Undele cerebrale de frecvență înaltă coordonează memoria de lucru umană
Cercetările efectuate de oamenii de știință de la Universitatea din California, San Diego, și colaboratorii lor au adus noi informații despre modul în care creierul uman coordonează memoria de lucru, procesul prin care creierul codifică informații pentru utilizare imediată sau pe termen scurt.
Studiul a descoperit că undele cerebrale de frecvență înaltă, denumite ripples, ar putea ajuta regiunile îndepărtate ale creierului să se sincronizeze între ele în timpul sarcinilor de memorie de lucru. Deși activitatea ripples a fost anterior asociată cu memoria pe termen lung, rămânea neclar dacă acestea ajută la coordonarea activității neuronale pe distanțe mari în creierul uman în timpul cogniției active.
Memoria de lucru este esențială pentru sarcini zilnice, cum ar fi urmarea instrucțiunilor, navigarea în locuri necunoscute și amintirea informațiilor din conversații. Noile rezultate oferă o înțelegere mai bună a modului în care creierul coordonează acest proces și ar putea ajuta, de asemenea, la înțelegerea mai profundă a tulburărilor în care conectivitatea cerebrală este afectată, cum ar fi boala Alzheimer sau tulburarea de deficit de atenție/hiperactivitate (ADHD).
Studiul a analizat înregistrările cerebrale de la 35 de pacienți care au avut anterior electrozi implantați în creier pentru monitorizarea epilepsiei. Participanții au fost rugați să privească una sau trei imagini, să le rețină în minte pentru o scurtă perioadă de timp și apoi să decidă dacă o imagine de test se potrivește cu una din setul inițial. Cercetătorii au analizat activitatea din multiple regiuni cerebrale implicate în memorie și cogniție pentru a căuta modele coordonate de activitate neuronală.
Cercetătorii au constatat:
- Oscilațiile ripple au crescut în toate etapele memoriei de lucru.
- Când ripples au avut loc simultan în diferite regiuni ale creierului, neuronii din acele regiuni aveau cu aproximativ 30% mai multe șanse să se activeze împreună, chiar și pe distanțe de până la 220 de milimetri.
- Această coordonare a crescut pe măsură ce sarcina de memorie a crescut.
- În timpul recuperării – etapa memoriei de lucru în care creierul accesează informațiile stocate – co-ripples au ajutat creierul să recreeze modelele de activitate neuronală utilizate pentru a forma memoria inițială.
Împreună, aceste descoperiri sugerează că oscilațiile ripple ar putea servi ca un mecanism pentru comunicarea neuronală pe distanțe lungi, ajutând creierul să integreze informațiile. Rezultatele ar putea, de asemenea, să ajute cercetătorii să înțeleagă mai bine cum funcționează rețelele cerebrale legate de memorie în condiții de sănătate și boală, inclusiv prin distincția între semnalele cerebrale cognitive sănătoase și activitatea anormală de frecvență înaltă asociată cu bolile neurologice.
Studiul, publicat în „Nature Neuroscience”, a fost condus de Ilya Verzhbinsky, un student în anul trei la Programul de Formare a Oamenilor de Știință Medicali de la UC San Diego School of Medicine, și Eric Halgren, PhD, profesor de neuroștiințe și radiologie la UC San Diego School of Medicine și facultate afiliată la Qualcomm Institute.
