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神經(jīng)元產(chǎn)生“共同漣漪”過程揭秘

2024年08月26日09:18 | 來源:科技日?qǐng)?bào)
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原標(biāo)題:神經(jīng)元產(chǎn)生“共同漣漪”過程揭秘

圖上的線條代表大腦皮層中與語言處理相關(guān)的各個(gè)區(qū)域之間的連接。當(dāng)閱讀時(shí),這些區(qū)域的神經(jīng)元會(huì)以精確同步的方式激發(fā),這種現(xiàn)象被稱為共同漣漪。圖片來源:加州大學(xué)聖迭戈分校

圖上的線條代表大腦皮層中與語言處理相關(guān)的各個(gè)區(qū)域之間的連接。當(dāng)閱讀時(shí),這些區(qū)域的神經(jīng)元會(huì)以精確同步的方式激發(fā),這種現(xiàn)象被稱為共同漣漪。圖片來源:加州大學(xué)聖迭戈分校

大腦各區(qū)域是如何交流、整合信息,最終形成一個(gè)連貫整體的,至今仍然是個(gè)謎?,F(xiàn)在,美國加州大學(xué)聖迭戈分校醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)通過腦電記錄揭示了人腦神經(jīng)元如何同步,使人們更接近解決這一謎題。研究結(jié)果發(fā)表在最新一期《自然·人類行為》雜志上。

不同大腦區(qū)域的同步稱為“共同漣漪”,它對(duì)於將不同的信息片段整合在一起形成一個(gè)連貫整體至關(guān)重要。就像大型合唱團(tuán)需要組織起來才能發(fā)出一致聲音一樣,大腦神經(jīng)元也需要協(xié)調(diào)才能產(chǎn)生一致的想法或行動(dòng)——共同漣漪能使人類能整合信息並理解世界。共同漣漪不出現(xiàn)時(shí),神經(jīng)元幾乎不會(huì)對(duì)彼此產(chǎn)生影響﹔而其一旦出現(xiàn),大腦皮層中大約三分之二的神經(jīng)元就會(huì)同步。

但由於非侵入性腦部掃描的局限性,在人類身上很難觀察到大腦皮層的共同漣漪。為了解決這一難題,團(tuán)隊(duì)使用了顱內(nèi)腦電圖掃描,從顱骨內(nèi)部檢測(cè)大腦的電活動(dòng)。他們研究了一組13名有耐藥性癲癇的患者,這些患者已接受侵入性腦電圖監(jiān)測(cè)作為護(hù)理的一部分,讓團(tuán)隊(duì)有機(jī)會(huì)更深入地研究大腦活動(dòng)。

團(tuán)隊(duì)向參與者展示了一系列動(dòng)物名稱,中間穿插著一串隨機(jī)的輔音或無意義的字體,然后要求他們按下按鈕來指示他們看到的動(dòng)物名稱。團(tuán)隊(duì)在這些測(cè)試中觀察到了3個(gè)認(rèn)知階段:最初階段,在大腦皮層的視覺區(qū)域中,參與者可看到單詞,但不會(huì)意識(shí)到﹔第二階段,這些信息通過共同漣漪傳播到大腦皮層中涉及更復(fù)雜認(rèn)知功能的其他區(qū)域﹔最后階段,同樣是共同漣漪,大腦皮層上的信息被整合成有意識(shí)的知識(shí)和行為反應(yīng)——按下按鈕。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在整個(gè)練習(xí)過程中,參與這些認(rèn)知階段的大腦各個(gè)部分之間,都會(huì)產(chǎn)生共同的漣漪效應(yīng),而且當(dāng)參與者閱讀真實(shí)的單詞時(shí),漣漪效應(yīng)會(huì)更強(qiáng)。

這項(xiàng)研究探索了皮質(zhì)中數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元是如何協(xié)調(diào)以處理信息的,研究結(jié)果對(duì)於人們理解大腦功能和人類經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系具有重要意義。

(記者張夢(mèng)然)

(責(zé)編:郝孟佳、李昉)

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