Tá Cuimhne Oibre Coimpléascach agus Dinimiciúla, Cosúil le Do Smaointe

Teibí

Is éard is cuimhne oibre ann ná nuair a choinnítear agus a láimhrítear smaointe. Le blianta fada anuas, ba é an tsamhail cheannasach ná go raibh cuimhne oibre ag brath ar dhinimic néar-stáit sheasmhaigh. Cuireadh léiriú neural i ngníomh agus ansin coinníodh sa stát sin é. Mar sin féin, mar a tharlaíonn go minic, dá mhéad a scrúdaímid cuimhne oibre (go háirithe leis an teicneolaíocht nua), is amhlaidh is casta é. Léiríonn fionnachtana le déanaí go bhfuil meicníochtaí iolracha i gceist le cuimhne oibre, lena n-áirítear babhtaí neamhleanúnacha spiking. Tá cuimhní cinn dinimiciúil freisin, ag teacht chun cinn ar bhealach a bhraitheann ar thasc. Féadfaidh rithimí cortical an dinimic sin a rialú, rud a thugann smacht “feidhmiúcháin ó bharr anuas” ar ár gcuid smaointe.

Tá gaol idir ár smaointe agus ár gcuimhne a ionramháil, más féidir linn ár gcuid smaointe a ionramháil go dearfach, beidh smaoineamh agus cuimhne níos fearr againn.

Is fórsa iad smaointe a chorpraimid, agus bíonn tionchar ag smaointe ar ár bpróisis smaointeoireachta agus ar ár n-iompraíochtaí. Má tá diúltacht agus ábhar diúltach ag baint lenár gcuid smaointe, éireoidh muid Doirbh, rud a chuirfidh isteach ar ár smaointeoireacht agus ár gcuimhne. Ar a mhalairt, más féidir linn ár gcuid smaointe a rialú le feasacht dhearfach, beimid in ann smaoineamh agus cuimhneamh níos fearr.

Nuair a thagann sé chun ár gcuid smaointe a ionramháil, tá roinnt rudaí is féidir linn a dhéanamh. Is féidir linn cúnamh dóchasach a fháil inár saol laethúil, mar éisteacht le ceol, léamh leabhair spreagúla, teagmháil a dhéanamh le cairde dearfacha, srl. Is féidir linn ár n-intinn a spreagadh freisin trínár mbonn eolais a shaibhriú agus scileanna nua a fhoghlaim. Cabhróidh na modhanna seo linn a bheith níos géire agus níos géire inár smaointeoireacht agus inár gcuimhne.

Mar fhocal scoir, tá gaol dlúth idir ionramháil smaointe agus cuimhne. Ba cheart dúinn ár smaointe a ionramháil go dearfach chun ár gcumas smaointeoireachta agus cuimhne a fheabhsú. Chomh fada agus a bheidh an dearcadh ceart againn agus nósanna maithe a fhorbairt, beidh saol níos sláintiúla, níos sona agus níos rathúla againn. Is féidir a fheiceáil go gcaithfimid cuimhne a fheabhsú. Is féidir le Cistanche cuimhne a fheabhsú go suntasach toisc gur ábhar íocshláinte traidisiúnta Síneach é Cistanche le go leor éifeachtaí uathúla, agus is é ceann acu cuimhne a fheabhsú. Tagann éifeachtúlacht na mionfheoil ó na comhábhair ghníomhacha éagsúla atá ann, lena n-áirítear aigéad, polaisiúicrídí, flavonoids, etc. Is féidir leis na comhábhair seo sláinte inchinn a chur chun cinn ar bhealaí éagsúla. Is leigheas luibhe traidisiúnta Síneach é feoil mhionaithe le go leor éifeachtaí uathúla, agus is é ceann acu an chuimhne a fheabhsú. Tagann éifeachtúlacht na mionfheoil ó na comhábhair ghníomhacha éagsúla atá ann, lena n-áirítear aigéad, polaisiúicrídí, flavonoids, etc. Is féidir leis na comhábhair seo sláinte inchinn a chur chun cinn ar bhealaí éagsúla.

Cliceáil a fhios 10 bealaí chun cuimhne a fheabhsú

RÉAMHRÁ

Níos mó ná 30 bliain ó shin, réitíodh cuimhne oibre. Fuaireamar an bonn néarach chun earra a choinneáil i gcuimhne oibre. Bhí an tsamhail simplí. Gníomhaíonn spreagadh spéacadh néarúil sa PFC. Cothaítear an ghníomhaíocht sin nuair a imíonn an spreagadh agus coinnítear a chuimhne i gcuimhne oibre (Miller, Erickson, & Desimone, 1996; Funahashi, Bruce, & Goldman-Rakic, 1989; Fuster & Alexander, 1971). Thacaigh agus mionléiriú an tsamhail seo le blianta fada de thaighde. Tá a fhios againn anois go bhfeictear uiríll cuimhne oibre i réimsí cortical éagsúla (Christophel, Klink, Spitzer, Roelfsema, & Haynes, 2017). D’fhoghlaimíomar faoin ról tábhachtach atá ag neuromodulators (Vijayraghavan, Wang, Birnbaum, Williams, & Arnsten, 2007). Fuaireamar léargas ar na meicníochtaí bithfhisiceacha agus ciorcaid a choinníonn gníomhaíocht ardaithe (Wang, 1999).

Mar sin féin, mar a tharlaíonn de ghnáth san eolaíocht, tháinig muid ar an tuiscint go bhfuil na boinn néaracha de chuimhne oibre níos casta ná mar a cheapamar ar dtús. Cheadaigh an teicneolaíocht nua tuiscint níos mionsonraithe ar chuimhne oibre. Dheimhnigh na léargais seo go bhfuil ról tábhachtach ag gníomhaíocht néaraíoch a fheictear le linn moille cuimhne sa chuimhne oibre. Mar sin féin, léirigh siad freisin nach bhfuil i gcuimhne oibre ach cothabháil ar staid sheasta, cosúil le ciorcad latch i d'inchinn a chuireann ar siúl agus as. Tá babhtaí spiking versa gan spiking. Tá dinimic agus airíonna éiritheacha ann nach féidir a fheiceáil ach ar leibhéal na ndaonraí néaróin agus ar ghníomhaíocht achoimrithe na milliúin néaróin (i bpoitéinseal réimse áitiúil [LFPanna]). Ina theannta sin, léirigh obair nua go dtacaíonn na dinimic seo leis an rud is tábhachtaí maidir le cuimhne oibre: Tá sé faoi rialú “feidhmiúcháin ón mbarr anuas”. Is féidir linn a roghnú cad a smaoinímid air agus conas smaoineamh air.

Bhí Mark Stokes ina chatalaíoch chun an tuiscint nua seo ar chuimhne oibre a thiomáint. Anseo, déanaimid athbhreithniú ar an dearcadh "Stokesian" ar an gcuimhne oibre. Bhí dhá phríomhléargas ann. Ar an gcéad dul síos, ní gníomhaíocht mharthanach néaróin amháin atá sa chuimhne oibre. Tá sé "gníomhaíochta-adh" freisin le babhtaí de spiking in aghaidh spiking beag nó gan aon. Le linn na dtréimhsí "adh", coinnítear na cuimhní cinn ag meicníochtaí gearrthéarmacha plasticity, cosúil le macalla nó tuiscint a fhágann spikes sa líonra. Ar an dara dul síos, ní léiriú leanúnach, fíorfhíorúil ar ionchuir céadfacha é gníomhaíocht cuimhne oibre. Ina áit sin, tá sé thar a bheith dinimiciúil le huiríll a athraíonn agus a fhorbraíonn. Ní léargais neamhghaolmhara iad seo. Cuireann an dinimic chiúin ghníomhaíochta le hairíonna éiritheacha cosúil le rithimí ascalacha ag minicíochtaí éagsúla agus fágann sin spás dóibh. De bharr obair a rinneadh le déanaí ar na rithimí sin tá sínithe néaracha an rialaithe ó bharr anuas.

TÁ CUIMHNE OIBRE GNÍOMHAÍOCHT-SILENT

Is é an dearcadh clasaiceach ar chuimhne oibre go bhfuil sé léirithe i ngníomhaíocht mharthanach néaróin laistigh de PFC. Mar shampla, nuair a cuireadh oiliúint ar mhoncaí chun cuimhneamh ar shuíomh luaíochta (Fuster & Alexander, 1971) nó nuair a chuimhnigh siad ar shuíomh spreagtha (Funahashi et al., 1989), fuarthas amach go raibh néaróin i pFC gníomhach go tonaíoch chomh fada agus a bhí. choinnigh an t-ainmhí an rud i gcuimhne. Bhí sé seo ag teacht lenár dtaithí féin ar an gcuimhne oibre mar phróiseas gníomhach a éilíonn iarracht. Mar sin, go nádúrtha, ghlac na taighdeoirí leis gurb é an ghníomhaíocht leanúnach a chothaigh uiríll maidir le moilleanna cuimhne.

Mar sin féin, le deich mbliana anuas, d'aimsigh iniúchadh dlúth ar ghníomhaíocht néarúil nach bhfuil freagraí néaracha i PFC chomh leanúnach agus a chreideamar tráth. Mar a athbhreithníodh ag Stokes (2015), is minic a fhilleann freagraí neural ar leibhéil "bunlíne" tar éis cúpla soicind. Ina theannta sin, de bharr cur isteach ar chothabháil cuimhne oibre, tar éis d'ainmhí aistriú go hachomair go tasc eile, d'imigh uiríll cuimhne oibre. Tháinig siad chun solais arís ansin nuair a ghlac an t-ainmhí leis an mbuntasc cuimhne oibre arís (Watanabe & Funahashi, 2014). Mar thoradh ar na torthaí seo tháinig an smaoineamh go bhféadfadh meicníochtaí eile tacú le léirithe cuimhne. Ardaíodh roinnt féidearthachtaí le cúpla bliain anuas.

Ar dtús, ag tógáil ar obair theoiriciúil (Mongillo, Barak, & Tsodyks, 2008), mhol Stokes agus a chomhghleacaithe cuimhne oibre a choinneáil sa phlaisteacht shionaptach ghearrthéarmach (STSP). Sa tsamhail seo, is féidir le léirithe néaracha neamhbhuan, mar na cinn a tharraingítear chun cinn ag spreagadh céadfach, meáchain shionaptach sa líonra a athrú go sealadach (m.sh., trí thiúchan gabhdóra néar-tharchuradóir a bheith ag an veinír shionaptach a athrú). Ceaptar go bhfuil na hathruithe seo gearrthéarmach (faoi 1 soicind) ach maireann siad fada go leor chun rian spreagtha a choinneáil sa nascacht laistigh den líonra thar mhoill chuimhne. I bhfocail eile, fágann spiking "tuiscint" sa líonra ar féidir leis an gcuimhne a choinneáil idir spiking.

Ar ndóigh, deacracht bhunúsach amháin maidir leis an teoiric seo a thástáil ná nach féidir linn meáchain shionaptach a bhreathnú go díreach san inchinn iompair—bíonn ár modhanna go léir ag brath ar ghníomhaíocht néarúil. Chun dul timpeall air seo, d’fhorbair saotharlanna Stokes agus Postle cur chuige cliste chun na hathruithe synaptic a thomhas — “ping” an chórais le spreagadh amhairc geal (Wolff, Jochim, Akyürek, & Stokes, 2017) nó cuisle TMS (Rose et al ., 2016). Má stóráiltear an chuimhne in athruithe gearrthéarmacha synaptic, ansin ba chóir go n-athródh an fhreagairt néarúil a tharlódh ón spreagadh/bhuls mar fheidhm den rud atá á choinneáil sa chuimhne. I bhfocail eile, ba cheart don chuisle an chuimhne a "athghníomhachtú". Ag teacht leis an tsamhail chiúin ghníomhaíochta, níorbh fhéidir an mhír i gcuimhne a dhíchódú (le EEG nó fMRI) roimh an gcuis. Mar sin féin, d’fhéadfaí an chuimhne a dhíchódú sa fhreagra néarúil tar éis an spreagadh amhairc/pulse TMS. Cé nach n-eisiann siad go hiomlán mínithe eile, soláthraíonn na staidéir seo an chéad tástáil ar fhoirm chiúin ghníomhaíochta cuimhne.

Seans nach é STSP an t-aon mheicníocht chiúin ghníomhaíochta atá i bhfeidhm i dtascanna cuimhne oibre. Tá ról tábhachtach ag cuimhne eipeasóideach fadtéarmach maidir le tacú le cuimhne oibre (Beukers, Buschman, Cohen, & Norman, 2021; Sutterer, Foster, Serences, Vogel, & Awh, 2019). Mar sin féin, tá teorainn amháin de chuimhne fadtéarmach go bhfuil sé ag fulaingt ó "cur isteach réamhghníomhach." Tarlaíonn an cur isteach seo nuair a bhíonn dhá chuimhní comhchosúla, rud a fhágann go bhfuil sé deacair cuimhne reatha a idirdhealú ón am atá thart (m.sh., an triail iompraíochta roimhe seo). Tugann obair theoiriciúil le tuiscint go bhféadfadh cuimhne eipeasóideach cur isteach a mhaolú tríd an gcomhthéacs inar tharla an chuimhne a stóráil (DuBrow, Rouhani, Niv, & Norman, 2017; Mensink & Raaijmakers, 1988). D’fhéadfadh faisnéis comhthéacs den sórt sin comhartha uathúil a sholáthar le sórtáil agus idirdhealú a dhéanamh idir cuimhní difriúla, rud a chuirfeadh cosc ​​​​orthu cur isteach ar a chéile (Beukers et al., 2021). Ar an mbealach seo, d’fhéadfadh cuimhne fhadtéarmach meicníocht chiúin ghníomhaíochta eile a thacódh le cuimhne oibre a sholáthar. Ag teacht leis seo, fuarthas amach in obair a rinneadh le déanaí go bhfuil cur isteach réamhghníomhach is láidre i dtrialacha ina gcaithfidh rannpháirtithe cuimhneamh ar líon mór míreanna (a sháraíonn cumas na cuimhne oibre is dócha; Oberauer & Awh, 2022). Tugann sé seo le tuiscint nach féidir le rannpháirtithe dul i mbun cuimhne fadtéarmach ach amháin nuair atá sé ina chuidiú cuimhne oibre a fhorlíonadh.

San iomlán, tugann na torthaí seo le tuiscint go n-úsáideann an inchinn meicníochtaí iolracha chun faisnéis a choinneáil sa chuimhne oibre. Tá ciall leis seo—tá sé ríthábhachtach cuimhní gearrthéarmacha ar ionchuir céadfacha a choinneáil le haghaidh cognaíocha, rud a ligeann dó briseadh saor ón ngarthimpeallacht. D’fhéadfadh go raibh brú éabhlóideach láidir ann chun meicníochtaí iolracha a fhorbairt chun faisnéis a choinneáil sa chuimhne oibre. Mar shampla, léirigh obair shamhaltaithe le déanaí gur féidir le STSP cuimhne oibre a dhéanamh níos láidre. Rinne Kozachkov agus a chomhghleacaithe (2022) oiliúint ar líonraí néaracha athfhillteacha saorga (RNNanna) le STSP agus gan STSP chun tasc cuimhne oibre réad a dhéanamh. Bhí an dá RNN le agus gan STSP in ann cuimhní cinn a choinneáil, fiú i bhfianaise seachfhreastalaí. Mar sin féin, bhí RNNanna le STSP níos láidre ó thaobh torainn agus díghrádaithe líonra ná RNNanna gan STSP. Ina theannta sin, léirigh RNNanna le STSP gníomhaíocht a bhí cosúil leis an gceann a chonacthas i cortex príomháidh neamhdhaonna ag comhlíonadh an taisc chéanna. Bhí RNNanna gan STSP níos saorga agus ní ba lú cosúil le hinchinne. I mbeagán focal, cuireann STSP, agus meicníochtaí eile atá ciúin le gníomhaíocht, le líonraí cuimhne oibre oibriú níos fearr. Ansin, déanaimid plé ar an gcaoi a bhfuil cuimhne oibre dinimiciúil freisin.

TÁ CUIMHNE OIBRE DINIMIC
Is é an dearcadh clasaiceach ar chuimhne oibre gur léiriú cobhsaí é ar ionchuir céadfacha le déanaí. D’aimsigh obair ó Fuster, Goldman-Rakic, agus daoine eile néaróin i PFC a d’fhreagair do spreagthaigh amhairc agus a chothaigh gníomhaíocht spiking thar moill chuimhne ina dhiaidh sin (Miller et al., 1996; Funahashi et al., 1989; Fuster & Alexander, 1971) . Mar sin féin, léirigh obair níos déanaí go bhfuil cuimhne oibre níos dinimiciúla ná mar a ceapadh uair amháin. Cheadaigh taifeadtaí ar scála mór níos nuaí de dhaonraí néaróin dúinn faisnéis néarúil a dhíchódú le híogaireacht i bhfad níos mó ná an cur chuige aon-leictreoid a bhí ann roimhe (King & Dehaene, 2014; Meyers, Freedman, Kreiman, Miller, & Poggio, 2008). Má tá na huiríll cobhsaí, ba cheart go mbeadh díchódóir oilte ar léiriúcháin néaracha ag nóiméad amháin in am in ann an léiriú a dhíchódú tráth eile. Mar mhalairt air sin, má tá léirithe dinimiciúil, ba cheart go dteipfeadh ar an díchódóir ginearálú thar am. Ag baint úsáide as an gcur chuige seo, léirigh Stokes agus a chomhghleacaithe (2013) go bhfuil léirithe cuimhne an-dinimiciúil. Ní raibh díchódóirí oilte chun céannacht an spreagthaigh amhairc a dhíchódú nuair a bhí sé le feiceáil in ann cuimhne an spreagthais chéanna sin a dhíchódú, fiú díreach 250 msec isteach sa mhoill chuimhne. Tugann sé seo le tuiscint, ag leibhéal an daonra, go bhfuil na cóid néaracha le haghaidh ionchuir céadfacha agus cuimhní cinn difriúil. Tá torthaí cosúla le feiceáil i gcreimirí (Harvey, Coen, & Tank, 2012). Suimiúil go leor, fuair Stokes agus a chomhghleacaithe amach, tar éis cúpla céad milleasoicindí, gur chobhsaigh an ionadaíocht (Spaak, Watanabe, Funahashi, & Stokes, 2017). Ansin, i dtreo dheireadh na tréimhse moille, nuair a bhí an t-ainmhí ag ullmhú chun freagairt, tháinig an léiriú neural arís dinimiciúil.

Ag tógáil ar an saothar seo, fuair Panichello agus Buschman (2021) amach go bhfuil dinimic sa chuimhne oibre faoi smacht cognaíoch. Rinne mhoncaí tasc a d’éiligh orthu cuimhneamh ar dhath dhá chearnóg (Fíor 1A). Tar éis moille cuimhne, cuasaíodh na mhoncaí chun ceann amháin den dá chearnóg a roghnú agus ansin, tar éis an dara mhoill chuimhne, thuairiscigh siad dath na cearnóige tacair trí saccáistiú go dtí an dath meaitseála ar roth datha. Ag teacht le hobair roimhe seo, bhí an léiriú cuimhne i pFC dinimiciúil. Suimiúil go leor, bhí an chaoi ar athraigh an léiriú cuimhne ag brath ar cé acu a roghnaíodh é le haghaidh freagra (nó dearmad).

Le linn an chéad mhoill chuimhne (roimh roghnú), rinneadh dath gach míre a ionchódú go cobhsaí mar fháinne, ag cruthú dhá roth datha sa spás néarúil (schematized i bhFíor 1B, ar chlé). Suimiúil go leor, bhí fáinne gach míre ina "fospás" neamhspleách féin de ghníomhaíocht néarúil. Mar sin féin, d'athraigh sé seo nuair a roghnaíodh cuimhne. Bogadh an fáinne a léiríonn dath na míre roghnaithe óna fhospás neamhspleách isteach i bhfospás nua "sprioc" (Fíor 1B, ar dheis). Bhí an sprioc-fhospás seo mar an gcéanna don dá mhír. Nuair a roghnaíodh Cuimhne 1, bhog a léiriú isteach sa spriocfhospás, agus nuair a roghnaíodh Cuimhne 2, bhog sé isteach san fhospás céanna. I bhfocail eile, bhí dinimic na cuimhne ag brath ar an gcuimhne a roghnaíodh: Nuair a roghnaítear Cuimhne 1 d'eascair sraith amháin dinimic a d'aistrigh Cuimhne 1 óna fhospás neamhspleách isteach sa spriocfhospás, agus nuair a roghnaítear Cuimhne 2 d'eascair sraith dhifriúil dinimic a d'athraigh an léiriú Cuimhne 2 isteach sa spriocfhospás.

Léiríonn na torthaí seo go bhfuil dinimic sa chuimhne oibre faoi smacht cognaíocha. Ach, cén cuspóir? Tá ciall leis na fospásanna neamhspleácha a breathnaíodh le linn na chéad mhoille cuimhne—is é tasc an ainmhí cuimhneamh ar dhath gach cearnóige ar leithligh, rud a éascaíonn na fospásanna neamhspleácha (Libby & Buschman, 2021). Mar sin féin, tar éis an roghnúcháin, athraíonn tasc an ainmhí. Anois, ní mór dóibh dath na míre roghnaithe a thuairisciú, is cuma cé acu Cuimhne 1 nó 2 a bhí ann. Is féidir leis seo an dinimic a breathnaíodh sa chuimhne oibre a mhíniú. Nuair a roghnaítear Cuimhne 1, "bogann" an dinimic ionadaíocht Cuimhne 1 isteach sa spriocfhospás (agus vice versa le haghaidh Cuimhne 2). Anois go bhfuil an mhír roghnaithe san fhospás coiteann sprice, is féidir le ciorcaid iartheachtacha an léiriú seo a úsáid chun freagairt an ainmhí a thiomáint, is cuma cén chuimhne a roghnaíodh. Ar an mbealach seo, féadfaidh rialú cognaíoch dinimic éagsúla a aslú chun tacú le tascanna cognaíocha éagsúla.

D’fhéadfadh an tsamhail chéanna seo an dinimic a breathnaíodh i staidéir eile a mhíniú. Éilíonn go leor de na tascanna seo go n-aistríonn an inchinn ó spreagadh céadfach a phróiseáil go dtí freagairt mhótair a ullmhú (dá ngairtear aistriú ó chuimhne siarghabhálach go cuimhne ionchasach; Rainer, Rao, & Miller, 1999). I bhfocail eile, ní hamháin go gcoimeádtar an chuimhne oibre ach léiriú fíorúil ar ionchuir. Ina áit sin, tá sé ann chun tacú le cognaíocht agus iompar. Ón bpeirspictíocht seo, tá sé le tuiscint go mbeadh léirithe cuimhne oibre dinimiciúil - forbraíonn siad ar bhealach a éascaíonn an tasc atá idir lámha.

IS RITHMIC AN CUIMHNE OIBRE (AGUS RIALÚ RIALTAIS)

Tá cuimhne oibre faoi rialú ó bharr anuas ("Feidhmeannacht"). Is féidir linn a roghnú cad a ionchódú i gcuimhne oibre, is féidir linn a ionramháil na smaointe, agus is féidir linn neamhaird a seachráin agus a roghnú chun stop a chur ag smaoineamh ar na smaointe. Tá ról lárnach ag pFC maidir le cuimhne oibre a rialú (Panichello & Buschman, 2021; Gazzaley & Nobre, 2012; Miller & Cohen, 2001). Mar a pléadh thuas, d’fhéadfadh go n-athródh rialú ó bharr anuas ar dhinimic néaracha an chaoi a n-úsáidtear léirithe cuimhne oibre. Tugann fianaise chnuasaigh le fios go bhféadfadh rialú eascairt as dinimic ascalach a thagann chun cinn ag leibhéal níos airde comhtháthaithe—sna LFPanna. Is éard atá i LFPanna suimiú na gníomhaíochta comhordaithe, ascalach, de na milliúin néaróin. Is féidir leis na réimsí leictreacha a eascraíonn as an ngníomhaíocht seo feidhmiú mar “ráillí cosanta” a rialaíonn gníomhaíocht ardtoiseach, leibhéal néaróin trína tonnadóireáil feadh bealaí cobhsaí ísealtoiseacha (Pinotsis & Miller, 2022).

The central idea is that sensory information (the contents of working memory) and control signals use different frequency bands that interact. As reviewed by Miller, Lundqvist, and Bastos (2018), recent work suggests sensory information is carried by spiking associated with bursts of gamma (>30 Hz) cumhacht. Iompraítear na comharthaí rialaithe ó bharr anuas ag rithimí alfa/béite (8–30 Hz). Coscann Alfa/béite gáma cibé áit a "imbhuaileann siad" sa cortex. Mar sin, rialaíonn ó bharr anuas (alfa/béite) ón mbun aníos (gáma/spiking). Léiríonn Fíor 2 conas a oibríonn sé seo. Iompraítear an alfa/béite ó bharr anuas i sraitheanna domhain an choirtéis. Iompraíonn na sraitheanna cortical domhain comharthaí aiseolais síos an t-ordlathas cortical. Iompraítear faisnéis céadfach ón mbun aníos i ngáma/spíc sna sraitheanna cortical dromchlacha a sheolann comharthaí ar bhealach chun tosaigh, suas an ordlathas cortical. Coscann alfa/béite de thionscnamh na sraitheanna domhain gáma/spiking sna sraitheanna dromchlaí (Bastos, Loonis, Kornblith, Lundqvist, & Miller, 2018).

Chun rochtain a fháil ar chuimhne oibre, lagaíonn cumhacht alfa/béite domhainchiseal agus/nó a cúpláil le béite ciseal dromchlach. Cuireann sé seo bac ar excitation athfhillteach de néaróin ciseal simplí, giniúint bpléascann gáma agus spiking go hionchuir céadfacha. Le linn cothabhála cuimhne, is féidir leis an gcothromaíocht idir alfa/béite agus gáma an leibhéal spiking a rialáil chun na hathruithe meáchain synaptic a athnuachan ó am go chéile a chabhraíonn le cuimhní cinn a choinneáil (Miller et al., 2018).

Chun faisnéis a léamh ó chuimhne oibre, titeann cumhacht alfa/béite/comhchuibheas. Ligeann sé seo pléascadh gáma méadaithe agus méadú ar spiking a fheictear go minic gar do dheireadh na moille cuimhne (Hussar & Pasternak, 2010; Roesch & Olson, 2005). Méadaíonn díchur gáma an spiking ionas gur féidir leis na cuimhní cinn smacht a fháil ar iompar. Féadfaidh an chothromaíocht idir alfa/béite agus gáma le linn na moille cuimhne gáma a choinneáil ag leibhéal measartha. Ar an mbealach sin, ní fhaigheann spiking smacht roimh am ar iompar. Chun cuimhne oibre a ghlanadh, méadaítear cumhacht béite/cúpláil. Cuireann sé seo bac ar gháma agus ar an spiking a bhí ag cothú na cuimhne. Is féidir samplaí de na dinimic seo a fháil i Lundqvist agus comhghleacaithe (2016) agus Lundqvist, Herman, Warden, Brincat, and Miller (2018).

Féadfaidh ról a bheith ag na dinimic seo i go leor feidhmeanna cognaíocha, ní hamháin cuimhne oibre. Is móitíf uileláithreach é gáma-chiseal dromchlach agus alfa-béite ciseal domhain a fheictear ar fud na cortex go léir (Mendoza-Halliday et al., 2022; Lundqvist, Bastos, & Miller, 2020). Tugann obair a rinneadh le déanaí le fios go bhfuil ról ag an dinimic chéanna i gcódú réamh-mheastacháin (Bastos, Lundqvist, Waite, Kopell, & Miller, 2020). D’fhéadfadh go n-eascródh go leor den rialú cognaíoch as cothromaíocht agus rialú na rithimí seo.

RIALÚ BARR-SÍOS TRÍ RÍOMHAIREACHT SPÁSÁLA

Go dtí seo, tá alfa/béite pléite againn amhail is dá mba chomhartha garghatála é. Casann sé cuimhne oibre air agus as mar shampla faucet a chasadh nó lasc solais air agus as. Mar sin féin, is féidir a rialú a bheith níos sainiúla, ag feidhmiú ar leibhéal na n-ábhar aonair de chuimhne oibre. Sa Chódú Tuarthach, mar shampla, díríonn alfa/béite ar léirithe ar spreagthaigh ar leith sa cortex amhairc chun próiseáil na n-ionchur céadfach tuartha a chosc (Bastos et al., 2020).

Thaispeáin obair a rinneadh le déanaí go bhfuil faisnéis ón mbarr anuas, mar an tasc atá idir lámha, á iompar ag patrúin uathúla de shioncronacht alfa/béite ar fud an cortex (Antzoulatos & Miller, 2014, 2016; Buschman, Denovellis, Diogo, Bullock, & Miller, 2012 ). I bhfocail eile, foirmíonn patrúin alfa/béite “ensembles” néaracha a léiríonn faisnéis ón mbarr anuas. Rud atá tábhachtach, tá réiteach spásúil na bpaiste seo ar an macra-scála. Feictear ar leibhéal na LFPanna a léiríonn gníomhaíocht achoimrithe na milliúin néaróin. Sioncrónaíonn na LFPanna seo trasna milliméadar nó níos mó den cortex (uaireanta trasna fairsinge móra cortex). Is iad na patrúin seo a fhéadfaidh an rialú a sholáthar.

Tugtar “ríomhaireacht spásúil” ar an smaoineamh (Lundqvist et al., 2022). Tugann sé le tuiscint go gcruthaíonn patrúin de chumhacht agus de chomhleanúnachas alfa/béite bhreacachan macra-scála d’alfa/béite ardchumhachta i gcomparáid le gáma cumhachta níos airde thar líonraí cortical. Cibé áit a bhfuil cumhacht alfa-béite íseal, tá gáma agus spiking ard, agus vice versa. Bíonn patrúin éagsúla gáma/spící mar thoradh ar phatrúin éagsúla alfa/béite. I gcodarsnacht leis sin, léirítear faisnéis spreagtha (eg, ábhar na cuimhne oibre) ar scála i bhfad níos míne. Iompraítear é trí phatrúin ghníomhaíochta (agus nascacht idir) néaróin aonair (seachas na milliúin néaróin). Déantar faisnéis spreagtha a dháileadh go forleathan agus a athdhéanamh ar fud na ngréasán, cosúil le gaineamh thar phatrún "seicchláir" ar scála níos mó d'alfa/béite agus gáma. I bhfocail eile, oibríonn an t-ábhar (spreagthaí) agus rialú cuimhne oibre ar scálaí spáis an-difriúla. Tá léiriú spreagthach ard-toiseach, léirithe ag patrúin spiking daonraí néaróin aonair. I gcodarsnacht leis sin, tá rialú íseal-tríthoiseach, ag feidhmiú ag leibhéal na ngrúpaí de na milliúin néaróin trí phatrúin comhleanúnachais alfa-béite i gcoinne gáma.

Tagann an rialú ón áit a gcuirtear léiriú spreagtha in iúl faoi láthair sa spás líonra. Is ríomhanna iad na patrúin alfa/béite in aghaidh gáma agus athruithe sna patrúin sin. Freagraíonn cur i bhfeidhm sraith oibríochtaí (m.sh., rialacha taisc a chur i gcrích) do phatrúin mhacrarscála éagsúla alfa/béite agus gáma a fhorchur. Is féidir teacht ar earraí agus iad a oibriú orthu ach fios a bheith acu ar a n-áit i spás líonra.

Chun tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-oibríonn sé seo, smaoinigh ar thasc a éilíonn ar ainmhí cuimhneamh ar dhá rud (A agus B) san ord ina raibh siad le feiceáil (an chéad nó an dara ceann; Lundqvist et al., 2018; Warden & Miller, 2007). Díreach sula dtaispeántar an chéad réad, cruthaíonn na patrúin alfa/béite patrún íomhá scátháin gáma. Freagraíonn an patrún sonrach sin don "1ú mír." Nuair a fheictear an réad (abair, réad A), cuirtear néaróin sna paistí gáma atá roghnaithe don rud sin i ngníomh, agus iad á mbunú (trí STSP). Ansin, sula dtaispeántar an dara réad, socraíonn patrún difriúil alfa/béite patrún difriúil gáma a fhreagraíonn don "2ú mír." Nuair a fheictear an dara réad (abair réad B), déantar néaróin sna paistí gáma sin a ghníomhachtú agus a phréimh. Chun an réad a bhí sa chéad nó sa dara háit a choinneáil agus a léamh amach, déantar an patrún a fhreagraíonn don chéad nó don dara mír a athbhunú. Déanfaidh na néaróin primed sna paistí gáma comhfhreagracha "fáinne siar" agus spícfidh siad níos láidre. Nuair a dhéantar, mar shampla, an bhreacachan a fhreagraíonn don chéad rud a athbhunú, fáinneann na néaróin ar ais le "réad A" toisc go ndearna an réad sin iad a thúsú nuair a tháinig sé ar dtús. I mbeagán focal, taispeánann ríomhaireacht spásúil go n-eascraíonn rialú cuimhne oibre ó na patrúin gníomhaíochta spásúlachta thar spás líonra a léiríonn agus a athraíonn le héilimh thasc ó bharr anuas.

Réitíonn deighilt an ábhair in aghaidh an rialaithe go scálaí ard agus ísealtoiseacha ceist ríthábhachtach i go leor samhlacha néarlíonra. I múnlaí tipiciúla, déantar rialacha an taisc (an rialú) agus an t-ábhar (m.sh. na míreanna a choinnítear sa chuimhne oibre) a ionchódú i mionsonraí ardtoiseacha na nascachta idir néaróin sníomhacha. Mar gheall ar an easpa deighilte seo, más mian le duine míreanna núíosacha a thabhairt isteach sa chuimhne oibre, ní mór an líonra a athoiliúint. Ní léiríonn siad solúbthacht na cuimhne oibre a fheictear i ndaoine agus in ainmhithe. Ní féidir le gnáth-mhúnlaí líonra foghlaim “nialais” a dhéanamh (ginearálú ar an toirt) gur féidir le fíor-bhrainsí (féach Bouchacourt & Buschman, 2019, le haghaidh múnla difriúil solúbthachta; O'Reilly & Frank, 2006). Réitíonn Ríomhaireacht Spásúil é seo trí rialú agus ábhar a scaradh i scálaí éagsúla ionadaíochta.

Ó pheirspictíocht normatach, féadfaidh an inchinn tacar beag (íseal-toiseach) de stáit rialaithe a úsáid chun oiriúnú go solúbtha do chásanna nua (MacDowell, Tafazoli, & Buschman, 2022). Chun oiriúnú do chás nua ní mór don inchinn an staid rialaithe a aithint atá oiriúnach don staid reatha. Cinnfidh an stát rialaithe seo conas a phróiseáiltear, a chothaítear agus a úsáidtear faisnéis chun iompar a threorú sa chás sin. Cé go gceadódh líon mór stát rialaithe ardtoiseach rialú beacht ar iompar, dá bharrfheabhsófaí é don staid reatha, bheadh ​​sé deacair freisin an stát rialaithe "is fearr" a aithint. I gcodarsnacht leis sin, má úsáideann an inchinn sraith bheag, íseal-tríthoiseach de stáit rialaithe, ansin beidh sé níos éasca teacht ar an gceann is fearr de na tacair. Mar sin féin, beidh na stáit rialaithe ísealtoiseacha sin garbh agus, mar sin, neamhfhoirfe. Tugann sé seo le tuiscint go bhfuil comhbhabhtáil idir stáit rialaithe ardtoiseacha, a bheadh ​​cruinn ach mall le hoiriúnú, agus stáit rialaithe ísealtoiseacha, a bheadh ​​solúbtha, ach fós faoi réir optamach. Mar gheall air seo, féadfaidh an inchinn roghnú sampláil a dhéanamh ar líon teoranta stát rialaithe a d’fhéadfadh cruinneas agus solúbthacht a chothromú (MacDowell et al., 2022).

ACHOIMRE

Tá cuimhne oibre lárnach don chognaíocht, ag gníomhú mar spás oibre ar a stóráiltear agus a n-ionramháiltear smaointe. I bhfianaise a thábhachtaí, ní haon iontas é go bhfuil meicníochtaí iolracha tagtha chun cinn chun tacú le cuimhne oibre a choinneáil. Níl na torthaí clasaiceacha a thaispeánann léirithe marthanacha míreanna sa chuimhne oibre mícheart, níl iontu ach pictiúr neamhiomlán. Léiríonn fianaise gléasta meicníochtaí eile agus airíonna éiritheacha. Tá bunús néarach na cuimhne oibre casta agus dinimiciúil, díreach mar a dúirt Mark Stokes linn. Is sna dinimic seo a fuaireamar léargas ar an gcaoi a gcoimeádaimid míreanna “i gcuimhne” agus ar an gcaoi a ndéantar na smaointe sin a rialú. Níl an chuimhne oibre réitithe fós, ach léirigh saothar Mark Stokes cosán dúinn chuig leibhéal tuisceana níos doimhne.

Buíochas

Thacaigh NIMH R01MH115042 (TJB) agus ONR N00014-22-1-2453, NEI 1R01EY033430, agus Fondúireacht JPB (EKM) leis an obair seo.

Ba cheart iarratais athphriontála a sheoladh chuig Timothy J. Buschman, Institiúid Néareolaíochta Princeton agus Roinn na Síceolaíochta, Ollscoil Princeton, PNI 256, Washington Road, Princeton, NJ 08544, nó trí ríomhphost: tbuschma@princeton.edu.

Ranníocaíochtaí Údair

Timothy J. Buschman: Coincheapú; Scríbhneoireacht— Dréacht bhunaidh; Scríbhneoireacht - Athbhreithniú & eagarthóireacht. Iarla K. Miller: Coincheapú; Scríbhneoireacht - Bundréacht; Scríbhneoireacht — Léirmheas & eagarthóireacht.

Eolas Maoinithe

Earl K. Miller, Institiúid Náisiúnta Súl ( https://dx.doi.org /10.13039/100000053), uimhir deontais: 1R01EY033430. Iarla K. Miller, Fondúireacht JPB ( https://dx.doi.org/10 .13039/100007457 ). Earl K. Miller, An Oifig um Thaighde Cabhlaigh (https://dx.doi.org/10.13039/100000006), uimhir an deontais: N00014-22-1-2453. Timothy J. Buschman, An Institiúid Náisiúnta um Shláinte Mheabhrach (https://dx.doi.org/10 .13039/100000025), uimhir deontais: R01MH115042.

Éagsúlacht i gCleachtais Lua

Léiríonn anailís siarghabhálach ar na luanna i ngach alt a foilsíodh san iris seo ó 2010 go 2021 patrún leanúnach éagothroime inscne: Cé go bhfuil comhréireanna na bhfoirne údair (arna chatagóiriú ag sainaithint inscne measta an chéad údair/údar deiridh) á fhoilsiú san Journal of Cognitive Neuroscience (JoCN) le linn na tréimhse seo bhí M(an)/M=.407, W(oman)/M=.32, M/W=.115, agus W/W=.159, ba iad na comhréireanna inchomparáide do na hailt a luaigh na foirne údair seo ná M/M=.549, W/M=.257, M/W=.109, agus W/W=.085 (Postail agus Fulvio, JoCN, 34:1, lgh. 1–3). Mar thoradh air sin, spreagann JoCN na húdair go léir chun cothromaíocht inscne a mheas go sainráite agus na hailt á roghnú acu le lua agus ligeann sé dóibh cothromaíocht inscne a n-alt a thuairisciú. Tuairiscíonn údair an ailt seo a chomhréireanna de lua de réir catagóire inscne mar seo a leanas: M/M=.829; W/M=.098; M/W=.073; W/W=0.

TAGAIRTÍ

1.Antzoulatos, EG, & Miller, EK (2014). Méaduithe ar nascacht fheidhmiúil idir cortex prefrontal agus striatum le linn foghlama catagóirí. Néaróin, 83, 216–225. https://doi.org/10 .1016/j.neuron.2014.05.005, PubMed: 24930701

2.Antzoulatos, EG, & Miller, EK (2016). Ní thacaíonn rithimí béite sioncrónacha na ngréasán tosaigh ach amháin le huiríll a bhaineann le hiompraíocht. eSaoil, 5, e17822. https://doi.org/10 .7554/eLife.17822, PubMed: 27841747

3.Bastos, AM, Loonis, R., Kornblith, S., Lundqvist, M., & Miller, EK (2018). Tugann taifeadtaí laminacha sa cortex tosaigh sraitheanna ar leith le fios chun cuimhne oibre a chothabháil agus a rialú. Imeachtaí Acadamh Náisiúnta na nEolaíochtaí, SAM, 115, 1117–1122. https://doi.org/10.1073/pnas .1710323115, PubMed: 29339471

4.Bastos, AM, Lundqvist, M., Waite, AS, Kopell, N., & Miller, EK (2020). Sainiúlacht ciseal agus rithime le haghaidh ródú réamh-mheastacháin. Imeachtaí Acadamh Náisiúnta na nEolaíochtaí, SAM, 117, 31459–31469. https://doi.org/10.1073/pnas.2014868117, PubMed: 33229572

5.Beukers, AO, Buschman, TJ, Cohen, JD, & Norman, KA (2021). An cuimhne chiúin oibre go simplí cuimhne eipeasóideach? Treochtaí sna hEolaíochtaí Cognaíocha, 25, 284–293. https:// doi.org/10.1016/j.tics.2021.01.003, PubMed: 33551266

6.Bouchacourt, F., & Buschman, TJ (2019). Samhail sholúbtha de chuimhne oibre. Néaróin, 103, 147–160. https://doi.org/10 .1016/j.neuron.2019.04.020, PubMed: 31103359

7. Buschman, TJ, Denovellis, EL, Diogo, C., Bullock, D., & Miller, EK (2012). Ensembles neural ascalach sioncrónach le haghaidh rialacha sa cortex prefrontal. Néaróin, 76, 838–846. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.09.029, PubMed: 23177967

8. Christophel, TB, Klink, PC, Spitzer, B., Roelfsema, PR, & Haynes, J.-D. (2017). Nádúr dáilte na cuimhne oibre. Treochtaí sna hEolaíochtaí Cognaíocha, 21, 111–124. https:// doi.org/10.1016/j.tics.2016.12.007, PubMed: 28063661

9.DuBrow, S., Rouhani, N., Niv, Y., & Norman, KA (2017). An dtagann athrú nó athrú ar chomhthéacs meabhrach? Tuairim Reatha sna hEolaíochtaí Iompraíochta, 17, 141–146. https://doi.org/10.1016/j.cobeha.2017 .08.003, PubMed: 29335678

10. Funahashi, S., Bruce, CJ, & Goldman-Rakic, PS (1989). Códú cuimhneach ar spás amhairc i gcortex réamhchlaonta dorsolateral an moncaí. Journal of Neurophysiology, 61, 331-349. https://doi.org/10.1152/jn.1989.61.2.331, PubMed: 2918358

11.Fuster, JM, & Alexander, GE (1971). Gníomhaíocht néaróin a bhaineann le cuimhne gearrthéarmach. Eolaíocht, 173, 652–654. https://doi.org /10.1126/science.173.3997.652, PubMed: 4998337

12.Gazzaley, A., & Nobre, AC (2012). Modhnú ón mbarr anuas: Aird roghnach agus cuimhne oibre a nascadh. Treochtaí sna hEolaíochtaí Cognaíocha, 16, 129–135. https://doi.org/10.1016/j.tics .2011.11.014, PubMed: 22209601

For more information:1950477648nn@gamil.com