大腦中的鐵路“道岔”:用於信息處理和記憶的開關係統被發現

一個科學家小組發現大腦中用於處理信息和儲存記憶的系統–類似於鐵路系統用“道岔”來控制不同的火車抵達不同的目的地。這些發現為我們提供了關於大腦如何運作的新見解。紐約大學神經科學教授安德烈-芬頓(André
Fenton)解釋說,他是這項研究的資深作者,該研究發表在《細胞報告》(Cell Reports)雜誌上。

“研究人員一直試圖確定具有專門功能的神經迴路,但大腦執行的任務實在太多,每個迴路都有自己的目的。研究結果揭示了同一個電路如何承擔一個以上的功能。大腦將神經活動的’列車’從編碼我們的經驗轉移到回憶它們,這表明相同的電路在信息處理和記憶中都有作用。”

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這種新發現的動態顯示了大腦的功能比以前意識到的更有效。

Fenton補充說:”當同一個路徑執行一個以上的功能時,協同性、創造性和經濟性的相互作用成為可能。”

為了探索大腦迴路的作用,研究人員研究了小鼠的海馬體–一個早已知道在記憶中發揮重要作用的大腦結構,重點關注小鼠海馬體如何從編碼當前位置切換到回憶一個遙遠的位置。研究過程中,小鼠會被誘導到一個實驗素材表面,如果它們觸摸到某些區域,就會受到輕微的身體衝擊,從而促使信息編碼的進行。當小鼠隨後回到這個表面時,它們會避開它們之前受到衝擊的區域,這證明記憶影響了它們的運動。

對神經活動的分析顯示了海馬體中的切換。具體來說,科學家們發現,在被稱為齒狀尖峰的神經元群體中,某種類型的活動模式,即源自內側恩托里爾皮層(DSM)的活動模式,起到了協調大腦功能變化的作用。

“鐵路道岔控制着每列火車的目的地,而齒狀尖峰則將海馬體的信息處理從編碼轉向回憶,”芬頓觀察到。”這個齒狀的尖峰事件會將思想從現在轉移到過去”。

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