חוקרים חשפו את מנגנוני המוח המרכזיים לארגון זיכרונות בזמן.
המחקר החדש מפרט את גילוי המנגנונים הבסיסיים שבאמצעותם אזור ההיפוקמפוס במוח מארגן זיכרונות לרצפים וכיצד ניתן להשתמש בכך כדי לתכנן התנהגות עתידית.
הממצא עשוי להיות צעד מוקדם קריטי לקראת הבנת כשלי זיכרון בהפרעות קוגניטיביות כמו מחלת אלצהיימר וצורות אחרות של דמנציה.
בשילוב טכניקות רישום אלקטרו-פיזיולוגיות במכרסמים עם ניתוח למידת מכונה סטטיסטית של המון נתונים עצומים, החוקרים חשפו ראיות המצביעות על כך היפוקמפוס הרשת מקודדת ומשמרת התקדמות של חוויות כדי לסייע בקבלת החלטות.
"המוח שלנו שומר תיעוד די טוב של מתי מתרחשים חוויות או אירועים ספציפיים. היכולת הזו עוזרת לנו לתפקד בחיי היומיום שלנו, אבל לפני המחקר הזה, לא היה לנו מושג ברור על המנגנונים הנוירונים מאחורי התהליכים האלה", אומר הסופר המקביל נורברט פורטין, פרופסור חבר לנוירוביולוגיה והתנהגות באוניברסיטת קליפורניה. אירווין.
"המקום שבו זה מתחבר לכולם הוא שסוג זה של זיכרון נפגע מאוד במגוון הפרעות נוירולוגיות או פשוט עם ההזדקנות, אז אנחנו באמת צריכים לדעת איך תפקוד המוח הזה עובד."
הפרויקט, שלקח יותר משלוש שנים להשלמתו, כלל שלבי ניסויים וניתוח נתונים. החוקרים עקבו אחר ירי של נוירונים במוחן של חולדות כשהן עברו סדרה של בדיקות זיהוי ריחות. על ידי הצגת חמישה שונים ריחות ברצפים שונים, המדענים הצליחו למדוד את זיכרון החיות של הרצף הנכון ולזהות כיצד המוח שלהם תפס את הקשרים הרציפים הללו.
"האנלוגיה שהייתי חושב עליה היא מחשוב", אומר פורטין. "אם הייתי תוקע לך אלקטרודות במוח - אנחנו לא יכולים; זו הסיבה שאנחנו משתמשים בחולדות - יכולתי לראות אילו תאים יורים ואילו לא יורים בכל רגע נתון. זה מספק לנו קצת תובנה לגבי האופן שבו המוח מייצג ומחשב מידע. כשאנחנו מתעדים דפוסי פעילות במבנה, זה כאילו אנחנו רואים אפסים ואחדים במחשב".
המתקבלות במרווחים של אלפיות שנייה על פני מספר דקות, מדידות של פעילות נוירונית וחוסר פעילות מציגות תמונה דינמית של תפקוד המוח. פורטין אומר שהוא ועמיתיו היו מסוגלים, במובנים מסוימים, "לקרוא את מחשבותיהם" של הנבדקים שלהם על ידי צפייה ב"קידוד" התאים - אילו ירו ואילו לא - ברצף מהיר.
נעים במהירות
"כשאתה חושב על משהו, הוא זז מהר", הוא אומר. "אתה לא תקוע בזיכרון הזה להרבה זמן. כרגע זה מיוצג, אבל אנחנו יכולים לראות איך זה משתנה מהר מאוד".
פורטין ידע מוקדם שהקריאות של פעילות ההיפוקמפוס יביאו לכמויות אדירות של נתונים גולמיים. כבר משלבי ההתחלה של הפרויקט, הוא גייס השתתפות של סטטיסטיקאים בבית הספר למידע ומדעי המחשב דונלד ברן.
"שאלות מדעי המוח שהיו לנו באותה עת במעבדה שלי היו מתקדמות מדי עבור הידע הסטטיסטי שהיה לנו. זו הסיבה שהיינו צריכים לערב שותפים בעלי מומחיות במדעי הנתונים", אומר פורטין.
"מחקרי מדעי המוח המתפתחים הללו מסתמכים על שיטות מדעיות נתונים בגלל המורכבות של הנתונים שלהם", אומר שותף בכיר באבאק שהבאבא, פרופסור לסטטיסטיקה. "פעילויות המוח מתועדות בקנה מידה של אלפיות שניות, והניסויים האלה נמשכים יותר משעה, כך שאתה יכול לדמיין כמה מהר גדלה כמות הנתונים. זה מגיע למצב שמדעני מוח צריכים טכניקות מתקדמות יותר כדי להשיג את מה שהם דמיינו אבל לא היו מסוגלים ליישם."
הוא מציין שכאשר נוירונים מקודדים מידע כגון זיכרונות, מדענים יכולים לקבל הצצה לתהליך זה על ידי בחינת דפוס הפעילות המתקפלת בכל הנוירונים המוקלטים, הידועים ביחד כאנסמבל.
"מצאנו שאנחנו יכולים להתייחס לדפוסים העצביים האלה כאל תמונות, וזה פתח את היכולת שלנו ליישם שיטות למידת מכונה עמוקות", אומר שאהבאבא. "ניתחנו את הנתונים באמצעות רשת עצבית קונבולוציונית, שהיא מתודולוגיה המשמשת לעתים קרובות ביישומי עיבוד תמונה כמו זיהוי פנים."
כך הצליחו החוקרים לפענח ירי של נוירונים כדי לאחזר מידע.
"אנחנו יודעים איך נראית החתימה של ריח B, בדיוק כמו שאנחנו מכירים את אלה של A, C ו-D", אומר פורטין. "בגלל זה, אתה יכול לראות מתי החתימות האלה מופיעות שוב ברגע אחר בזמן, כמו כשהנבדקים שלנו צופים משהו שעדיין לא קרה. אנחנו רואים את החתימות האלה משוחזרות במהירות כשהן חושבות על העתיד".
Shahbaba אומר שהכלים והמתודולוגיות שפותחו במהלך הפרויקט הזה ניתנים ליישום על מגוון רחב של בעיות, ופורטין עשוי להרחיב את קו החקירה שלו לאזורי מוח אחרים.
על הכותבים
העבודה מופיעה ב- תקשורת טבע.
המימון הגיע מהמכונים הלאומיים לבריאות, הקרן הלאומית למדע וקרן וויטהול.
מקור: UC אירווין
ספרים על שיפור ביצועים מרשימת הנמכרים ביותר של אמזון
"שיא: סודות מהמדע החדש של המומחיות"
מאת אנדרס אריקסון ורוברט פול
בספר זה, המחברים מסתמכים על מחקרם בתחום המומחיות כדי לספק תובנות כיצד כל אחד יכול לשפר את הביצועים שלו בכל תחום בחיים. הספר מציע אסטרטגיות מעשיות לפיתוח מיומנויות והשגת שליטה, תוך התמקדות בתרגול מכוון ובמשוב.
"הרגלים אטומיים: דרך קלה ומוכחת לבנות הרגלים טובים ולשבור הרגלים רעים"
מאת ג'יימס קליר
ספר זה מציע אסטרטגיות מעשיות לבניית הרגלים טובים ושבירת הרגלים רעים, תוך התמקדות בשינויים קטנים שיכולים להוביל לתוצאות גדולות. הספר מסתמך על מחקר מדעי ודוגמאות מהעולם האמיתי כדי לספק עצות שימושיות לכל מי שמחפש לשפר את הרגליו ולהשיג הצלחה.
"מיינדסט: הפסיכולוגיה החדשה של הצלחה"
מאת קרול ס. דואק
בספר זה, קרול דווק חוקרת את מושג הלך הרוח וכיצד הוא יכול להשפיע על הביצועים וההצלחה שלנו בחיים. הספר מציע תובנות לגבי ההבדל בין הלך רוח קבוע לצורת חשיבה צמיחה, ומספק אסטרטגיות מעשיות לפיתוח חשיבה צמיחה והשגת הצלחה רבה יותר.
"כוחו של ההרגל: למה אנחנו עושים מה שאנחנו עושים בחיים ובעסקים"
מאת צ'רלס דוהיג
בספר זה, צ'ארלס דוהיג חוקר את המדע מאחורי היווצרות הרגל וכיצד ניתן להשתמש בו כדי לשפר את הביצועים שלנו בכל תחומי החיים. הספר מציע אסטרטגיות מעשיות לפיתוח הרגלים טובים, שבירת הרגלים רעים ויצירת שינוי מתמשך.
"חכם יותר מהר יותר טוב יותר: הסודות של להיות פרודוקטיבי בחיים ובעסקים"
מאת צ'רלס דוהיג
בספר זה, צ'ארלס דוהיג חוקר את מדע הפרודוקטיביות וכיצד ניתן להשתמש בו כדי לשפר את הביצועים שלנו בכל תחומי החיים. הספר מסתמך על דוגמאות ומחקרים מהעולם האמיתי כדי לספק עצות מעשיות להשגת פרודוקטיביות והצלחה רבה יותר.
