (П=4 × 109, χ2=34.5, дф=1).

For more information:1950477648nn@gmail.com