莉亚公主的脑波帮助睡眠的大脑储存记忆
每天晚上你睡觉的时候,大脑的脑电波活动圈的大脑,跟踪模式,它表面上你的头,看起来像星球大战的双圆头莉亚公主。索尔克研究所的科学家们发现这些圆形振荡“莉亚公主”,《华尔街日报》中描述eLife认为海浪每晚负责形成的不同方面之间的联系一天的记忆。
“莉亚公主的规模和速度波的皮质是史无前例的,这一发现提出了大脑研究通过推进创新公司成员(大脑)的倡议泰伦斯•谢诺沃斯基说:“索尔克计算神经生物学实验室的负责人。
短期记忆的事件存储在大脑的海马。然而,长期记忆在大脑皮层编码。记忆的转移从海马皮层叫做记忆的巩固,和我们睡觉时发生。
睡眠spindles-a已知类型的脑电波模式最早出现在非快速眼动睡眠与记忆的巩固阶段。先前的研究表明,更多的睡眠纺锤波人脑展品一夜之间,更多的会记得第二天。但如何这些睡眠纺锤波相关的记忆还不清楚,和科学家们有限的电极只能检测这些纺锤波在一个地方在大脑中。
“莉亚公主”brainwaves-dubbed对于双胞胎头发bun-like形与记忆和睡眠。索尔克研究所的研究人员发现,在这些振荡电活动形式为旋转波。这个视频展示了五个振荡周期中潜在测量的表面皮层展品刻板的旋转模式。信贷:索尔克研究所
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“很长一段时间,神经科学研究人员记录大脑活动在某一时刻一次,把许多数据点在一起同时没有看到全貌,”莱尔·穆勒说,沙克研究助理和第一作者的新工作。科学家们长期以来一直认为,每个睡眠梭形波振荡峰值同时在大脑的大脑皮层。
Sejnowski和穆勒想看到大局,然而,转向大规模的录音,叫做颅内皮层脑电图(ecog),可以测量大脑活动在许多领域。癫痫患者经常有ECoG阵列暂时植入他们的大脑来确定癫痫发作的大脑中的位置,所以科学家能够研究所有收集到的数据从五个这样的病人健康,控制发作。
当他们从每晚ECoG的数据进行分析,研究人员吃惊了:睡眠纺锤波不同时在皮层达到顶峰。相反,振荡扫在循环模式,在大脑皮层,在一个领域达到顶峰,然后几毫秒后,一个相邻的区域。
“我们认为,这种大脑活动组织是让神经元和神经元在其他领域,”穆勒说。“这些波旅行的时间尺度是相同的速度需要神经元相互沟通。”
整个晚上,研究者观察到相同的旋转模式,每个大约持续70毫秒但重复成百上千次一个小时的问题。
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为什么大脑皮层的不同区域需要沟通来储存记忆吗?一个记忆是由不同的组件(气味、声音、视觉)存储在大脑皮层的不同区域。作为一个内存被合并,穆勒和Sejnowski假设,圆形睡眠纺锤波帮助形成一个记忆的这些不同方面之间的联系。
“如果我们理解记忆是如何与这样的在大脑中,我们可能会想出方法扰乱记忆创伤后,“Sejnowski说。”也有疾病包括精神分裂症影响睡眠纺锤波,这真是一个有趣的话题继续学习。”
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出版
穆勒Let al。旋转波在人类睡眠纺锤波组织全球的活动模式重复精确至深夜。eLife, 2016年11月15日出版。doi: 10.7554 / eLife.17267
