Gehirnzellen werden synchronisiert, um die Reihenfolge der Ereignisse zu verfolgen

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Gehirnneuronen koordiniert funktionieren, um Ereignisse in der Reihenfolge ihres Auftretens zu speichern.

Wissenschaftler der New York University erklären, dass die Zusammenarbeit im Gehirn einer Symphonie ähnelt. Die Forscher glauben, dass die Ergebnisse neue Erkenntnisse darüber liefern, wie wir Informationen abrufen und auf Faktoren hinweisen, die bestimmte Arten von Erinnerungen stören können.

"Die Ergebnisse verbessern unser Verständnis dafür, wie das Gehirn verfolgt, was passiert ist und wann es im Verhältnis zu anderen Ereignissen passiert ist", sagte Dr. Lila Davachi, außerordentliche Professorin am Institut für Psychologie und Zentrum für Neurowissenschaften der New York University und leitende Autorin der Studie .

"Wir wissen seit einiger Zeit, dass Neuronen ihre Aktivität erhöhen, wenn wir Erinnerungen codieren. Unsere Studie zeigt, dass es einen Rhythmus gibt, wie sie im Verhältnis zueinander feuern, ähnlich wie bei verschiedenen Instrumenten in einem Sinfonieorchester. "

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Der erste Autor der Studie war Andrew Heusser, ein Doktorand am Institut für Psychologie mit Mitarbeitern wie Dr. David Poeppel, Professor am Institut für Psychologie und Zentrum für Neurowissenschaften, und Youssef Ezzyat, ebenfalls Doktorand zum Zeitpunkt der Forschung.

Die Forschung, die in der Zeitschrift erscheintNaturneurowissenschaften, versuchte die Gültigkeit einer langjährigen Hypothese darüber zu bestimmen, wie die Reihenfolge der Erinnerungen codiert wird.

Das 1995 von den Neurowissenschaftlern Drs. John Lisman und Marco Idiart geben an, dass unsere Neuronen koordiniert schwingen, wenn unser Gehirn ein Gedächtnis für ein bestimmtes Ereignis erstellt, wobei Zellen mit hohen (Gamma) Frequenzen feuern.

Um die Reihenfolge mehrerer Ereignisse zu codieren, werden Zellen, die jedes Ereignis darstellen, in einer Sequenz ausgelöst, die durch einen Gehirnrhythmus mit niedrigerer (Theta) Frequenz koordiniert wird.

Um dies zu testen, ließen die Wissenschaftler die Teilnehmer der Studie eine Reihe von sechs Objekten (z. B. einen Schmetterling, Kopfhörer usw.) nacheinander auf einem Computerbildschirm betrachten.

Während des Experiments untersuchten die Forscher die neuronale Aktivität der Probanden mithilfe der Magnetenzephalographie (MEG), die Messungen der vom Gehirn erzeugten winzigen Magnetfelder erfasst.

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Später baten sie die Probanden, sich an die Reihenfolge der Objekte zu erinnern, die sie betrachteten.

In ihrer Analyse untersuchten die Forscher die neuronale Aktivität der Probanden, als sie die Objekte zum ersten Mal betrachteten, und passten sie dann an die Ergebnisse des Rückruftests an.

Ihre Daten zeigten bemerkenswerte Unterschiede in den Mustern der neuronalen Aktivität, wenn die Reihenfolge der Objekte korrekt codiert wurde, im Vergleich zu der Zeit, in der dies nicht der Fall war.

Insbesondere wenn die Reihenfolge der Objekte korrekt codiert wurde, wurde die jedem Objekt zugeordnete Gamma-Aktivität zeitlich entlang einer langsameren Theta-Oszillation angeordnet, so dass die Gamma-Aktivität für Objekt eins der für Objekt zwei vorausging und so weiter.

Im Gegensatz dazu war die Gamma-Aktivität genauso hoch, wenn sich die Probanden fälschlicherweise an die Reihenfolge erinnerten, in der die Objekte präsentiert wurden - aber es gab kein erkennbares Muster.

"Wenn bestimmte Schwingungen im Gleichschritt sind, erinnern wir uns an die Reihenfolge", sagte Davachi. "Aber wenn sie es nicht sind, tun wir es nicht."

Quelle: New York University / EurekAlert