探索大腦區(qū)域如何相互交流是卡內(nèi)基梅隆大學、阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學院和尚帕利莫研究中心之間長期研究合作的重點?？鐖F隊同時記錄視覺系統(tǒng)中多個大腦區(qū)域的神經(jīng)元群，并利用新的統(tǒng)計方法觀察區(qū)域之間傳遞的神經(jīng)活動模式。他們的最新發(fā)現(xiàn)表明，前饋和反饋信號涉及不同的神經(jīng)活動模式，為大腦如何處理視覺信息提供了新的理解。
無數(shù)的大腦功能，例如看、聽和做決定，需要多個大腦區(qū)域相互交流。研究人員此前曾研究過神經(jīng)元對或某些跨區(qū)域神經(jīng)元活動的聚合指標，以評估信息在日常生活中是如何被吸收、處理和采取行動的。很少有研究小組如此詳細地研究了神經(jīng)元群，以了解跨大腦區(qū)域正在傳達哪種類型的活動模式。
“這項研究的想法是調(diào)查信息如何在視覺皮層的兩個區(qū)域V1 和 V2 中流動，”該研究的第一作者、前電氣和計算機工程博士João D.Semedo說。學生。“我們有充分的理由相信這些區(qū)域根據(jù)解剖結構相互交流，但事實證明，跟蹤區(qū)域之間的信號流真的很困難。”
Semedo 繼續(xù)說道，“使用 Kohn 博士實驗室的開創(chuàng)性技術，我們能夠同時記錄多個大腦區(qū)域，并且在每個大腦區(qū)域內(nèi)記錄許多神經(jīng)元。正是一組神經(jīng)元的活動共同構成了“__
在他們的分析中，該小組確定了大腦區(qū)域之間的定向交互，并確認前饋交互(從 V1 到 V2)中的活動模式與反饋交互中的活動模式(從 V2 到 V1)不同。每周會議和緊密結合、團隊合作驅動的方法使合作者能夠在工作的各個方面保持聯(lián)系，并為他們的成功做出貢獻。
阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學院神經(jīng)科學教授亞當科恩解釋說：“理解從一個大腦區(qū)域到另一個大腦區(qū)域的交流很難解開，因為信號一直在各個方向流動。”“這項工作最讓我興奮的是它為未來打開的前景。如果我們能夠查明涉及不同信號方向的活動模式，這將是了解大腦如何工作的一大步。 "
更廣泛地說，這些方法可用于研究視覺系統(tǒng)之外的大腦其他區(qū)域的交流流。
“像這樣的研究增加了我們對大腦如何工作的基本科學理解，”生物醫(yī)學工程和電氣與計算機工程教授 Byron Yu 說。“許多腦部疾病涉及大腦區(qū)域之間的交流中斷。這項開創(chuàng)性的工作可能會為此類疾病帶來新的治療方法，甚至可以幫助我們開發(fā)新的方法來幫助大腦發(fā)育和學習方式。”
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