Рабочая память — это временное хранилище данных, которое создает наш мозг. Например, в процессе чтения этого предложения мозг сохраняет все прочитанные слова и их синтаксические связи. Благодаря этому, смысл предложения становится доступен. Важность рабочей памяти для многих когнитивных процессов хорошо известна, но гораздо хуже изучены нейробиологические механизмы, управляющие этим процессом.
Рабочая память зависит не только от того, что мы видим, но и от того, что мы собираемся делать
Группа исследователей из Нью-Йоркского университета показала, что рабочая память, которая во многом определяет когнитивные процессы в нашем мозге, зависит не только от того, что человек увидел и сохранил в визуальной коре, но и от того, зачем он на это смотрел. Цель задает динамику изменений рабочей памяти.
Public Domain
Нейробиологи показали, что содержание рабочей памяти мозга зависит не только от того, на что мы смотрим, но и от того, зачем мы на это смотрим.
Группа исследователей из Нью-Йоркского университета показала, что ключ к пониманию рабочей памяти лежит не только в том, что человек сохраняет в памяти, но и в том, зачем он это хранит.
«Теперь мы знаем, что наши зрительные воспоминания — это не просто то, что человек только что увидел, а результат динамического изменения нейронных кодов с учетом того, как он собирается использовать эту информацию в будущем», — объясняет соавтор работы Клейтон Кертис.
Исследование посвящено тому, как мы храним визуальные воспоминания (они первоначально сохраняются в затылочной доле, где и находится наша зрительная система), и как нейронные коды, хранящие эти воспоминания, изменяются, когда люди готовят ответ, зависящий от визуальных воспоминаний.
«Исследование ясно показывает, что коды памяти могут одновременно содержать информацию о том, что мы видели, и о будущем поведении, которое зависит от этих зрительных воспоминаний», — отмечает Хсин-Хунг Ли, соавтор статьи.
Согласно теории, изложенной в учебниках, нейронные коды рабочей памяти стабильны во времени. Это означает, что паттерн нейронной активности, в котором хранится данное зрительное воспоминание, остается неизменным с момента его появления и кодирования и через 1 секунду, и через 10 секунд. Эти паттерны нейронной активности хранят зрительные воспоминания, обеспечивая мост во времени между стимулом и будущей реакцией. Но недавние исследования на животных показали, что эти нейронные паттерны гораздо более динамичны: коды памяти не являются стабильными, но изменяются со временем.
Как меняется рабочая память в зависимости от будущего поведения
Нейробиологи разработали инновационные методы, позволяющие измерить изменяющуюся динамику нейронов. Для этого они спроецировали сложные нейронные измерения на двумерную плоскость, например на экран ноутбука или смартфона.
На видеоролике показано, как изменяется паттерн нейронной активности в процессе работы с рабочей памятью. Вначале можно увидеть всплеск активности, кодирующий визуальную цель (розовый круг) как в первичной зрительной коре (V1), так и в зрительной области высокого уровня (V3AB). В V3AB возникший бугорок кодирует цель в течение всей задержки памяти. Но в V1 во время задержки развивается линия активности между тем, куда смотрит человек (розовый крестик), и тем, куда он переводит взгляд после задержки.
Исследователи полагают, что эта линия активности отражает траекторию перемещения взгляда, которая обычно повторяется в сознании человека, но в данном случае еще не выполнена.
Хотя в предыдущих работах была зафиксирована нейронная динамика в процессе формирования рабочей памяти, причина ее возникновения оставалась неизвестной. Новые результаты помогают разрешить эту загадку. Они показывают, что динамика отражает трансформацию прошлых сенсорных событий — того, что мы только что видели, — в будущее поведение, управляемое памятью, в то, что мы можем сделать с этим воспоминанием.