文摘
我们不断与世界互动。然而,我们的经历的记忆存储作为单独的事件。例如,当我们去旅行的时候,我们不记得发生了什么事。相反,我们记得只有少数特别的时刻或事件,如围着篝火跳舞。我们的大脑不断提取难忘的事件虽然我们与世界互动,我们组织这些活动基于他们的相关性。这个过程就像分组公路旅行照片在不同文件夹在电脑上,我们可以有效地、准确地检索这些记忆在未来。大脑如何创造这些难忘的事件?在本文中,您将了解两组大脑内的神经元,帮助实现这一了不起的壮举。您还将了解如何这些神经元的激活形状记忆的形成和检索。
大脑将我们的经验分为独立的事件
想象一下一个典型的学校的一天。你上课在数学,科学和语言。你能记得每句话每个老师说吗?可能不会。但你几乎肯定会记得每个类。也许一个数学方程,一个令人费解的科学观察,一个新的语法规则,甚至是一个笑话,一个同学告诉你的类。当你回家,你的妈妈或爸爸询问你一天在学校,你将如何描述它?你会告诉他们你的一天的所有细节在特定的顺序,你经历过吗?可能不会。事实上,你可能很难记住新笑话是否科学课之前或之后发生的。 This is because we extract only the important moments or events from what we experience and store them in memory [1]。
很难检索记忆的不同情况或事件上下文,如在数学课上发生的事情与事情发生在科学课。这是与著名的“门口”效应(2),一个人的记忆发生在一个房间里通过门口时下降到另一个房间。这种转变从一个到另一个叫做情况或上下文环境的转变。你曾与一些目的进入一个房间,但是忘记,原因是一旦你到达那里吗?如果是这样,你经历了“门口”效应。所以,环境变化标志着一个事件的开始和结束,或者换句话说,事件边界。我们的大脑是如何检测事件边界?
大脑中的神经元标记事件边界
大脑是由细胞组成的神经元传输和处理来自外部世界的信息(更多信息关于大脑与身体,明白了这对年轻人的文章前沿)。认为神经元是存在两种状态之一:激活或不活跃。神经元可以随时在这两个状态之间切换。二十大脑障碍称为耐药性癫痫患者自愿参与我们的研究(有关癫痫的更多信息,请参阅这对年轻人的文章前沿)。这些患者测量装置电极不同的大脑区域内植入,诊断大脑的哪些部分他们的癫痫发作。对于我们的研究,我们也可以使用这些电极来“听”对大脑了解我们的大脑如何检测事件边界。当神经元附近的电极是活跃的,我们看到小小波澜(三角形图1)在我们记录的信号从大脑的神经元。
- 图1——如果电极(针状设备)植入大脑,我们可以测量电极旁边的神经元的信号。
- 三角形标志着“上升”的被测信号由于神经元激活。
虽然我们监控他们的神经信号,参与者做了一个记忆实验(图2)。观看九十年无声视频包含不同类型的边界。剪辑与没有边界包含连续的画面,没有任何编辑。剪辑与软、硬边界包含了场景转换,就像你可能看到场景之间的电影。软边界减少到一个相关的场景,但是硬边界减少到一个完全无关的场景。举个例子,一个场景一个人的烧烤,开关从一个侧面视图是一个柔软的边界,一个场景,从制作咖啡变为折叠雨伞是一个硬边界(图2一个)。
- 图2 -(一)参与我们的记忆实验观察一系列的无声视频剪辑与没有边界,软边界,或硬边界。
- 有90总剪辑,每个类别30。(B)5分钟的休息后,参与者完成一个场景识别的任务。呈现单一的框架和要求决定是否都是“老”(从观看剪辑)或“新”在观看视频(没见过)。(C)最后,参与者time-discrimination任务执行。他们面对双帧和观看视频帧发生第一次的问道。
是大脑意识到这些不同的边界时看一段视频吗?当然!我们发现,两组神经元帮助识别不同类型的事件边界(图3一)。边界的神经元激活很多当参与者观看视频剪辑的软、硬边界,事件的神经元只有激活很多硬边界。这两种类型的神经元主要是位于海马体负责制造新的记忆,大脑区域。
- 图3 -(一)在视频看,边界神经元激活后软边界和硬边界。
- 事件神经元激活后才硬边界(更多的神经元在图中显示更多的活动)。(B)更多的边界神经元的激活事件边界后导致更好的场景识别记忆。(C)少神经元激活的事件在硬边界导致更好的指出西安市记忆。
神经元反应事件边界预测记忆
神经元如何应对事件边界形状记忆?为了解决这个问题,让我们看的第二部分记忆游戏(图2 b,C)。看完所有九十个片段,我们测试了参与者的记忆关于每一个夹在两种不同的方式。场景识别任务帮助评估参与者认识到剪辑的内容。参与者与单帧从一个剪辑。他们被要求按下按钮并决定他们是否见过这个框架(“旧”)(“新”)。第二个测试是一个time-discrimination任务,我们测试了参与者是否会记得正确的顺序的帧从他们看到视频。参与者有两个帧并排在屏幕上,一个来自之前和一个来自一个事件后边界。他们被要求选择帧被认为早在原始剪辑。
场景识别任务,我们发现参与者更好地认识到帧边界事件后不久。相比之下,远离事件边界框架都记得那么好。这表明,大脑需要精神“快照”后不久遇到事件边界。time-discrimination任务,参与者更难以决定哪些帧发生第一次当这些帧被硬边界分离。这是类似于前面讨论过的“门口”效应。
一起把我们的研究,我们发现神经激活事件边界预测参与者的记忆片段的多好。对于一个给定的剪辑,如果边界神经元激活很多软、硬边界,参与者更容易记住他们是否见过一个帧的剪辑(图3 b)。同时,如果事件神经元激活少硬边界,参与者更容易记住帧的顺序从他们看视频(图3 c)。硬边界帮助建立的记忆事件本身,但很难记住事件发生的顺序。
为什么这个很重要?
在这项研究中,我们使用视频来模拟现实生活中的经验和研究人类大脑如何形成和检索记忆。我们发现事件边界形状我们的记忆。识别记忆增强的事情后事件边界,而记忆的事件的顺序是减少困难的边界。我们确定了两组神经元标记事件边界。边界神经元激活在软、硬边界,而事件神经元只有应对艰难的边界。
这些发现证明大脑神经元帮助连续经历分解成单独的事件中,如基本但人类记忆的神秘的方面。我们观察到的影响在未来潜在的应用。例如,推动边界的激活神经元和神经元活动可能会帮助那些有困难的记忆障碍患者检测事件边界或记忆事件的顺序。我们的发现也开放很多有趣的问题。可以边界神经元和神经元标记事件边界从音频信号,如播客,例如?发生在大脑神经元激活边界神经元和事件吗?为什么大脑关心事件边界?我们希望像你这样的年轻科学家将帮助我们在未来回答所有这些问题。
确认
作者要感谢医疗团队在西奈医疗中心和多伦多西部医院支持神经录音。我们感谢所有的参与者和他们的家庭的努力。这项研究由美国国立卫生研究所的支持(U01NS103792, U01NS117839, K99NS126233)和国家科学基金会(1231216)。
术语表
上下文:↑一个事件的设置,包括发生了什么,在哪里发生,什么时候发生。
环境的转变:↑变化的事件设置,包括切换到一个不同的主题,位置,和主题。
事件边界:↑当切换从一个事件到另一个。
神经元:↑大脑细胞接收来自外部世界的感官信息和沟通与其他神经元和身体。
电极:↑一种设备,可以从神经元电活动记录。
边界的神经元:↑神经元激活很多软、硬边界的视频剪辑。
事件的神经元:↑神经元激活很多硬边界的视频剪辑。
海马体:↑大脑海马形状区域深处记忆是至关重要的。这个名字来源于希腊语:“河马”意思是“马”和“邮政寿险局”意思是“海怪”。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
原始的文章
↑郑,J。,Schjetnan, A. G., Yebra, M., Gomes, B. A., Mosher, C. P., Kalia, S. K., et al. 2022. Neurons detect cognitive boundaries to structure episodic memories in humans.Nat。>。25:358 - 68。doi: 10.1038 / s41593 - 022 - 01020 - w
引用
[1]↑Radvansky, g。,and Zacks, J. M. 2014.事件的认知。牛津大学出版社。doi: 10.1093 / acprof: oso / 9780199898138.001.0001
[2]↑Radvansky, g。,and Copeland, D. E. 2006. Walking through doorways causes forgetting: situation models and experienced space.Mem。Cogn。34:1150-6。doi: 10.3758 / BF03193261