当我们进行有根据的猜测时 科学家会发现大脑中会发生什么
研究人员已经确定了我们大脑中的细胞如何协同工作,从而汇集了不同经历的记忆,从而使我们能够在日常生活中进行有根据的猜测。通过研究人类和小鼠的大脑活动,他们报告说这一过程发生在大脑海马区。
这项发表在科学杂志《细胞》(Cell)上的研究还表明,在我们休息或睡觉时,脑细胞可以链接不同的记忆,这一过程可能对创造力很重要。
该研究由英国研究与创新(UKRI)的医学研究委员会(MRC)和惠康(Wellcome)资助,并由牛津大学的MRC脑网络动力学部的Helen Barron博士和Dr.大卫·杜佩特
巴伦博士说:“在日常生活中,我们经常推断出我们看到或听到的不同事物之间的联系或关系。因此,即使我们不了解完整的故事,我们也可以通过点缀来进行有根据的猜测。例如,我在寻找我的朋友Sam。有人告诉我Ben在图书馆里,我知道Sam和Ben一起到处走,所以我猜Sam也在图书馆里。
“尽管这个过程对日常生活至关重要,但直到现在,我们还不知道大脑中的细胞如何能够形成不同体验之间的联系。”
研究人员首先将这种能力定位到了被称为海马的大脑区域,该区域在学习和记忆中起着重要作用。他们通过对人进行MRI扫描并暂时关闭小鼠海马体来做到这一点。
为了精确地发现大脑细胞如何使我们做出有根据的猜测,研究人员在人和小鼠中进行了一系列非常相似的实验。
要求人类志愿者玩一个虚拟现实游戏,在游戏中听到诸如自来水之类的声音,这表明志愿者们还会看到墙上出现彩色的图片。
然后,他们将玩另一种游戏,在其中寻找彩色图片将有助于他们赢钱。声音从未与赢钱直接相关,但是志愿者开始猜测声音与奖品有关,当他们听到奖品时,他们会寻找奖励。
通过在显示由LED灯制成的图片之前播放声音来对老鼠进行重新创建实验。然后,在任务的另一个阶段,如果打开灯,小鼠可以找到糖水的奖励。像人一样,老鼠开始将声音与奖励联系起来。
杜普雷特博士说:“通过对小鼠和人类进行类似的实验,这项工作表明,在两个物种之间建立独立事件之间的联系是共同的过程。通过与小鼠合作,就有可能检查发生了什么事情在哺乳动物的大脑中处于单个细胞水平。”
在老鼠的大脑中,研究人员可以记录分别代表声音,光或奖励的脑细胞的活动。当老鼠开始推断声音通过灯光逻辑地与奖励联系在一起时,他们发现细胞开始按此顺序发射。
但是,他们在完成任务后休息时仍在监视小鼠,他们发现小鼠的大脑开始跳过中间的“轻”步骤。“健全”的脑细胞与“奖励”的脑细胞一起活跃。将不同经验之间的点点滴滴联系起来。
杜普雷特博士补充说:“这表明,当老鼠处于静止状态时,他们的大脑在他们尚未直接经历过的事物之间建立了新的联系,我们认为正是这一过程将帮助它们在将来做出有用的决定。”
巴伦博士说:“我们的研究结果表明人们的过程非常相似,这具有重要意义。这表明休息和睡眠时间在创造力中起着重要作用,我们从以前的经验中汲取见解以提出独到的见解。 。”
MRC神经科学与心理健康委员会计划经理Simon Fisher博士补充说:“我们将个人记忆整合在一起以形成新链接的能力有助于我们做出日常决策。这项研究提供了有关如何以及在何处进行深入了解的能力这个关键过程发生在大脑中,这也表明我们在睡眠或休息时,我们的大脑正在积极地建立这些联系,这一过程可能构成创造性思维的基础。
“这种强有力的方法,与小鼠一起工作,并与人类进行了类似的实验,使得一种物种的发现可以为另一种物种的研究提供信息,并增强了生物学知识从动物模型到人类的转化。