300名患者数据连接成人类首张脑电波图

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美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助的、与“恢复活跃记忆”相关的大脑研究项目(RAM)日前结出硕果——美国宾夕法尼亚大学的神经学家根据300名接受神经外科手术患者大脑中30000个电极的数据,绘制出第一张脑电波连接全图。相关成果发布在近期的《自然通讯》杂志上。

该项工作阐明了大脑不同区域在记忆形成等认知过程中的沟通方式。尽管许多研究使用非侵入性工具,如用功能性磁共振成像技术来检查大脑神经网络,但使用来自患者的直接人脑记录数据观察大型脑神经网络更有价值。为此,研究小组从全美各地多家医院收集这类信息,以直接观察脑神经网络的工作机理。

接受癫痫临床检测的病人执行了一项“自由回忆任务”,他们被要求观看屏幕上出现的一系列单词,然后尽可能多地重复记忆。同时,研究人员还在时间尺度上观察大脑活动,慢速和快速的脑电活动分别被称为低频活动和高频活动。他们发现,当一个人有效地创造新的记忆时,大脑相关区域之间的通信会随脑电活动的放缓而增强,在高频活动下则会减弱。

论文主要作者艾森·所罗门说:“大脑区域的低频连通性与该部位神经活动的增加有关。”这意味着,新记忆需要两个功能同时发生——大脑区域必须单独处理一个刺激,区域之间必须以低频率相互通信。

论文所识别的大脑区域——额叶、颞叶和内侧颞叶一直吸引着神经科学家,这些区域在记忆功能中发挥着关键作用。

项目首席研究员迈克尔·卡哈那说:“这张图有助于我们更好地理解记忆处理过程中被激活的大脑网络。”他表示,绘制这张脑电波连接全图,有助于指导未来用脑部刺激治疗创伤性脑损伤或阿尔茨海默症等记忆障碍,但他同时指出,要实现这一目标,还有很多工作要做。(科技日报)

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