Utforske informasjonsflyt fra posteromedial cortex under visuospatialt arbeidsminne: En magnetoencefalografistudie del 1

Den posteromediale cortex (PMC) er et viktig knutepunkt i hjernens standardmodusnettverk og er involvert i et bredt spekter av internt drevne kognisjoner, inkludert visuospatialt arbeidsminne.

Hjernens standardmodusnettverk (DMN) refererer til et spesifikt nevrale kretssystem i den menneskelige hjernen. DMN er aktiv i fravær av ekstern stimulering, så det kalles også "selvbevissthetsnettverket" og er involvert i komplekse handlinger som å tenke, huske, planlegge og selvevaluere. En voksende mengde forskning viser at DMN er nært knyttet til hukommelse.

For det første kan DMN spille en nøkkelrolle i hvordan vi husker fortiden. Forskerne fant at DMN ble aktivert når forsøkspersoner tenkte på og beskrev tidligere opplevde mennesker, steder og hendelser. Denne formen, kalt «selvbiografisk hukommelse», er basert på selvbevissthet.

For det andre er DMN nært knyttet til "syv-sekundersregelen" i hjernen. Den såkalte «syv-sekunders-regelen» betyr at folks hjerner vil fungere automatisk og fortsette i omtrent syv sekunder uten stimulansinngang. Denne prosessen kan hjelpe hjernen med å optimalisere tenkningen og forbedre tankefleksibiliteten og kreativiteten. Dette har en positiv effekt på å forbedre hukommelsen.

Til slutt har forskere også funnet ut at med mindre bakgrunnsstøy kan DMN spille en viktig rolle i hvordan vi hører og husker ny informasjon. Dette betyr at når vi prøver å lære nytt innhold, må vi skille oss fra distraksjoner i omgivelsene våre slik at DMN kan behandle og lagre informasjonen effektivt.

Til sammen er DMN nært knyttet til hukommelsen vår på flere måter. Å oppmuntre til selvbevissthet og trening i dyp tenkning, introspeksjon og oppmerksomhet vil ha en positiv innvirkning på DMN-utvikling og forbedrede hukommelsesevner. Derfor bør vi fokusere på å trene hjernens standardmodusnettverk for å forbedre hukommelsen og kognitive evner. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av kjøttdeig kommer fra de ulike aktive ingrediensene den inneholder, inkludert syre, polysakkarider, flavonoider osv. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse på ulike måter.

improve memory

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

Imidlertid er dets nøyaktige bidrag til disse kognitive prosessene uklart. Ved å bruke MEG målte vi PMC-aktivitet hos friske menneskelige deltakere (unge voksne av begge kjønn) mens de utførte en visuospatial arbeidsminneoppgave.

Multivariate mønsterklassifiseringsanalyser avslørte stimulusrelatert informasjon under koding og gjenfinning i et sett med forhåndsdefinerte kortikale ROIer, inkludert prefrontale, occipitale og sentrotemporale cortex, i tillegg til PMC.

Vi målte i hvilken grad denne stimulusinformasjonen ble utvekslet mellom områder i en informasjonsflytanalyse, og målte Granger-årsaksforhold mellom områder over tid. I samsvar med oppgavens visuelle natur, formet informasjon fra occipital cortex andre regioner over de fleste epoker. Imidlertid, PMC-formede gjenstandsrepresentasjoner i occipital og prefrontal cortex under visuospatialt arbeidsminne, og påvirket occipital cortex under henting og PFC på tvers av alle oppgaveepoker.

Funnene våre er i samsvar med en foreslått rolle for PMC i representasjonen av internt innhold, inkludert husket informasjon, og i sammenligningen av eksterne stimuli med husket materiale.

Nøkkelord: episodisk minne; informasjonsflyt analyse; MEG; bakre cingulate cortex; visuospatial hukommelse.

Betydningserklæring

Den menneskelige hjernen fungerer som en samling av svært sammenkoblede regioner. Kartlegging av funksjonen til denne sammenkoblingen, så vel som spesialiseringer innenfor ulike regioner, er sentralt for å forstå de nevrale prosessene som ligger til grunn for kognisjon.

Theposteromedial cortex (PMC) er en sterkt forbundet kortikal region, implisert i visuospatialt arbeidsminne, selv om dets nøyaktige bidrag fortsatt er uklart.

short term memory how to improve

Vi målte aktiviteten til PMC under en visuospatial arbeidsminneoppgave, og testet hvordan forskjellige regioner representerte stimuli, og om disse representasjonene ble drevet av andre kortikale regioner.

Vi fant at PMC påvirket stimulusinformasjon i andre regioner på tvers av alle oppgavefaser, noe som tyder på at PMC spiller en nøkkelrolle i å forme stimulusrepresentasjoner under visuospatialt arbeidsminne.

Introduksjon

Den posteromediale cortex (PMC) omfatter den bakre cingulate cortex og precuneus og er ansett for å støtte en rekke internt drevne former for kognisjon (Andrews-Hanna, 2012).

Som et knutepunkt for hjernens standardmodusnettverk, demonstrerer PMC omfattende forbindelser med den mediale tinninglappen, så vel som frontoparietale hjerneregioner assosiert med kognitiv kontroll (Leech et al., 2012).

fMRI-studier som avgrenser underavdelinger innenfor PMC peker på distinkte mønstre av tilkobling med andre områder i hviletilstanden (Margulies et al., 2009; Bzdok et al., 2015; Kernbach et al., 2018; Khan et al., 2020) samt Divergerende oppgaverelatert funksjonell tilkobling når oppgavevansker øker (Leechet al., 2011, 2012; Bzdok et al., 2015).

Gitt rikdommen av disse forbindelsene og heterogeniteten til PMC-subregioner (Margulieset al., 2009; Leech et al., 2011), er PMC, kanskje ikke overraskende, implisert over et mangfoldig spekter av kognitive funksjoner.

Slike funksjoner inkluderer selvrefererende prosessering, visuelle bilder, oversettelse av egosentriske til allosentriske representasjoner, og modulering internt versus eksternt rettet former for erkjennelse (for gjennomgang, se Bzdok et al., 2015).

Til tross for ingen direkte koblinger til sensorisk cortex, fremstår PMC ideelt plassert for å motta konvergerende sensorisk-perseptuell input, stort sett visuell, for å støtte integreringen av visuospatial informasjon (Conti og Irish, 2021).

Disse representasjonene kan vedlikeholdes online og opereres på (dvs. arbeidsminne) (Kravitz et al., 2011; Hunsaker og Kesner, 2018), eller integreres i kontekstuelt rike rekonstruksjoner av tidligere erfaringer (dvs. episodisk minne) (Lega et al., 2017; Natu et al., 2019).

Et konsistent funn i minnelitteraturen er det av betydelig PMC-aktivering under oppgaver som krever gjeninnsetting av kontekstuell informasjon (Bird et al., 2015).

ways to improve memory

Dessuten har aktivitet innenfor PMC-underregioner vist seg å parametrisk skalere med livligheten til hentet informasjon parametrisk, noe som antyder en viktig rolle i minnefenomenologi. I motsetning til dette har andre underregioner av PMC blitt foreslått å representere unike konfigurasjoner av hendelsesfunksjoner (Cooper og Ritchey, 2019).

Samlet indikerer disse studiene en sentral rolle for PMC i å representere og integrere forskjellige typer informasjon i minnets tjeneste (for gjennomgang, se Ritchey og Cooper, 2020).

Studier som utforsker det utviklende tidsforløpet til PMC-aktivitet på tvers av oppgavefaser har konsekvent vist en "encoding/henting flip", der vellykket hukommelse er assosiert med dempet PMC-aktivitet under koding, men økt aktivitet under henting (Daselaar et al., 2004, 2009; Huijbers et al. , 2012, 2013).

Viktigere, ved å sammenligne plasseringen av voxels driver assosiasjoner mellom ytelse og demping, deretter tilrettelegging, Vannini et al. (2011) demonstrerte at de samme PMC-underregionene modulerer kodings-/hentingsflippen. Mønstre for funksjonell tilkobling med PMC har også vist seg å utvikle seg på tvers av minneoppgavefaser (f.eks. Piccoli et al., 2015).

For eksempel forutsier tetafase medial temporal lapp-neokortikal synkroni på en pålitelig måte graden av visuelle bilder som gjenvinnes under selvbiografisk minneinnhenting, og korrelerer spesifikt med aktiviteten i precuneus (Fuentemilla et al., 2014), og resonerer med den foreslåtte rollen til PMC i gjeninnsettingen av visuospatial sensory. - perseptuelle detaljer.

Selv om det er bevis som tyder på informasjonsoverføring mellom PMC og andre hjerneregioner under minneytelse (Canolty et al., 2006; Fell og Axmacher, 2011; Sauseng et al., 2019), er retningen for denne informasjonsutvekslingen fortsatt dårlig forstått.

Målet med denne studien var å utnytte den tidsmessige presisjonen til MEG for å etablere mønstrene for informasjonsflyt mellom PMC og andre hjerneregioner under visuospatial arbeidsminneytelse.

Vi brukte et nytt mål på Granger-årsaksinformasjonsutveksling for å teste for bevis på at PMC koder for stimulusattributter innenfor forskjellige oppgavefaser og for å bestemme om slik informasjon overføres fra PMC-tandhjerneregionene.

Vi spådde at hvis tilkobling mellom PMC og andre regioner gjenspeiler informasjonsutveksling som er avgjørende for minneytelse, burde vi finne bevis på at PMC koder for den huskede stimulusen og driver kodingen av denne informasjonen i andre regioner.

Materialer og metoder

Deltakere. Vi samlet inn psykofysiske, MEG- og MR-data fra 12 deltakere (10 kvinner, 2 menn, alder 19-31 år, gjennomsnittlig=23.8 år). Hver deltaker fullførte det psykofysiske eksperimentet i en 1-times økt, fulgt en uke senere ved MEG-eksperimentet i en 2 timers økt.

Teanatomiske MR-bilder ble tatt i en halvtimes økt på en separat dag. En deltaker trakk seg tidlig fra MEG-studien på grunn av hodepine, så dataene deres ble ekskludert.

Alle deltakerne var friske uten historie med nevrologiske og/eller psykiatriske lidelser og ga informert samtykke. Hver deltaker hadde normal eller korrigert til normal synsstyrke.

memory enhancement