我们的大脑如何通过比较过去和现在的经验来设定期望
想象一下,您坐在客厅看书的沙发上。您几乎每晚都会这样做。但是,突然之间,当您抬头时,您会发现这次有所不同。您最喜欢的挂在墙上的照片稍微倾斜了一下。在一项涉及癫痫患者的研究中,美国国立卫生研究院的科学家们发现了一组高频脑电波如何帮助我们发现过去与现在之间的这些差异。
美国国立卫生研究院神经疾病和中风国家研究所(NINDS)的首席研究员卡里姆·扎格洛尔(Kareem Zaghloul)博士说:“我们的结果表明,我们存储在内存中的每一次经验都可以用来设定我们对未来的期望和预测。以及发表在“自然通讯”上的研究的高级作者。“这项研究表明了大脑如何利用某些神经活动模式将我们的期望与现在的期望进行比较。最终,我们希望这些结果将有助于我们更好地理解大脑在健康和疾病条件下如何描绘现实。”
该研究由医学博士Rafi Haque领导。亚特兰大埃默里大学医学院的学生,正在完成与Zaghloul博士的论文工作。他的主要研究目标是检验是否可以将称为预测编码的理论应用于我们的大脑如何记忆过去的经历,即情节记忆。
Haque博士说:“预测编码基本上表明大脑优化了神经活动以处理信息。换句话说,该理论预测,大脑使用更多的神经活动来处理新信息要比处理我们熟悉的事物多。”“多年的研究表明,随着时间的流逝,这是我们学习如何期待常见的景象(例如绿草)的外观或日常噪音(例如某些鸟鸣)的声音的方式。我们想知道大脑是否使用了类似的过程管理我们的经验。”
为了检验这一想法,该团队与14名耐药性癫痫患者进行了合作,他们的大脑已通过电极网格手术植入,作为NIH临床中心试验的一部分,该试验旨在诊断和治疗癫痫发作。
实验开始于显示患者并要求记住计算机屏幕上显示的一系列四个自然场景。例如,其中一个场景是一辆棕色自行车直立在绿色灌木丛前的支架上。几秒钟后,向他们显示了一组新的图像,并询问他们是否识别了场景或注意到了一些不同的东西。一些图像与以前相同,而其他图像则通过在场景中添加或删除某些东西(例如红鸟)进行了轻微修改。
平均而言,患者成功识别了88%的重复场景,68%的场景丢失了某些场景以及65%的场景添加了某些场景。在每种情况下,他们花了大约两个半秒的时间才注意到。