大脑计划如何管理它的学习?

大脑计划如何管理它的学习?
渥太华大学医学系的细胞和分子医学系,以及大脑和思想研究所的助理教授博士。信誉:渥太华大学

着名的病人亨利莫拉尼森(长期以来,在手术试图治愈他的癫痫后,他的海马遭受了伤害。因此,他有前吻生遗忘,这意味着他学到的事情从来没有让它过度的短期记忆。虽然他对童年的回忆仍然是完整的,但H.可能会和他的医生见面,五分钟后,'哦,我不认为我见过你。你叫什么名字?'。

H..帮助科学家了解海马在学习中的作用,但谜团仍然围绕着它的信号如何以某种方式与整个数十亿的神经元分享当我们学习时,这种时尚变化。在今天发表的论文中,在着名的杂志上发表科学,渥太华大学和柏林大学之间的合作揭示了一个关键作用区域称为在管理这一点

该研究涉及小鼠和大鼠学习相当奇怪的基于脑的技能。一个单一的神经元老鼠受到了刺激,老鼠必须通过舔饮水机来接受甜味水来显示它感觉到了嗡嗡声。没有人能确切地说这种大脑刺激对动物是什么感觉,但研究小组的最佳猜测是,它模仿了有东西触摸它的胡须的感觉。

正如他们看到大脑对这种学习经历的回应,那么该团队观察到终极皮质在附近的海马之间是在处理地点和上下文的方式和皮质外层之间的方式。

“边缘皮层恰好位于大脑皮层处理信息层次的最顶端。它从多种感官收集信息,然后将其发送回大脑皮层的其余部分,”医学学院细胞和分子医学系的助理教授理查德·诺博士说。“我们所展示的是,它在协调学习方面起着非常重要的作用。如果没有这些来自概念区域的投射,动物将无法再学习。”

先前的研究都集中在从海马体向上沟通到决策像大脑边缘皮层的大脑区域,但没有注意到什么大脑边缘皮层有了这些信息,它发回的第1层皮质。事实证明,这一步是整个过程的关键部分,没有它,学习是不可能的。

“当从边缘皮层到第一层神经元的连接被切断时,这些动物的行为很像H.M.。它们有了一点改善,但不会持续下去。”他们只是学了又忘,学了又忘,学了又忘,”诺德博士说。

作为一名拥有物理学背景的计算神经科学家,诺负责统计分析,以及创建计算模型,绘制大脑的信息处理过程。令他特别感兴趣的是,证实了他长期以来的猜想:神经元的快速放电具有独特的意义,而不仅仅是较慢的电活动速度。当动物在学习过程中,这些快速放电的动作电位激活了被监测的细胞。

该团队能够人为地重建突发效果。

“如果你用高频率强迫同样数量的动作电位,那么动物能更好地察觉到它,”诺德博士说。这可能意味着,爆发与学习有关,并与感知有关。这意味着,如果某样东西在你的神经元中产生脉冲,你就更有可能感知到它。”

下一个挑战是弄清楚到底是什么学习信号从边缘皮层到较低的层次的样子。诺德博士正忙于建立一个计算模型,将我们现有的生理学知识与这个实验所看到的联系起来。


进一步探索

研究表明学习和识别模式时感官皮质发生的情况

更多信息:jiyun n. shin等。终极输入对新生科学层1控制学习。科学2020年12月18日:卷。370,问题6523,
DOI:10.1126 / science.aaz3136
信息信息: 科学

所提供的渥太华大学
引文:大脑项目如何管理其学习?(2020年12月18日)从Https://www.puressens.com/news/2020-12-brain-02020的2020年12月21日检索
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