Նյարդաբանները պարզել են, թե ինչպես են հիշողությունները ձևավորվում երազում

Փենսիլվանիայի համալսարանի նյարդաբանները նոր պատկերացումներ են ձեռք բերել այն մասին, թե ինչպես են հիշողությունները ձևավորվում քնի ժամանակ՝ օգտագործելով նեյրոնային ցանցի հաշվողական մոդելը:

Գիտությունների ազգային ակադեմիայում հրապարակված հետազոտության մեջ նրանք ցույց են տալիս, որ երբ ուղեղը պտտվում է ոչ REM և REM քնի միջով գիշերը մոտ հինգ անգամ, հիպոկամպը «մարզում» է նեոկորտեքսին հիշողությունները ամրացնելու համար:

Թիմը նախկինում կառուցել է նեյրոնային ցանցի մոդելներ՝ նմանակելու ուսուցման և հիշողության գործառույթները: Հատկապես այս աշխատանքի համար նախագծվել է մոդել, որը ներառում է հիպոկամպուսի, նոր հիշողությունների ուղեղի կենտրոնի և նեոկորտեքսի մոդելավորում, որը պատասխանատու է ճանաչողության և հիշողության պահպանման մակարդակների համար: Նմանատիպ քնի ժամանակ հետազոտողները կարող էին դիտարկել, թե որ նմանակված նեյրոններն են կրակում այդ երկու հատվածներում, ապա վերլուծել գործունեության օրինաչափությունները:

Թիմն իրականացրել է քնի մի քանի մոդելավորում՝ օգտագործելով իրենց ստեղծած ուսուցման ալգորիթմը: Սիմուլյացիան ցույց է տվել, որ ոչ REM քնի ժամանակ ուղեղը հիմնականում վերլուծում է հիպոկամպում տեղի ունեցած վերջին միջադեպերը և նոր տվյալները, մինչդեռ REM քնի ժամանակ այն մշակում է այդ տեղեկատվությունը նեոկորտեքսի հատվածներում:

բացատրել են, որ ոչ REM քնի ժամանակ հիպոկամպը իրականում դաստիարակում է նեոկորտեքսը, մինչդեռ REM քնի ժամանակ նորակեղևը նորից ակտիվանում է և կարող է վերարտադրել այն, ինչ սովորել է: Այսպիսով, հիշողությունների ձևավորման համար մեծ նշանակություն ունի քնի երկու փուլերի հերթափոխը։

Հետազոտողների համար հաջորդ քայլը կլինի փորձեր անցկացնելը՝ հասկանալու համար, թե արդյո՞ք REM քունն իրականում առաջացնում է հին հիշողություններ, և ի՞նչ հետևանքներ կարող է ունենալ դա առկա գիտելիքների մեջ նոր տեղեկատվության ինտեգրման համար:

Ներկայիս սիմուլյացիան հիմնված էր միջին չափահասի վրա, ով գիշերը նորմալ առողջ քնում է: Այնուամենայնիվ, հետազոտողների բացահայտումները դեռ պետք է հաստատվեն երեխաների և նրանց համար, ովքեր ունեն տարբեր քնի ռեժիմ:

Աշխատանքի հեղինակները կարծում են, որ երկարաժամկետ հեռանկարում քնի փուլերի դերի ավելի լավ ըմբռնումը հիշողության ձևավորման գործում կարող է օգնել հոգեկան և նյարդաբանական խանգարումների բուժմանը։ Միևնույն ժամանակ, կենսաբանությունից ներշնչված ալգորիթմը կարող է նոր ուղղություններ ցույց տալ արհեստական ​​ինտելեկտի համակարգերում ավելի հզոր ինքնավար հիշողության համար:

Նախկինում հետազոտողները պարզել էին, որ քնի ժամանակ որոշակի օրինաչափությունների ակտիվացման համադրությունը թույլ է տալիս ուղեղին ֆիքսել հիշողությունները: Նրանք բացահայտեցին երկու օրինաչափություններ, որոնք ստեղծում են «հնարավորությունների պատուհաններ» հիշողությունների վերաակտիվացման համար: Որքան ուժեղ լինի այս վերաակտիվացումը, այնքան ավելի հստակ կհիշենք անցյալի իրադարձությունները:

Բացի այդ, նյարդաբաններն առաջին անգամ փաստագրել են, թե ինչպես է ուղեղի հիմնական մասը, որը պատասխանատու է հիշողության համար, սխալ թույլ տալիս հիշողությունը վերականգնելիս: Ուղեղի բջիջների ակտիվացման օրինաչափությունները նման էին ինչպես ճիշտ, այնպես էլ սխալ հիշողությունների որոնման դեպքում, սակայն դրանց ակտիվացման արագությունը տարբերվում էր:

Սիրարփի Աղաբաբյան