昨日，Cell：“史無(wú)前例”的研究！腦機(jī)接口首次揭示神經(jīng)元如何在睡眠中激活，“回放”我們的短期記憶
由布朗大學(xué)、斯坦福大學(xué)和凱斯西儲(chǔ)大學(xué)組成的學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)BrainGate，在兩名癲癇患者的大腦中植入了微型電極。首次顯示了大腦神經(jīng)元如何在睡眠中激活，以“回放”我們的短期記憶，從而將其轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期記憶。昨日，這項(xiàng)研究發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》雜志上。威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)大學(xué)和紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院主任、阿爾茨海默氏癥預(yù)防診所的Richard Isaacson博士說(shuō)：“盡管進(jìn)行了幾十年的研究，但目前仍不清楚'短期’記憶是如何被歸檔，變成'長(zhǎng)期’記憶。使用腦-機(jī)接口是研究記憶的一種令人興奮的方式，因?yàn)樗梢杂涗浤X細(xì)胞的活動(dòng)模式。”Richard Isaacson博士。圖源：healthmatters.nyp.org追蹤單個(gè)神經(jīng)元
Braingate在過(guò)去十幾年時(shí)間里開(kāi)發(fā)的腦機(jī)接口，使患有肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS）和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腦損傷或肢體缺失的人能夠使用其腦信號(hào)來(lái)移動(dòng)計(jì)算機(jī)光標(biāo)，機(jī)器人手臂和其他輔助設(shè)備來(lái)交流和控制自己的世界。計(jì)算神經(jīng)學(xué)家和研究作者Beata Jarosiewicz。圖源：bcisociety.org計(jì)算神經(jīng)學(xué)家和研究作者Beata Jarosiewicz說(shuō)：“神經(jīng)元很小，大小約為10微米。而那些被批準(zhǔn)用于人類的微距電極，比如深度刺激大腦的電極，因?yàn)樘蠖鵁o(wú)法記錄單個(gè)神經(jīng)元的峰值活動(dòng)?！?/span>Braingate的外科醫(yī)生將一系列微小的電極植入到兩名感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)癱瘓患者的大腦頂部，從而使他們能夠“思考”如何移動(dòng)他們的手。通過(guò)映射神經(jīng)元在思考過(guò)程中的行為方式，解碼器可以通過(guò)連接的假肢和輔助機(jī)器人設(shè)備將思維轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言或動(dòng)作。時(shí)任BrainGate研究助理教授的Jarosiewicz說(shuō)。“不同的神經(jīng)元有不同的偏好方向，我們可以通過(guò)所有神經(jīng)元的激活模式來(lái)判斷一個(gè)人想要把手朝哪個(gè)方向移動(dòng)。”電子游戲《西蒙》
視頻：參與者執(zhí)行序列游戲的實(shí)時(shí)視頻。論文視頻
在這項(xiàng)研究中，兩名被試者被要求小睡一會(huì)兒，他們的神經(jīng)元活動(dòng)被記錄下來(lái)作為基線。然后，每個(gè)人都要玩一款序列電子游戲《西蒙》。過(guò)程中，玩家被要求通過(guò)大腦重復(fù)游戲剛剛顯示的光運(yùn)動(dòng)順序，同時(shí)記錄下他們的神經(jīng)活動(dòng)。最后，兩個(gè)人被要求休息和小睡。被試者在游戲結(jié)束小睡時(shí)維持神經(jīng)元活動(dòng)不變。論文原圖結(jié)果表明，在小睡期間，兩名受試者保持著玩游戲時(shí)所記錄的神經(jīng)元活動(dòng)。這意味著他們的大腦在他們睡覺(jué)后繼續(xù)玩西蒙游戲，在神經(jīng)元水平上重復(fù)同樣的模式。“充分了解記憶在大腦中的存儲(chǔ)方式，有助于解開(kāi)最佳認(rèn)知功能的秘密?！?/span>麥克奈特大腦研究基金會(huì)的受托人Isaacson說(shuō)，該基金會(huì)為神經(jīng)疾病的新型療法和預(yù)防研究提供資金。“利用腦機(jī)接口技術(shù)來(lái)研究睡眠周期中的大腦運(yùn)動(dòng)，大腦中植入一個(gè)多電極陣列，且電極足夠小，能夠探測(cè)到單個(gè)神經(jīng)元的放電活動(dòng)。這就是為什么這項(xiàng)研究是'史無(wú)前例’的?！盝arosiewicz說(shuō)。Isaacson說(shuō):“這項(xiàng)研究支持了這樣一種觀點(diǎn)，即為了優(yōu)化記憶功能和學(xué)習(xí)，人們需要優(yōu)先安排休息活動(dòng)——最重要的是充足的睡眠——以保持我們的'引擎’在最佳狀態(tài)下運(yùn)行?！?/span>艾薩克森說(shuō)，有一些家用監(jiān)控設(shè)備，可以追蹤不同的睡眠階段，而這些階段對(duì)記憶的鞏固可能是最重要的。他希望未來(lái)的研究能幫助我們弄清楚哪些特定階段的睡眠記憶重現(xiàn)頻率最高。原文地址：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)30530-1
本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)
點(diǎn)擊舉報(bào)。
