Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra các cơ chế chính của não để tổ chức các ký ức theo thời gian.
Nghiên cứu mới trình bày chi tiết về việc khám phá ra các cơ chế cơ bản mà vùng hippocampus của não tổ chức các ký ức thành chuỗi và cách thức này có thể được sử dụng để lập kế hoạch hành vi trong tương lai.
Phát hiện này có thể là một bước quan trọng ban đầu để tìm hiểu sự suy giảm trí nhớ trong các rối loạn nhận thức như bệnh Alzheimer và các dạng sa sút trí tuệ khác.
Kết hợp các kỹ thuật ghi điện sinh lý ở loài gặm nhấm với phân tích máy học thống kê về lượng dữ liệu khổng lồ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra bằng chứng cho thấy rằng hippocampal mạng mã hóa và lưu giữ các tiến bộ của kinh nghiệm để hỗ trợ việc ra quyết định.
“Bộ não của chúng ta lưu giữ một bản ghi khá tốt về thời điểm các trải nghiệm hoặc sự kiện cụ thể xảy ra. Khả năng này giúp chúng ta hoạt động trong cuộc sống hàng ngày, nhưng trước nghiên cứu này, chúng tôi không có ý tưởng rõ ràng về cơ chế tế bào thần kinh đằng sau những quá trình này, ”tác giả tương ứng Norbert Fortin, phó giáo sư sinh học thần kinh và hành vi tại Đại học California, cho biết. Irvine.
“Nơi nó kết nối với mọi người là loại trí nhớ này bị suy giảm mạnh trong nhiều loại rối loạn thần kinh hoặc chỉ đơn giản là do lão hóa, vì vậy chúng ta thực sự cần biết chức năng não này hoạt động như thế nào”.
Dự án mất hơn ba năm để hoàn thành, bao gồm các giai đoạn thử nghiệm và phân tích dữ liệu. Các nhà nghiên cứu đã theo dõi quá trình bắn các tế bào thần kinh trong não chuột khi chúng trải qua một loạt các bài kiểm tra nhận dạng mùi. Bằng cách trình bày năm khác nhau mùi trong các trình tự khác nhau, các nhà khoa học có thể đo trí nhớ của động vật về trình tự chính xác và phát hiện cách bộ não của chúng nắm bắt các mối quan hệ tuần tự này.
Fortin nói: “Sự tương tự mà tôi nghĩ đến là máy tính. “Nếu tôi dán các điện cực vào não bạn - chúng tôi không thể; đó là lý do tại sao chúng tôi sử dụng chuột — tôi có thể thấy ô nào đang bắn và ô nào không bắn vào bất kỳ thời điểm nào. Điều đó cung cấp cho chúng ta một số hiểu biết sâu sắc về cách bộ não biểu diễn và tính toán thông tin. Khi chúng tôi ghi lại các mẫu hoạt động trong một cấu trúc, giống như chúng tôi đang nhìn thấy các số không và các số không trong máy tính ”.
Thu được trong khoảng thời gian mili giây trong vài phút, các phép đo hoạt động và không hoạt động của tế bào thần kinh cho thấy một bức tranh động về hoạt động của não. Fortin nói rằng ông và các đồng nghiệp của mình, theo một cách nào đó, có thể “đọc được suy nghĩ” của đối tượng bằng cách xem “mã hóa” của các ô — ô nào đang kích hoạt và ô nào không - liên tiếp nhanh chóng.
Di chuyển nhanh chóng
“Khi bạn đang suy nghĩ về điều gì đó, nó sẽ chuyển động nhanh chóng,” anh nói. “Bạn không bị mắc kẹt với ký ức đó lâu đâu. Ngay bây giờ, nó đang được đại diện, nhưng chúng tôi có thể thấy điều đó thay đổi rất nhanh như thế nào. ”
Fortin đã sớm biết rằng các bài đọc về hoạt động của hải mã sẽ tạo ra một lượng lớn dữ liệu thô. Ngay từ giai đoạn đầu của dự án, ông đã tranh thủ sự tham gia của các nhà thống kê tại Trường Khoa học Máy tính & Thông tin Donald Bren.
“Các câu hỏi về khoa học thần kinh mà chúng tôi có vào thời điểm đó trong phòng thí nghiệm của tôi là quá cao so với kiến thức thống kê mà chúng tôi có. Đó là lý do tại sao chúng tôi cần có sự tham gia của các đối tác có chuyên môn về khoa học dữ liệu, ”Fortin nói.
“Các nghiên cứu khoa học thần kinh mới nổi này dựa trên các phương pháp khoa học dữ liệu vì tính phức tạp của dữ liệu,” đồng tác giả cấp cao Babak Shahbaba, giáo sư thống kê cho biết. “Các hoạt động của não được ghi lại ở quy mô mili giây và những thí nghiệm này chạy trong hơn một giờ, vì vậy bạn có thể tưởng tượng lượng dữ liệu phát triển nhanh như thế nào. Đến mức các nhà khoa học thần kinh cần những kỹ thuật tiên tiến hơn để đạt được những gì họ đã tưởng tượng nhưng không thể thực hiện được ”.
Ông lưu ý rằng khi các tế bào thần kinh mã hóa thông tin như ký ức, các nhà khoa học có thể nhìn thoáng qua về quá trình đó bằng cách kiểm tra mô hình hoạt động tăng đột biến trên tất cả các tế bào thần kinh được ghi lại, được gọi chung là một nhóm.
“Chúng tôi nhận thấy rằng chúng tôi có thể coi các mẫu thần kinh này là hình ảnh và điều này giúp chúng tôi có khả năng áp dụng các phương pháp học máy sâu”, Shahbaba nói. “Chúng tôi đã phân tích dữ liệu bằng mạng nơ-ron phức hợp, đây là một phương pháp được sử dụng thường xuyên trong các ứng dụng xử lý hình ảnh như nhận dạng khuôn mặt.”
Bằng cách này, các nhà nghiên cứu có thể giải mã quá trình bắn các tế bào thần kinh để lấy thông tin.
Fortin nói: “Chúng tôi biết chữ ký của mùi B trông như thế nào, cũng như chúng tôi biết chữ ký của mùi A, C và D. “Vì vậy, bạn có thể thấy khi nào những chữ ký đó xuất hiện lại vào một thời điểm khác, chẳng hạn như khi các đối tượng của chúng ta đang dự đoán điều gì đó chưa xảy ra. Chúng tôi đang thấy những chữ ký này nhanh chóng được phát lại khi họ đang nghĩ về tương lai. "
Shahbaba nói rằng các công cụ và phương pháp luận được phát triển trong dự án này có thể được áp dụng cho một loạt các vấn đề và Fortin có thể mở rộng phạm vi điều tra của mình sang các vùng não khác.
Về các tác giả
Công việc xuất hiện trong Nature Communications.
Nguồn tài trợ đến từ Viện Y tế Quốc gia, Quỹ Khoa học Quốc gia và Quỹ Whitehall.
nguồn: UC Irvine
Sách về cải thiện hiệu suất từ danh sách bán chạy nhất của Amazon
"Đỉnh cao: Bí mật từ khoa học chuyên môn mới"
của Anders Ericsson và Robert Pool
Trong cuốn sách này, các tác giả dựa trên nghiên cứu của họ trong lĩnh vực chuyên môn để cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách mọi người có thể cải thiện hiệu suất của họ trong bất kỳ lĩnh vực nào của cuộc sống. Cuốn sách đưa ra các chiến lược thực tế để phát triển các kỹ năng và đạt được thành thạo, tập trung vào thực hành và phản hồi có chủ ý.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Thói quen nguyên tử: Một cách dễ dàng và đã được chứng minh để xây dựng thói quen tốt và phá vỡ thói quen xấu"
của James Clear
Cuốn sách này đưa ra những chiến lược thiết thực để xây dựng những thói quen tốt và phá vỡ những thói quen xấu, tập trung vào những thay đổi nhỏ có thể dẫn đến kết quả lớn. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để đưa ra lời khuyên hữu ích cho bất kỳ ai muốn cải thiện thói quen của mình và đạt được thành công.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Tư duy: Tâm lý mới của thành công"
bởi Carol S. Dweck
Trong cuốn sách này, Carol Dweck khám phá khái niệm tư duy và cách nó có thể tác động đến hiệu suất và thành công của chúng ta trong cuộc sống. Cuốn sách cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sự khác biệt giữa tư duy cố định và tư duy cầu tiến, đồng thời cung cấp các chiến lược thiết thực để phát triển tư duy cầu tiến và đạt được thành công lớn hơn.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Sức mạnh của thói quen: Tại sao chúng ta làm những gì chúng ta làm trong cuộc sống và kinh doanh"
bởi Charles Duhigg
Trong cuốn sách này, Charles Duhigg khám phá khoa học đằng sau sự hình thành thói quen và cách sử dụng nó để cải thiện hiệu suất của chúng ta trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Cuốn sách đưa ra những chiến lược thiết thực để phát triển những thói quen tốt, loại bỏ những thói quen xấu và tạo ra sự thay đổi lâu dài.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Thông minh hơn, nhanh hơn, tốt hơn: Bí quyết làm việc hiệu quả trong cuộc sống và kinh doanh"
bởi Charles Duhigg
Trong cuốn sách này, Charles Duhigg khám phá khoa học về năng suất và cách sử dụng nó để cải thiện hiệu suất của chúng ta trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Cuốn sách dựa trên các ví dụ và nghiên cứu trong thế giới thực để đưa ra lời khuyên thiết thực nhằm đạt được năng suất và thành công cao hơn.
