美国研究人员使用3D虚拟现实房屋来探索记忆
你有没有想过一个非常好的记忆 - 你毕业的那一天,或者当你赢得奖金,或者是一个非常悲伤的记忆,比如一个家庭成员的死亡,然后想知道你的大脑的特定部分被激活了那确定的记忆?来自加州大学戴维斯分校的神经科学家团队正在使用虚拟现实进行一个非常简洁的实验,以识别和了解大脑的不同区域如何在上下文中聚集记忆。
我们都知道,一个记忆可以触发与第一个记忆相关的其他记忆 - 如果你还记得毕业时获得毕业证书,那么你可能记得在仪式结束后和朋友和家人共进晚餐,这可能会导致对另一个记忆的记忆你去了同一家餐馆。具体的事件被记住,具体的背景,如谁在那里,发生了什么事,发生在哪里。但是,多个记忆也可以具有上下文,以及将两者联系在一起的信息:例如在同一地点发生的事件。
研究生Halle Dimsdale-Zucker和大学神经科学中心和心理学系Charan Ranganath教授正在研究一个人的大脑如何将所有的东西放在记忆中,通过使用功能磁共振成像或功能性磁共振成像来研究哪些区域当一个人回忆某个记忆时被激活。他们还使用了虚拟现实,Dimsdale-Zucker说可以对某种类型的记忆进行可控的实验室实验。
Dimsdale-Zucker的工作得到了美国国家科学基金会(NSF)的研究生奖学金的支持,她的研究小组最近在“自然通讯”杂志上发表了一篇题为“CA1和CA3有差别地支持人类海马子场内情景语境的自发检索”的研究。 “它详细介绍了他们如何使用虚拟现实环境来训练主题,以确定海马的哪个区域被激活了哪种类型的内存;合着者包括来自波士顿学院的Dimsdale-Zucker,Maureen Ritchey,Arne D. Ekstrom和Andrew P. Yonelinas以及加州大学戴维斯分校和Ranganath教授。
摘要写道:“海马在空间和情节记忆中起着至关重要的作用。机械模型预测,海马子领域有不同的支持记忆的计算专业化。然而,几乎没有经验证据表明子领域之间的差异,尤其是在人类中。为了阐明海马的子场是如何支持人类的空间和情景记忆的,我们开发了一个虚拟现实的范例,参与者通过一系列视频(情节上下文)被动地在房屋(空间环境)中导航。然后,我们使用高分辨率功能磁共振成像数据的多变量分析来识别在回忆期间的情境信息的神经表示。多体素模式相似性分析表明,CA1代表的情景分享场景的情景比不同场景的场景更为相似。 CA23DG显示了相反的模式,区分在相同的情节背景下遇到的物体。这些子领域的互补特性解释了我们如何能够将我们的经验分解成凝聚性的事件,同时保留支持生动的回忆的具体细节。”
Dimsdale-Zucker使用SketchUp在3D虚拟环境中创建两个房屋。每座房子都装有十件不同颜色的家具,共有300件中性物品,如泰迪熊和花瓶。
研究对象观看了一系列20个视频,其中他们进入了其中一个房屋,然后是另一个。不同的对象被放置在视频中的房屋内的不同的地方,并且被摄对象被分配在两个具体情境中的这些对象:空间记忆(房子是对象)和情节记忆(视频是对象)。然后在第二阶段,受试者不得不在功能性磁共振成像扫描的同时试着记住这些物体。
研究小组的假设被证实,当被试者询问了这些物体时,自发地重新激活了情境信息,并且海马的不同部分被激活用于不同类型的这种信息。研究人员特别将CA1区域与代表记忆的记忆相关联,这些记忆共享关于上下文的信息,如出现在同一视频中的物体。
“令人兴奋的是,你可以记住一个独特的经验是直观的,但海马也参与了类似的经验, 你需要能够记住。”Dimsdale-Zucker解释说。
这项研究还显示,海马参与了连接空间和时间的情景记忆,这与传统认为它主要涉及空间记忆的观点相矛盾。
不断研究如何制作,储存和回忆记忆,可能有助于更好地诊断和治疗老年痴呆症或退行性疾病患者的记忆问题,如阿尔茨海默病。
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