重要的是，因?yàn)楹芷胀?，工作記憶讓我們可以根?jù)接待員的指示找到醫(yī)生的辦公室，或者在經(jīng)銷商處對(duì)一套輪胎和另一套輪胎的成本和收益進(jìn)行分類。當(dāng)精神分裂癥或自閉癥等疾病減少時(shí)，也會(huì)讓人變得虛弱。但是麻省理工學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家厄爾米勒也看到了工作記憶的偉大。這是我們的思想體系，我們的意志超越了感官信息。
麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)與記憶研究所的米勒教授說：“工作記憶的特殊之處在于它是有意志的?！斑@是你的大腦從環(huán)境中控制并將其置于自身控制之下的主要機(jī)制。任何簡單的生物都能對(duì)環(huán)境做出反應(yīng)。然而，高等動(dòng)物進(jìn)化出了控制自己思想的能力?！薄?
要是神經(jīng)科學(xué)家知道大腦是怎么做到的就好了。受這個(gè)問題的啟發(fā)，以及幫助系統(tǒng)不能正常工作的人的愿望，米勒研究工作記憶的工作模式已經(jīng)有20多年了?，F(xiàn)在，在《神經(jīng)元》雜志30周年紀(jì)念版上，米勒和合著者米克爾倫德奎斯特(mickal lundquist)和安德烈巴斯托斯(Andre bastos)提出了一個(gè)新的工作記憶模型，解釋了大腦如何記憶信息(“記憶”部分)和控制那里的意志(“工作”部分)。
米勒說：“這種模式將工作記憶的維持和意志結(jié)合在一起。
認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)工作，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)最近授予米勒喬治米勒認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)獎(jiǎng)。
用波浪搖動(dòng)小船
本質(zhì)上，該模型假設(shè)大腦通過協(xié)調(diào)皮層中細(xì)胞或神經(jīng)元的集合來運(yùn)行工作記憶，并且該活動(dòng)以特定腦電波的頻率及時(shí)爆發(fā)。在模型中，低“和”頻率的波浪承載了我們?cè)谶@種情況下的知識(shí)和目標(biāo)(例如，“我需要輪胎很長時(shí)間，但我不想支付超過400美元?！?并對(duì)處理新的感官信息進(jìn)行存儲(chǔ)和操縱的更高頻的“伽馬”波進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(例如，銷售員設(shè)定的A組將行駛45000英里，花費(fèi)360美元，輪胎組B將行駛60000英里，花費(fèi)420美元)。
這篇新論文總結(jié)了支持該模型的幾行實(shí)驗(yàn)證據(jù)，包括米勒實(shí)驗(yàn)室今年早些時(shí)候發(fā)表在《美國國家科學(xué)與自然通訊學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)》和《201 6年歐洲期刊》上的論文。證據(jù)和模型本身，挑戰(zhàn)了神經(jīng)科學(xué)家們至少兩個(gè)經(jīng)典的信念。一個(gè)是腦電波只是神經(jīng)活動(dòng)的副產(chǎn)品，沒有功能意義，另一個(gè)是工作記憶是由持續(xù)的神經(jīng)放電嗡嗡聲維持的，而不是短暫的協(xié)調(diào)爆發(fā)。米勒、倫德奎斯特和巴斯托斯寫道，但在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的工作記憶實(shí)驗(yàn)中，更新、更復(fù)雜的神經(jīng)活動(dòng)分析和測量技術(shù)卻顯示出不同的情況。
例如，在Lundqvist在《自然通訊》上領(lǐng)導(dǎo)的論文中，該團(tuán)隊(duì)演示了不同波頻的功能后果。訓(xùn)練動(dòng)物玩游戲，在那里它們看到兩個(gè)圖像的序列，并且必須判斷接下來的兩個(gè)序列是否以相同的順序有相同的圖像。神經(jīng)活動(dòng)的記錄顯示了波頻之間相互作用的特定模式，其中當(dāng)需要存儲(chǔ)或讀出信息時(shí)，將下降以允許增加。那么Beta就會(huì)增加，當(dāng)信息被丟棄的時(shí)候，gamma就會(huì)消失。此外，研究人員可以看到，偏離這種模式與動(dòng)物的錯(cuò)誤有很大關(guān)系。根據(jù)具體的偏差，科學(xué)家甚至可以根據(jù)第一張或第二張測試圖像來判斷動(dòng)物隨后是否做出了錯(cuò)誤的決定。
米勒說：“這增加了越來越多的證據(jù)，證明腦電波在大腦中發(fā)揮著重要作用。
在巴斯托斯領(lǐng)導(dǎo)的PNAS論文中，研究人員不僅測量了相同的腦電波控制模式，還表明控制波和波起源于前額葉皮層的較深層，而波起源于較淺層。正如神經(jīng)科學(xué)家之前在視覺皮層觀察到的那樣。
一些尚未公開的實(shí)驗(yàn)室的最新數(shù)據(jù)表明，這種“自上而下”的 -節(jié)律的相互作用起著“自下而上”的作用，而以感覺為導(dǎo)向的節(jié)律的執(zhí)行控制可能廣泛分布在皮層周圍，因此可能控制其他相關(guān)的注意和其他功能。
工作模型
米勒說，他的實(shí)驗(yàn)室正在對(duì)該模型提出新的問題，以探索更精細(xì)的工作記憶工作模式，并找到治療精神疾病的方法。米勒說，該團(tuán)隊(duì)感興趣的是確定該模型如何解釋信息是如何以其他方式被重新排序或切片和切割的。實(shí)驗(yàn)室還致力于系統(tǒng)閱讀和實(shí)時(shí)糾正刺激前額葉皮層的節(jié)律，增強(qiáng)工作記憶功能。
“我們可以在你需要集中注意力的時(shí)候加強(qiáng)‘自上而下’的節(jié)奏嗎，或者我們可以在你需要更敏感的時(shí)候通過削弱beta來加強(qiáng)gamma？”米勒問。
通過進(jìn)一步的研究，模型可以解釋。
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