Воспоминания создают “отпечатки пальцев”, которые показывают, как устроен мозг

Воспоминания создают "отпечатки пальцев", которые показывают, как устроен мозг

В то время как широкая архитектура и организация человеческого мозга универсальны, новое исследование показывает, как различия между тем, как люди переосмысливают обычные сценарии, можно наблюдать в активности мозга и оценивать количественно. Эти уникальные неврологические признаки в конечном итоге могут быть использованы для понимания, изучения и даже улучшения лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

«Когда люди представляют себе подобные события, каждый делает это по-своему, потому что у них разный опыт», – сказал Фен (Ванки) Линь, доктор философии, RN. «Наше исследование демонстрирует, что мы можем расшифровать сложную информацию, связанную с человеческим мозгом. к повседневной жизни и выявлять нейронные «отпечатки пальцев», которые уникальны для каждого человека, который он запомнил ». Линь – доцент Института нейробиологии Университета Рочестера-дель-Монте и соавтор исследования, опубликованного в журнале Nature Communications .

В ходе исследования исследователи попросили 26 участников вспомнить типичные сценарии, такие как вождение автомобиля, посещение свадьбы или обед в ресторане. Сценарии были достаточно широкими, чтобы каждый участник мог переосмыслить их по-своему. Например, когда исследователи попросили добровольцев живо вспомнить и описать событие, связанное с танцами, один человек мог вспомнить, как их дочь участвовала в танцевальном концерте, а другой мог представить себя танцующим на бар-мицве.

Вербальные описания участников были сопоставлены с компьютерной лингвистической моделью, которая приближает значение слов и создает числовое представление контекста описания. Их также попросили оценить аспекты запомненного опыта, например, насколько сильно он был связан со звуком, цветом, движением и различными эмоциями.

Затем добровольцев поместили в функциональную МРТ (фМРТ) и попросили переосмыслить опыт, пока исследователи измеряли, какие области мозга были активированы. Используя данные фМРТ и словесные описания и оценки субъекта, исследователи смогли выделить паттерны мозговой активности, связанные с опытом этого человека. Например, если в сценарии участник представил, как едет на красный свет, активируются области мозга, связанные с воспроизведением движения и цвета. Используя эти данные, исследователи построили функциональную модель мозга каждого участника, по сути создав уникальную сигнатуру их неврологической активности.

Исследователи смогли идентифицировать несколько областей мозга, которые служили центрами для обработки информации через сети мозга, которые способствуют воспроизведению информации о людях, объектах, местах, эмоциях и ощущениях. Команда также смогла наблюдать, как паттерны активации в этих сетях различались на индивидуальном уровне в зависимости от деталей воспоминаний и воображения каждого человека.

«Одна из целей когнитивной науки – понять, как воспоминания представлены и управляются человеческим мозгом», – сказал Эндрю Андерсон, доктор философии, из Института нейробиологии Дель Монте и соавтор исследования. «Это исследование показывает, что фМРТ может измерять активность мозга с помощью сигнала, достаточного для выявления значимых межличностных различий в нейронном представлении сложных воображаемых событий, которые отражают уникальный опыт каждого человека».

В дополнение к расширению нашего понимания того, как мозг связан с сетью, авторы отмечают, что многие из ключевых областей, которые они определили, имеют тенденцию к ухудшению функций с возрастом и уязвимы для дегенерации, которая возникает при такой болезни, как болезнь Альцгеймера. Полученные данные могут привести к новым способам диагностики и изучения расстройств, связанных с нерегулярным дефицитом памяти, включая слабоумие, шизофрению и депрессию, и, возможно, даже персонализировать лечение и предсказать, какие методы лечения будут более эффективными.

Исследование финансировалось при поддержке Национального центра развития трансляционных наук Национальных институтов здравоохранения и Клинического института трансляционных наук URMC.


Источник истории:

Материалы предоставлены Медицинским центром Университета Рочестера . Оригинал написан Марком Мишо. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Эндрю Джеймс Андерсон, Келси Макдермотт, Брайан Рукс, Кэти Л. Хеффнер, Дэвид Доделл-Федер, Фен В. Линь. Расшифровка индивидуальной идентичности на основе мозговой активности, вызванной воображением общих переживаний . Nature Communications , 2020; 11 (1) DOI: 10.1038 / s41467-020-19630-у