Uyku ilişkisel belleği nasıl oluşturur?
İlişkisel hafıza, nesneler, yerler, insanlar veya olaylar arasındaki – isimler ve yüzler gibi – keyfi veya dolaylı ilişkileri hatırlama yeteneğidir.
Önceki araştırmalar, hayvan ve insan hafızasının kaliteli uykudan faydalandığını ortaya koydu. yeni bir ABD Ulusal Bilim Vakfı-de yayınlanan çalışma Nörobilim DergisiMaxim Bazhenov ve Timothy Tadros Kaliforniya San Diego Üniversitesi Tıp Fakültesi, uyku sırasında yeni ilişkisel anıları güçlendiren veya yaratan mekanizmaları açıklayabilecek bir modelleme yaklaşımı geliştirdi.
NSF program direktörü Jonathan Fritz, “Bu yeni hesaplamalı araştırma, belleğin sağlamlaştırılması için uykunun önemine dair içgörü sağlıyor” dedi.
Yazarlar, beynin iki bölgesinin yapay bir modelini geliştirdiler: talamus (önceki duyusal işlemlerle ilgili) ve korteks (hafıza, öğrenme ve karar verme ile ilgili). Model, iki ana beyin durumunu simüle etti: uyanık, nöronlar kendiliğinden aktif olduğunda ve duyusal girdiyi işlemek için optimize edildiğinde; ve yavaş dalgalar gibi elektriksel aktivitenin içsel salınımları üretildiğinde derin uyku.
Ağ modelinin özellikleri, biyolojik beynin her gün yaptığı gibi, uyanıklık ve uyku aktivitesi arasındaki geçişleri desteklemek için değiştirilebilir.
Kortikal bölgede, nöronlar arasındaki bağlantıların, hatıraların nasıl oluştuğu veya silindiğiyle ilgili bilinen birincil biyolojik mekanizmayı yansıtan, sinaptik plastisite olarak bilinen aktivitelerine bağlı olarak daha güçlü veya daha zayıf olmasına izin verildi.
Tadros, “Görsel işlemeden sonra korteksi, birincil görsel korteksi temsil eden bir kortikal katman ve ilişkisel korteksi temsil eden başka bir kortikal katmanla modelledik” dedi. “Bir kişi aynı nesneyi her gördüğünde, görsel korteksteki kabaca aynı nöronlar aktif olacaktır. Bir kişi aynı bağlamda iki nesne görürse, bu ilişkiler, çağrışımsal kortekste her birini temsil eden nöronlar arasındaki bağlantıları güçlendirerek öğrenilebilir. iki nesnenin.”
Bilim adamları, A+B veya B+C gibi ancak A+C gibi doğrudan ilişkilendirmeleri öğrenmek için ağı uyanık modunda eğittiler, ardından uyku modunda modelin dolaylı ilişkilendirmeler oluşturduğunu keşfettiler: A+C.
“Bunun nedeni, uyku sırasında ilgili üç öğeyi, A, B ve C’yi temsil eden nöronların kendiliğinden yakın sırayla ateşlenmesiydi; bu, uyku tekrarı adı verilen bir fenomendi; dedi Bazhenov. “Bu nedenle, uykudan sonra, A gibi herhangi bir grubu aktive etmek, B ve C gibi diğer ilgili tüm grupları aktive etti.”
Öncelikle kavramsal olsa da, araştırmacılar hesaplama modellerinin gerçek dünya etkileri olduğunu söylediler.
Bazhenov, “Çalışmanın önemli bir etkisi, şizofreni ve otizm spektrum bozukluğu gibi gelecekteki hastalık araştırmalarını bilgilendirmektir” dedi. “Araştırmalar, bu koşullara sahip kişilerin ilişkisel bellek görevlerinde daha kötü performans gösterdiğini ve özellikle yavaş dalga uykusu olmak üzere uykularını bozduğunu göstermiştir.
“Çalışmamız, bu koşullarla ilişkili bazı bilişsel semptomları hafifletmek için yavaş dalga uykusunu iyileştirmeye odaklanmanın, yalnızca bilişsel semptomlara odaklanmaktan daha verimli bir yol olabileceğini öne sürüyor.”