新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » Current Biology:人类大脑海马体中藏地图

Current Biology:人类大脑海马体中藏地图

来源:科学时报 2009-03-27 09:28

心灵感应?或许吧。通过分析受试者使用的神经细胞,研究人员如今成功确定出人们在虚拟环境中的“站立”位置。这一发现将有助于科学家更好地理解记忆如何在包括阿尔茨海默氏症在内的神经性疾病中出错。

研究人员已经在阐释大鼠的意识方面取得了进展。通过记录名为位置细胞的神经元的激活模式,科学家已经能够确定一只大鼠在实验室迷宫中的位置。但是此类研究只能够记录与空间记忆有关的数百万神经细胞中的一小部分细胞的活动。科学家相信,一旦能够对上述所有细胞进行监测,必将在记忆机制的认知方面实现巨大飞跃。

因此,英国伦敦大学学院的神经科学家Demis Hassabis和Eleanor Maguire及其同事转而求助于功能磁共振成像(fMRI)技术,这种技术能够通过血流变化监测大脑活动。研究人员要求4名男志愿者在两间由虚拟程序形成的房间内游走,并且在8个具有不同标记的位置反复停留;与此同时,fMRI则对志愿者大脑中的海马体区域进行了扫描。早在2000年,其中的一些研究人员曾发现,与其他成年男性相比,伦敦出租车驾驶员——所谓的导航大师——的海马体后部要更大,并且形状也异于前者,这说明大脑中的这一区域对于空间记忆来说是很重要的。

将受试者带入虚拟环境是很需要技巧的,据Hassabis介绍:“在扫描仪内部,你不能佩戴任何金属(例如虚拟眼镜),否则将被撕得粉碎。”研究人员想了一个办法——他们将环境投影在位于受试者双眼上方的两块镜面上。尽管实际上躺在扫描仪中一动不动,但一个类似于操纵杆的控制垫却使得受试者能够在这一环境中任意“行走”。

研究人员报告说,在对每个停留位置的大脑扫描结果进行分析后,一套定制的计算机运算法则能够始终如一地确定一名受试者曾“驻足”的8个地方。但是Hassabis强调,尽管运算法则基于行为模式能够区别这8个位置,但尚未确切搞清空间记忆到底是按什么模式储存的。他说,如果研究人员能够搞清空间记忆的编码机制,那么便又向着理解记忆在健康人群中的工作机制,以及“这套体系为什么会在包括阿尔茨海默氏症在内的疾病中垮掉”迈近了一步。研究人员在最近的《当代生物学》(Current Biology)杂志网络版上报告了这一研究成果。

美国波士顿大学的海马体神经科学家Howard Eichenbaum表示,这项研究工作“是我们的大脑具有编码思想能力的一个令人印象深刻的证明”。特隆赫姆市挪威科学与技术大学的神经科学家Edvard Moser强调指出:“这一新发现表明,在大脑海马体中一定隐藏着一幅能够标明我们所处空间位置的地图。”(生物谷Bioon.com)

生物谷推荐原始出处:

Current Biology, 12 March 2009 doi:10.1016/j.cub.2009.02.033

Decoding Neuronal Ensembles in the Human Hippocampus

Demis Hassabis1,,,Carlton Chu1,Geraint Rees1,2,Nikolaus Weiskopf1,Peter D. Molyneux3 and Eleanor A. Maguire1,,

1 Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, Institute of Neurology, University College London, 12 Queen Square, London WC1N 3BG, UK
2 Institute of Cognitive Neuroscience, University College London, 17 Queen Square, London WC1N 3AR, UK
3 Lionhead Studios, 1 Occam Court, Surrey Research Park, Guildford, Surrey GU2 7YQ, UK

Summary

The hippocampus underpins our ability to navigate, to form and recollect memories, and to imagine future experiences. How activity across millions of hippocampal neurons supports these functions is a fundamental question in neuroscience, wherein the size, sparseness, and organization of the hippocampal neural code are debated.Here, by using multivariate pattern classification and high spatial resolution functional MRI, we decoded activity across the population of neurons in the human medial temporal lobe while participants navigated in a virtual reality environment. Remarkably, we could accurately predict the position of an individual within this environment solely from the pattern of activity in his hippocampus even when visual input and task were held constant. Moreover, we observed a dissociation between responses in the hippocampus and parahippocampal gyrus, suggesting that they play differing roles in navigation.These results show that highly abstracted representations of space are expressed in the human hippocampus. Furthermore, our findings have implications for understanding the hippocampal population code and suggest that, contrary to current consensus, neuronal ensembles representing place memories must be large and have an anisotropic structure.

温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


相关标签

最新会议 培训班 期刊库