Architektura lidské paměti: Postřehy z lidských jednoneuronových nahrávek

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Ueli Rutishauser,1,2,3 Leila Reddy,4,5 Florian Mormann,6 a Johannes Sarnthein7,8

1 Neurochirurgické oddělení, Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, Kalifornie 90048,

2 Centrum pro neurální vědu a medicínu, Ústav biomedicínských věd, Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, Kalifornie 90048,

3 Division of Biology and Biological Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125,

4 Université de Toulouse, Centre de Recherche Cerveau et Cognition, Toulouse, 31052, Francie,

5 Centre National de la Recherche Scientifique, Toulouse, 31052, Francie,

6 Epileptologická klinika, Univerzitní nemocnice Bonn, 53105 Bonn, Německo,

7 Klinik für Neurochirurgie, Universitäts Spital und Universität Zürich, 8091 Zürich, Švýcarsko a

8 Neuroscience Center Zurich, Universität Zürich und ETH Zürich, 8057 Zürich, Švýcarsko

Rozluštění mechanismů lidské paměti je ústředním cílem neurovědy, a to jak z hlediska základní biologie paměti, tak z hlediska její translační relevance. Zde uvádíme přehled některých příspěvků, které k tomuto cíli přinesly záznamy z neuronů u lidí implantovaných elektrodami pro klinické účely. Záznamy z mediálního temporálního laloku, včetně hippocampu, odhalují existenci dvou tříd buněk: těch, které kódují vysoce selektivní a invariantní reprezentace abstraktních konceptů, a paměťově selektivních buněk, jejichž aktivita souvisí se známostí a epizodickým vyhledáváním. Poznatky odvozené z pozorování těchto buněk u chování lidí zahrnují, že sémantické reprezentace jsou aktivovány před epizodickými reprezentacemi, že obsah paměti a síla paměti jsou segregovány a že aktivita obou typů buněk souvisí se subjektivním uvědoměním, jak se očekává od substrátu pro deklarativní paměť. . Vizuálně selektivní buňky mohou zůstat trvale aktivní po dobu několika sekund, čímž odhalí buněčný substrát pro pracovní paměť u lidí. Zastřešujícím poznatkem je, že neurální kód lidské paměti je interpretovatelný na úrovni jednoho neuronu. Studie intrakraniálního záznamu společně začínají odhalovat aspekty stavebních kamenů lidské paměti na úrovni jedné buňky. Tato práce vytváří most k práci na buněčné úrovni u zvířat na jedné straně a rozsáhlé literatuře o neinvazivním zobrazování u lidí na straně druhé. V širším měřítku je tato práce krokem k podrobnému mechanickému pochopení lidské paměti, které je potřeba k vývoji terapií poruch lidské paměti.

Klíčová slova: single-neuron; lidská paměť; hippocampus; amygdala; entorinální kůra; epizodická paměť

výhody pouštní cistanche: zlepšení paměti

Úvod

Jak to, že vzpomínání na význačné autobiografické události vede k fenomenologickému prožitku „vzpomínání“ (Tulving, 2002), který je doprovázen množstvím souvisejících vzpomínek na to, co jsme v tu chvíli cítili, co jsme cítili a co někdo řekl? nám? Jedinečný pohled na tyto základní otázky byl získán záznamem z jednotlivých neuronů u lidských pacientů implantovaných elektrodami pro klinické účely (Engel a kol., 2005; Suthana a Fried, 2012; Johnson a Knight, 2015; Rutishauser, 2019). Tato technika umožňuje vyšetřovatelům pozorovat aktivitu jednotlivých neuronů v oblastech lidského mozku, které jsou kritické pro paměť (Fried et al., 2014), zatímco pacienti plní úkoly, při kterých hlásí své subjektivní zkušenosti, například s jakou důvěrou věří zobrazené tváři. je známý. Tato práce začíná odhalovat stavební kameny lidské paměti (Quiroga, 2012, 2019; Rutishauser, 2019) a tím identifikuje rysy organizace paměti, které mohou být jedinečně lidské a jiné, které jsou sdíleny s jinými druhy, a tím staví most k širší literaturu.

Při popisu těchto studií také zdůrazňujeme užitečnost zpráv o chování. Deklarativní vzpomínky jsou vzpomínky, jejichž obsah stoupá do povědomí, aby mohla být „deklarována“ jejich existence, což je rys paměti, který lze studovat přímo u lidí. Důležitost fenomenologické zkušenosti získávání epizodické paměti (tj. „mentálního cestování v čase“) (Boyer, 2008; Suddendorf et al., 2009) pro lidské poznávání je bohatě demonstrována hlubokým účinkem její ztráty v důsledku lézí nebo neurodegenerativních poruch. poruchy. Záznam z jednotlivých neuronů u lidí nabízí jedinečnou příležitost dešifrovat základní mechanismy, abychom nakonec mohli být schopni vyvinout nové způsoby léčby těchto obávaných poruch lidské mysli.

cistanche zdravotní přínosy: zlepšení paměti

Stavební bloky epizodických vzpomínek: paměťově selektivní buňky

Neurony v lidském MTL signalizují, zda jsou podněty nové nebo známé (Fried a kol., 1997; Rutishauser a kol., 2006, 2008; Viskontas a kol., 2006), čímž odhalují substrát jednoho neuronu pro tento hlavní rys epizodického Paměť. Detailní charakterizace těchto neuronů byla hlavním cílem z několika důvodů. Za prvé, daná událost se stane pouze jednou, což vyžaduje rychlou plasticitu. Za druhé, úspěšná detekce novosti je nezbytným předpokladem pro kódování, což umožňuje, aby signály novosti (Knight, 1996) sloužily jako signály, které indikují kódování. Za třetí, známost je odstupňována: podnět může být buď nejasně obeznámen s žádnými přidruženými atributy, nebo může být velmi dobře obeznámen s mnoha přidruženými atributy (vzpomínka). Za čtvrté, aby byla paměť deklarativní, subjekty musí být schopny deklarovat přítomnost nebo nepřítomnost paměti. Reakce související s neuronální novinkou/známostí by tedy musela předpovídat povědomí nebo subjektivní důvěru, aby byla relevantní pro deklarativní paměť. Jednoneuronové koreláty mnoha z těchto vlastností byly nyní identifikovány.

Reakce paměťově selektivních buněk rozlišuje mezi novými a známými podněty. Takové buňky byly identifikovány napříč MTL, včetně hippocampu, amygdaly, entorhinálního kortexu a parahippokampálního kortexu. Byly identifikovány dva typy paměťově selektivních buněk: nový typ a typ familiárního typu, které zvyšují jejich reakci vzhledem k základní linii na nové a známé podněty (obr. 1A). Odezvy těchto buněk jsou kompatibilní se čtyřmi kritérii nastíněnými výše. Za prvé, vyjadřují jednozkušné učení (Rutishauser et al., 2006; Kaminski et al., 2018). Za druhé, fázové zamykání k theta oscilacím nového typu paměťově selektivních buněk svědčí o úspěchu nebo selhání kódování (Rutishauser et al., 2010). Za třetí, jejich reakce je odstupňována, přičemž odpovědi jsou doprovázeny jak obeznámeností, tak úspěšným vyhledáním přidruženého podnětu větší než ty, které jsou doprovázeny pouze obeznámeností, ale bez získání dříve naučené asociace (obr. 1D). Tento efekt byl prokázán jak pro cued vyvolání spárovaných položek (Staresina et al., 2019; Derner et al., 2020), tak pro cued prostorové vyvolání zdroje (Rutishauser et al., 2008). Za čtvrté, reakce paměťově selektivních buněk rozlišuje mezi jinak identickými správnými rozhodnutími, která jsou učiněna buď s vysokou nebo nízkou subjektivní jistotou (obr. 1B) (Rutishauser et al., 2015). Společně to ukazuje, že reakce paměťově selektivních buněk v lidském MTL je pravděpodobně odrazem epizodické paměti. Dalším klíčovým cílem je určit, jak je vypočítáván signál přenášený paměťově selektivními buňkami a kde dochází k plasticitě vyjádřené těmito buňkami.

Vlastnosti odezvy paměťově selektivních buněk poskytují omezení, jak lze vypočítat signál, který přenášejí. Za prvé, jejich latence odezvy je dlouhá: jejich reakce se liší mezi novými a známými stimuly počínaje 450 ms po začátku stimulu. Ve vztahu k latenci odezvy neuronů v senzorickém neokortexu je to pomalé a příliš pozdě pro některá chování, jako je základní kategorizace (Thorpe et al., 1996). Místo toho tato dlouhá latence naznačuje, že signál přenášený paměťově selektivními buňkami souvisí s deklarativní pamětí, která funguje v pomalejším časovém horizontu. Na podporu tohoto názoru se evokované potenciály zaznamenané pomocí EEG na skalpu, které souvisejí s deklarativní pamětí (např. N400 nebo pozdní negativní složka), vyskytují s podobně dlouhými latencemi (Mormann et al., 2005). Za druhé, většina neuronů se známými/novinkovými reakcemi v MTL není naladěna na obsah paměti (obr. 1C).

Kromě zakódování novosti/známosti v rozpoznávací paměti byly také pozorovány paměťově selektivní reakce během navádění na pomoc v úlohách asociativní paměti (obr. 1D). V této úloze byl identifikován typ paměťově selektivní buňky, která signalizovala, zda byl podnět spojený s podnětem získán či nikoli, ale ne, jaká byla identita vyhledané položky (Staresina et al., 2019). Celkový závěr z těchto záznamů je, že lidská MTL obsahuje ortogonální kód pro obsah paměti a známost (Rutishauser et al., 2015; Staresina et al., 2019; Derner et al., 2020).

cistanche kapsle: zlepšení paměti

Stavební bloky epizodických vzpomínek: sémanticky invariantní pojmové buňky

Odezva mnoha neuronů v lidské amygdale, hippocampu, entorhinálním kortexu a parahippokampálním kortexu souvisí s vizuální interpretací podnětů na vysoké úrovni. Bylo objeveno kontinuum takových buněk (např. viz obr. 2A–C), od relativně široce laděných buněk kategorie k řídce laděným buňkám signalizujícím sémantické koncepty, až po vysoce řídké a neměnné pojmové buňky, které reagují kdykoli obrázek ukazuje konkrétního jedince. Takové buňky společně označujeme jako „vizuálně selektivní“, ale to neznamená, že tyto buňky nereagují také na jiné modality (Quiroga et al., 2009). Nejvíce široce vyladěným typem vizuálně selektivních buněk jsou neurony kategorie (obr. 2C), které reagují pokaždé, když je zobrazen obraz patřící do určité široké vizuální kategorie (Kreiman et al., 2000). Příklady kategorií neuronů jsou neurony reagující na tváře (Minxha et al., 2017), zvířata (Mormann et al., 2011), venkovní scény (Mormann et al., 2017), ovoce (Minxha et al., 2020) a různé další kategorie objektů (Reber et al., 2019). Reakce buněk kategorie je necitlivá na to, zda je stimul nový nebo známý, stejně jako na to, zda byl stimul získán s vysokou nebo nízkou spolehlivostí (Rutishauser et al., 2015); to nevylučuje krátkodobou supresi opakování (Pedreira et al., 2010; Minxha et al., 2020). Na druhém extrému selektivity a invariance jsou „koncepční buňky“, které se stanou aktivními pouze tehdy, když je ukázán konkrétní koncept na vysoké úrovni (Quiroga et al., 2005). Takové buňky se mohou vyvíjet relativně rychle, jak dokazují buňky, které reagují na experimentátory dříve neznámé subjektu (obr. 2B). Většina koncepčních buněk reaguje na koncepty, které osobně zná osoba, od které byl neuron zaznamenán (Viskontas et al., 2009). Zatímco reakce koncepčních buněk je řídká, tyto buňky nejsou vzácné: odhaduje se, že 2–5 milionů MTL buněk reaguje na daný koncept (Waydo et al., 2006).

Reakce vizuálně selektivních buněk svědčí o tom, zda daný podnět vstoupil do vědomého povědomí o subjektu, jak deklaruje subjektivní zpráva (Kreiman et al., 2002; Quiroga et al., 2008, 2014; Rey et al., 2014; Reber a kol., 2017). Čím více vpředu v MTL se nachází koncepční buňka, tím je pravděpodobnější, že se její aktivita kryje s vědomím (Reber et al., 2017; Fu a Rutishauser, 2018). Názor, že reakce vizuálně selektivních buněk souvisí s aktuálním obsahem uvědomění, je navíc podpořen zjištěním, že v hustých scénách buňky kategorie signalizují kategorickou identitu aktuálně navštěvovaného podnětu, což je zjištění, které platí pro zjevné i skryté pozornost (Minxha et al., 2017). Vizuálně selektivní buňky se tak zdají být vhodné pro kódování deklarativních vzpomínek, což jsou vzpomínky, které se dostaly do povědomí.

Doba, která uplyne mezi začátkem stimulu a rozdílnou odpovědí vizuálně selektivních buněk, je 300 ms (Mormann et al., 2008; Rutishauser et al., 2015). Latence, dokud jednotlivá buňka nezačne reagovat, je nepřímo úměrná její selektivitě, přičemž selektivnější reakce se objevují později (Mormann et al., 2008). To je pozdní ve srovnání s reakcemi ve smyslových oblastech měřených pomocí podobných technik (Self et al., 2016), ale dříve než u paměťově selektivních buněk (diskutované výše). Tato dlouhá latence je také to, co se očekává od podnětu, který se dostal do povědomí (Mashour a kol., 2020) a je v souladu se známými latencemi odezvy ERP souvisejících s pamětí (Mormann a kol., 2005).

Tato data dala vzniknout hypotéze, že vizuálně selektivní buňky představují sémantické vzpomínky (Rutishauser, 2019), které jsou zase stavebními kameny epizodických vzpomínek (Quiroga, 2012). Další důkaz pro tento návrh poskytuje analýza na úrovni populace velkého souboru jednotlivých neuronů (Reber et al., 2019). Tato analýza odhalila, že reakce vizuálně selektivních buněk zobecnila mezi instancemi daného sémantického konceptu. Zatímco některé sémantické pojmy reprezentované buňkami byly relativně široké („potravinové položky“), jiné byly užší („sýr“, viz obr. 2A). Skutečně, zda daná buňka reaguje na daný stimul nebo ne, lze s vysokou přesností předpovědět ze sémantického označení stimulu (obr. 2A). Je pozoruhodné, že reakce buněk nebyla „vše nebo nic“. Odpověď byla spíše nejlépe popsána jako křivka ladění v sémantickém prostoru s odstupňovanými reakcemi na různé instance (podněty) z dané sémantické kategorie (např. buňka, která reaguje jinou velikostí na obrázek šortek a červené bundy; viz. obr. 2A, horní řada). Toto je kritický nový náhled, který podporuje hypotézu, že vizuálně selektivní buňky představují sémantické vzpomínky a jako takové jsou hlavní částí engramu. Tento názor však zpochybňují dvě nedávné studie popisující reakce pojmových neuronů na různé osobní identity spíše jako binární než odstupňované (Rey et al., 2018, 2020). Budoucí práce je zapotřebí k dešifrování lepšího pochopení režimů, podle kterých lze vizuálně selektivní buněčné reakce chápat jako binární versus odstupňované, zejména zda tvoří funkčně odlišné podskupiny buněk a zda tyto dva typy buněk mají rozdílnou roli v deklarativním Paměť.

zlepšit paměť: doplněk cistanche tubulosa

Kódování asociací

Paměť si navzájem spojuje různé aspekty zkušenosti. Epizodická vzpomínka může být například to, že jsem potkal osobu X na místě Y v čase Z. Vizuálně selektivní buňky samy o sobě představují kódování asociací: pokud jsou dva podněty koncepčně příbuzné, aktivují stejnou buňku (tj. všechny podněty, které patří ke stejnému sémantickému pojmu). Tato vlastnost platí i pro řidčeji laděné buňky: když taková buňka reaguje na několik zdánlivě nesouvisejících podnětů (např. dva různí basketbalisté, kteří hrají ve stejném týmu), tyto podněty spolu skutečně koncepčně souvisí, jak odhalila analýza toho, jak často dva sémantické pojmy se vyskytují současně (De Falco et al., 2016). Toto rozšíření ladění lze navodit experimentálně: opakované párování responzivního a neresponzivního konceptu vede k rozšíření ladění jednotlivé buňky, která v důsledku učení začne reagovat i na neresponzivní koncept (Ison a kol., 2015). Asociativní kódování bylo také pozorováno v časové doméně: pokud se subjekt dozví, že obrázek Konceptu X je vždy následován obrázkem Konceptu Y, buňka reagující na Y začne pálit již ve zpoždění, než se objeví Obrázek Y (Reddy et al. ., 2015). Je třeba poznamenat, že časový rozsah plasticity ve výše diskutovaných datech je relativně dlouhý (několik pokusů). K těmto změnám tedy dochází v časovém měřítku očekávaném od sémantických, ale ne epizodických vzpomínek, které se spoléhají na učení na jeden pokus. Společně tato data ukazují, že reprezentace tvořené vizuálně selektivními buňkami jsou plastické, jak se očekává od sémantické reprezentace, která podporuje epizodickou paměť.

Druhou formou asociativní paměti, která byla studována, je navádění: po naučení párů (např. párů obličej-jméno) se zobrazí jedna z položek (tj. obličej) a subjekt se pokusí získat spárovaný podnět (tj. název). Záznamy v entorhinálním kortexu (Staresina et al., 2019) odhalují buňky, které signalizují obsah získaného podnětu (název ve výše uvedeném příkladu) (obr. 2D, E). Obnovení obsahu paměti načteného po zobrazení cue je dostatečně silné, aby umožnilo dekódování obnovené paměti. Dřívější práce skutečně odhalily, že obnovení přesahuje neurony specificky naladěné na obnovený obsah paměti: neurální stav ("neurální kontext"), který byl přítomen v době kódování, má tendenci být obnoven během úspěšného vzpomínání (Jang et al., 2017). Folkerts et al., 2018. Společně tato práce odhaluje korelát obnovení jednoho neuronu, čímž poskytuje empirický základ pro klíčovou teorii o tom, jak je organizována epizodická paměť (Howard et al., 2005; Polyn et al., 2009).

Trvalá aktivita jako mechanismus pro pracovní paměť (WM)

Některé MTL buňky mohou zůstat trvale aktivní po dobu několika sekund, zatímco subjekty aktivně drží preferovaný stimul buňky ve WM, což je zjištění poprvé hlášené v roce 2017 nezávisle dvěma skupinami (Kaminski et al., 2017; Kornblith et al., 2017). Dekódování z takto trvale aktivních buněk umožňuje dekódování obsahu WM (Kaminski et al., 2020). Také aktivita buněk klesá v závislosti na zatížení paměti, jak se očekává od reprezentace krátkodobé paměti (Kaminski et al., 2017), a síla jejich odezvy předpovídá, zda bude paměť později úspěšně načtena (Kornblith et al. ., 2017). Tento vzorec aktivace je odlišný od toho, který je vidět v typickém experimentu, ve kterém tyto buňky vykazují přechodnou aktivaci trvající 500 ms po začátku stimulu. Během úkolů WM si trvale aktivní vizuálně selektivní buňky udržují svou selektivitu a preferenci, takže stimul, ke kterému jsou selektivní během prezentace stimulu, zůstává několik sekund stejný během údržby, když není zobrazen žádný obrázek (obr. 3A–C). Přibližně 50 procent koncepčních buněk vykazuje takovou kontinuální obsahově selektivní aktivaci. Druhý typ trvale aktivních buněk byl objeven v hipokampu: buňky, jejichž perzistentní aktivita se zvyšuje jako funkce zátěže, ale jinak nejsou obsahově selektivní (obr. 3D). Tyto studie společně odhalují, že substrát pro dlouhodobé paměti může také podporovat WM. V širším měřítku tato práce odhaluje buněčný substrát pro lidskou WM: substrát trvale aktivních buněk. Elektrofyziologické vlastnosti těchto lidských buněk se zdají být velmi podobné těm, které byly popsány od prvních takových studií na čelním laloku makaků (Fuster a Alexander, 1971) nebo nedávno na MTL hlodavců (Masuda et al., 2020), až na to, že zde je jejich ladění pro sémantické koncepty na vysoké úrovni spíše než prostorová umístění.

Mohlo by se zdát paradoxní, že buňky v lidském MTL by podporovaly WM, protože MTL není pro WM nezbytně nutný. I když to platí pro mnoho úkolů (Squire et al., 2004), za náročnějších okolností, jako je interference od distraktorů nebo vysoké zatížení paměti, lidé s lézemi MTL vykazují deficity WM (Jeneson a Squire, 2012). Kromě toho existují důkazy, že MTL může podporovat udržování visuoprostorových vztahů mezi objekty na dostatečné úrovni přesnosti ve WM (Alvarez a Cavanagh, 2004). Důkaz o úloze MTL při udržování WM lze také vidět na úrovni potenciálu pole: jak trvalá aktivita theta-pásu v MTL, tak theta-zprostředkované PFC-MTL interakce jsou prominentní v MTL během údržby WM (Johnson et al. , 2018). Na základě toho předpokládáme, že trvale aktivní MTL buňky u lidí podporují WM za těchto náročnějších okolností, kdy čistě senzorické reprezentace již nestačí k udržení paměti. Spojení vizuálně selektivní buněčné aktivity MTL s vědomým uvědoměním umožňuje další hypotézu: že tyto buňky představují obsah WM, který je v současnosti aktivní v povědomí, aktivní formu WM, která je již dlouho uznávána jako odlišná od jiných forem WM, jako je např. aktivovaná dlouhodobá paměť v teoretických modelech WM (Cowan, 1988; Kaminski a Rutishauser, 2020). Zatímco mnoho aspektů tohoto vztahu zbývá prozkoumat, tato identifikace buněčného substrátu WM, který je sémanticky selektivní, nabízí mnoho příležitostí k přímému testování a zpřesňování těchto důležitých kognitivních modelů.

extrakt z cistanche tubulosa

Od vzpomínek k rozhodnutím

Jak se k rozhodování používají reprezentace vzpomínek v MTL? Neuroimaging odhaluje několik kortikálních oblastí, které mohou nést signály volby související s pamětí (Simons a Spires, 2003; Rugg a Vilberg, 2013), včetně mediálního frontálního kortexu (MFC) a levého zadního parietálního kortexu (Wagner et al., 2005); zaměřujeme se zde na MFC (výsledky o PPC viz Rutishauser et al., 2018). U hlodavců přijímá MFC monosynaptická spojení z hipokampálních neuronů a tato spojení jsou kauzálně relevantní pro rozhodování na základě paměti během prostorové navigace (Spellman et al., 2015; Tamura et al., 2017).

Neurony v lidské pre-doplňkové motorické oblasti a dorzální ACC signalizují rozhodnutí o tom, zda je stimul nový nebo známý v rozpoznávací paměti (Minxha et al., 2020), což je role odlišná od tradičně studované role MFC v kognitivní kontrole. a sledování výkonu (Fu et al., 2019). Neurony signalizovaly tato rozhodnutí v abstraktním formátu bez ohledu na modalitu motorického výstupu, což naznačuje, že jejich reakce je spíše odrazem abstraktní reprezentace volby než motorických akcí. Neurony, které signalizovaly rozhodnutí založená na paměti, byly do značné míry odlišné od těch, které signalizovaly rozhodnutí o vnímání. Také neurony nesoucí signály volby založené na paměti flexibilně upravovaly své fázové uzamčení pomocí hipokampálních theta oscilací: zvýšily své fázové uzamčení pouze tehdy, když rozhodnutí vyžadovalo přístup k paměti. Konečně, buňky volby založené na paměti signalizují rozhodnutí o paměti spíše než o paměti samotné: v případě chyb aktivita buněk předpověděla volbu subjektu bez ohledu na to, zda byla pravdivá nebo nepravdivá. Společně tato práce odhaluje mechanismus, kterým kortikální rozhodovací procesy pružně interagují s MTL.

Výhled: nová technologie pro záznam lidských jednotlivých neuronů?

Výše diskutované záznamy se opírají o hybridní elektrody (Cash a Hochberg, 2015), které umožňují záznam z mikrodrátů u pacientů s epilepsií, kteří podstupují umístění hloubkových elektrod pro lokalizaci jejich záchvatového ohniska (Babb et al., 1973). Většina studií používá varianty Behnke-Friedovy elektrody (Fried et al., 1999), která se rutinně používá již řadu let. Tato elektroda se skládá z 8 nebo 9 mikrodrátů vyčnívajících z hrotu hloubkové elektrody. Tyto dráty nekontrolovaně vystupují z nosiče, čímž zabraňují jejich použití jako tetrody pro zlepšení třídění hrotů nebo pro výpočet hustoty zdroje proudu. Pozoruhodným vývojem v tomto směru jsou tetrody u lidí (Despouy et al., 2020), které slibují lepší výnos a kvalitu izolace. Dalším klíčovým milníkem bude přizpůsobení a bezpečné nasazení novějších metod záznamu s vysokou hustotou, které umožní simultánní záznam ze stovek nebo tisíců neuronů (Juavinett et al., 2019). Učinit tento významný krok je pro tuto oblast klíčovou výzvou, protože je zapotřebí značného úsilí k prokázání bezpečnosti této technologie pro lidské použití.

Na závěr jsme v tomto přehledu diskutovali o dvou širokých třídách buněk v lidském MTL: těch, které selektivně reagují na specifické podskupiny podnětů, a těch, které rozlišují mezi různými aspekty paměti. Druhá skupina není obsahově selektivní: signalizují například, zda je podnět nový nebo známý, nebo zda byl nebo nebyl nalezen související atribut. Aktivita těchto buněk se po jediné expozici mění a předpovídá aspekty deklarovaných subjektivních lidských zkušeností, jako je sebevědomí a prožitek vzpomínání. V modelech deklarativní paměti (Yonelinas, 2001; Wixted, 2007) jsou běžným předpokladem rozhodovací proměnné, které signalizují „sílu paměti“, které jsou jinak bez obsahu. Signály přenášené paměťově selektivními buňkami v MTL sdílejí mnoho vlastností předpovídaných takovými modely, což umožňuje úzkou interakci mezi teorií a experimenty na úrovni obvodu.

Jsou vizuálně selektivní buňky v lidském MTL jakousi „místní buňkou“ (jak se nachází u hlodavců) v kognitivním prostoru tvořeném našimi sémantickými vzpomínkami (Lisman et al., 2017)? I když existuje mnoho nápadných podobností (podrobnosti viz Quiroga, 2012), existují také výrazné rozdíly, které tuto analogii zpochybňují. Pozoruhodným rysem vizuálně selektivních buněk u lidí je jejich nezávislost na kontextu, včetně toho, že jsou aktivní během úplně prvního vystavení novému podnětu. To je na rozdíl od místních buněk u hlodavců a nehumánních primátů, které jsou vysoce závislé na kontextu a chování (Anderson a Jeffery, 2003; Courellis et al., 2019). Například odpalování buněk závisí na směru pohybu a úpravy prostředí nebo cílů úkolu mohou vést k úplnému přemapování. I když tato otázka vyžaduje systematičtější studium, existují zásadní rozdíly mezi vlastnostmi těchto dvou typů buněk.

Studie fMRI celého mozku odhalily pozoruhodné vzorce sémantického ladění, které dláždí lidskou kůru (Huth et al., 2016). Tyto vzory jsou vidět na různých úrovních sémantické abstrakce, což připomíná, jak vizuálně selektivní buňky reagují na sémantické koncepty. Zajímavou otevřenou otázkou je, zda tato dvě zjištění, učiněná na velmi odlišných měřítcích pozorování, jsou výrazem stejných jevů. Budoucí práce je nutná k určení, zda testy, na které sémanticky laděná buňka v MTL reaguje, jsou stejné jako ty, ve kterých se aktivují odpovídající části kůry, jak bylo hodnoceno fMRI. Pokud ano, mohlo by to znamenat, že VS buňky v MTL, které jsou sémanticky vyladěné, jsou buňky, které „indexují“ nebo „ukazují“ na kortikální vzorce aktivity, které představují obsah paměti, což je režim hipokampální operace dlouho teoretizovaný (Teyler a Rudy, 2007). .

Nakonec je nutné zdůraznit, že bez práce prováděné na zvířecích modelech by vzácné a vybrané příležitosti k invazivnímu záznamu od lidí (které vedly ke všem zde diskutovaným výsledkům) nemohly být smysluplně využity. Tyto dva přístupy se skutečně doplňují: klíčovou úlohou invazivních experimentů na lidech je vytvořit most mezi druhy stanovením relevance určitých jevů pro lidskou paměť, chování a nemoci. V důsledku těchto vazeb pak mohou být identifikované mechanismy detailně investovány na molekulární a buněčné úrovni u modelových zvířat (Kandel et al., 2014) způsoby, které jsou u lidí nemožné nebo neetické, ale zároveň jsou přímého významu kvůli zavedeným vazbám mezi druhy.

koupit cistanche: cistanche doplňky