Naukowcy wykorzystują domy wirtualnej rzeczywistości 3D do badania pamięci

Wszyscy wiemy, że jedno wspomnienie może wyzwalać inne, które są powiązane z pierwszym - jeśli pamiętasz o uzyskaniu dyplomu na ukończeniu szkoły, możesz później pamiętać o wyjściu na kolację z przyjaciółmi i rodziną po ceremonii, co może doprowadzić do pamięć o innym czasie, kiedy poszedłeś do tej samej restauracji. Konkretne wydarzenia są zapamiętywane w określonym kontekście, np. Kto tam był, co się wydarzyło i gdzie miało miejsce. Ale wiele wspomnień może mieć także kontekst, a także informacje, które łączą te dwa elementy: wydarzenia, które dzieją się w tym samym miejscu.

Absolwent Halle Dimsdale-Zucker i profesor Charan Ranganath w centrum uniwersyteckim dla Neuroscience i Department of Psychology studiują, w jaki sposób mózg osoby łączy wszystkie elementy we wspomnieniach za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego lub fMRI, aby sprawdzić, które obszary są aktywowane, gdy osoba przywołuje określoną pamięć. Wykorzystali także rzeczywistość wirtualną, która według Dimsdale-Zucker umożliwia przeprowadzanie kontrolowanych eksperymentów laboratoryjnych dotyczących pewnego rodzaju pamięci.

Praca Dimsdale-Zucker była wspierana przez stypendium naukowe z National Science Foundation (NSF) i jej zespół niedawno opublikował badanie w czasopiśmie Nature Communications, zatytułowane "CA1 i CA3, w zróżnicowany sposób wspierają spontaniczne wyszukiwanie kontekstów epizodycznych w ludzkich subpotopach hipokampowych." Opisuje, w jaki sposób używają środowiska wirtualnej rzeczywistości do szkolenia przedmiotów, w aby określić, które obszary hipokampa są aktywowane dla jakiego rodzaju pamięci; współautorami są Dimsdale-Zucker, Maureen Ritchey z Boston College, Arne D. Ekstrom i Andrew P. Yonelinas z UC Davis i profesor Ranganath.

Streszczenie brzmi: "Hipokamp odgrywa kluczową rolę w pamięć przestrzenna i epizodyczna. Mechanistyczne modele przewidują, że subpola hipokampa mają specjalizacje obliczeniowe, które różnie wspierają pamięć. Jednak istnieje niewiele empirycznych dowodów sugerujących różnice między subpólami, szczególnie u ludzi. Aby wyjaśnić, w jaki sposób subpola hipokampu wspierają ludzką pamięć przestrzenną i epizodyczną, opracowaliśmy paradygmat wirtualnej rzeczywistości, w którym uczestnicy biernie poruszali się po domach (kontekstach przestrzennych) w serii filmów (konteksty epizodyczne). Następnie wykorzystaliśmy wielowymiarowe analizy danych fMRI o wysokiej rozdzielczości do zidentyfikowania neuronowych reprezentacji informacji kontekstowych podczas skupienia.Analizy podobieństwa wzorów w wielu wokselach ujawniły, że CA1 reprezentował obiekty, które dzieliły kontekst epizodyczny jako bardziej podobny niż z różnych epizodycznych kontekstów. CA23DG pokazał odwrotny wzór, rozróżniając obiekty napotkane w tym samym kontekście epizodycznym. Uzupełniające cechy tych subpól są wyjaśnieniem, w jaki sposób możemy sparsować nasze doświadczenia w spójne epizody, zachowując jednocześnie konkretne szczegóły, które wspierają żywe wspomnienia. "

Dimsdale-Zucker użył SketchUp do stworzenia dwóch domów w wirtualnym środowisku 3D. Każdy dom zawierał dziesięć mebli w różnych kolorach, a w sumie 300 neutralnych obiektów, takich jak pluszowy miś i wazon, było rozrzuconych po obu stronach.

Badani obejrzeli serię 20 filmów wideo, w których weszli do jednego z domów, a potem do drugiego. Różne obiekty zostały umieszczone w różnych miejscach w domach w filmach, a badani mieli za zadanie zapamiętywanie tych obiektów w dwóch specyficznych kontekstach: pamięci przestrzennej (w której obiekcie znajdował się obiekt) oraz pamięci epizodycznej (w której wideo było obiektem). Następnie, w drugiej fazie, badani musieli spróbować zapamiętać obiekty podczas ich skanowania przez fMRI.

Hipoteza zespołu została udowodniona, gdy badani, po zapytaniu o przedmioty, spontanicznie reaktywowali informacje kontekstowe i różne części hipokampu zostały aktywowane dla różnych rodzajów tej informacji. Naukowcy powiązali obszar CA1 w szczególności z reprezentacją pamięci, która dzieli informacje o kontekstach, takich jak obiekty pojawiające się w tym samym filmie.

"To ekscytujące, że intuicyjnie można zapamiętać wyjątkowe doświadczenie, ale hipokamp wiąże się również z łączeniem podobnych doświadczeń. Oboje musicie pamiętać, "objaśnił Dimsdale-Zucker.

Badanie ujawniło także, że hipokamp zajmował się epizodycznymi wspomnieniami, które łączyły przestrzeń i czas, co jest sprzeczne z konwencjonalnym myśleniem, że zajmuje się głównie przestrzenią. wspomnienia

Dalsze badania nad tworzeniem, przechowywaniem i przywoływaniem wspomnień mogą być pomocne w zakresie lepszej diagnostyki i leczenia problemów z pamięcią u osób ze starzeniem się lub chorobami zwyrodnieniowymi, takimi jak choroba Alzheimera.