Mô hình hóa cơ sở di động của bộ nhớ
Mô hình mới này cho phép một bức tranh toàn cảnh hơn về cách hoạt động của trí nhớ và có thể cung cấp thông tin nghiên cứu về các chứng rối loạn như Parkinson’s, Alzheimer’s, căng thẳng sau chấn thương và khuyết tật học tập.
Terry Sejnowski, Tiến sĩ, người nắm giữ Chủ tịch Salk’s Francis Crick và Điều tra viên của Viện Y khoa Howard Hughes cho biết: “Các mô hình trí nhớ trước đây dựa trên các mô hình hoạt động nhanh.
“Mô hình bộ nhớ mới của chúng tôi giúp nó có thể tích hợp trải nghiệm qua hàng giờ thay vì khoảnh khắc”.
Trong vài thập kỷ qua, các nhà khoa học thần kinh đã tiết lộ nhiều về cách lưu trữ ký ức dài hạn.
Đối với các sự kiện quan trọng - ví dụ như bị chó cắn - một số protein nhanh chóng được tạo ra trong các tế bào não được kích hoạt để tạo ra ký ức mới. Một số protein này tồn tại trong vài giờ tại các vị trí cụ thể trên các tế bào thần kinh cụ thể trước khi bị phá vỡ.
Chuỗi sự kiện sinh hóa này cho phép chúng ta nhớ các chi tiết quan trọng về sự kiện đó - chẳng hạn như trường hợp bị chó cắn, con chó nào, vị trí của nó, nếu nó cần đến phòng cấp cứu, v.v.
Một vấn đề mà các nhà khoa học gặp phải với việc mô hình hóa bộ nhớ lưu trữ là giải thích tại sao chỉ những chi tiết chọn lọc và không phải mọi thứ trong khoảng thời gian từ một đến hai giờ đó đều được ghi nhớ mạnh mẽ.
Bằng cách kết hợp dữ liệu từ các tài liệu trước đó, Sejnowski và tác giả đầu tiên Cian O’Donnell, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Salk, đã phát triển một mô hình kết nối các phát hiện từ cả quan sát phân tử và hệ thống của trí nhớ để giải thích cách thức một đến hai giờ này cửa sổ bộ nhớ hoạt động.
Giải thích về khung mới đã được xuất bản trên tạp chí Nơron.
Sử dụng mô hình tính toán, O’Donnell và Sejnowski cho thấy rằng, mặc dù các protein có sẵn cho một số tế bào thần kinh trong một mạch nhất định, các ký ức vẫn được giữ lại khi các sự kiện tiếp theo kích hoạt các tế bào thần kinh giống như sự kiện ban đầu.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng vị trí không gian của các protein tại cả các tế bào thần kinh cụ thể và tại các khu vực cụ thể xung quanh các tế bào thần kinh này dự đoán ký ức nào được ghi lại. Khung mô hình không gian này dự đoán thành công khả năng lưu giữ bộ nhớ như một hàm toán học của sự chồng chéo thời gian và vị trí.
O’Donnell nói: “Một điều mà nghiên cứu này làm là liên kết những gì diễn ra trong quá trình hình thành trí nhớ ở cấp độ tế bào với cấp độ hệ thống.
“Cửa sổ thời gian quan trọng đã được thiết lập; chúng tôi đã tìm ra cách nội dung cũng có thể xác định liệu những ký ức có được ghi nhớ hay không. Chúng tôi chứng minh rằng một tập hợp các ý tưởng là nhất quán và đủ để giải thích điều gì đó trong thế giới thực ”.
Mô hình mới cũng cung cấp một khuôn khổ tiềm năng để hiểu cách xử lý khái quát từ ký ức trong những giấc mơ.
Mặc dù vẫn còn nhiều điều chưa rõ về giấc ngủ, nhưng nghiên cứu cho thấy rằng những ký ức quan trọng trong ngày thường được tuần hoàn qua não, chuyển từ nơi lưu trữ tạm thời trong hồi hải mã sang lưu trữ lâu dài hơn trong vỏ não.
Các nhà nghiên cứu đã quan sát phần lớn sự hình thành trí nhớ này trong giấc ngủ không mơ. Tuy nhiên, rất ít người biết về việc đóng gói hoặc hợp nhất bộ nhớ được thực hiện trong những giấc mơ như thế nào và như thế nào.
Trong nghiên cứu mới, mô hình của O’Donnell và Sejnowski cho thấy rằng một số khả năng lưu giữ trí nhớ xảy ra trong những giấc mơ.
O’Donnell nói: “Trong khi ngủ, có một quá trình sắp xếp lại trí nhớ - bạn củng cố một số ký ức và đánh mất những ký ức mà bạn không cần nữa”.
“Ngoài ra, mọi người học những điều trừu tượng khi họ ngủ, nhưng không biết làm thế nào mà các quá trình tổng quát hóa xảy ra ở cấp độ thần kinh”.
Bằng cách áp dụng những phát hiện lý thuyết của họ về hoạt động chồng chéo trong khoảng thời gian từ một đến hai giờ, họ đã đưa ra một mô hình lý thuyết về cách quá trình trừu tượng hóa bộ nhớ có thể hoạt động trong khi ngủ.
Nguồn: Viện Salk
