科学家构建了大脑中的第一个全脑电连接图

这项研究是“恢复主动记忆”项目的一部分，由宾夕法尼亚大学心理学教授，国防高级研究计划局RAM计划的首席研究员迈克尔·卡哈纳(Michael Kahana)进行;医学博士Ethan Solomon生物工程学系学生;和Penn的认知神经调节主管Daniel Rizzuto。他们在自然通讯中发表了他们的发现。

这项工作阐明了在认知过程(例如记忆形成)过程中大脑不同区域的交流方式。尽管许多研究已经使用功能性MRI等非侵入性工具检查了大脑网络，但是使用直接人脑记录对大规模网络的观察却很难确保，因为这些数据只能来自神经外科患者。

几年来，宾夕法尼亚大学的团队从全国各地的多家医院收集了这些信息，使研究人员首次观察到了这种电气网络。正在对癫痫发作进行临床监测的患者执行了一项自由召回记忆任务，该任务要求他们在屏幕上查看一系列单词，然后重复回想起来的次数。

同时，研究人员检查了在慢速和快速时间尺度上发生的大脑活动，也称为低频和高频神经活动。他们发现，当一个人有效地创造新的记忆时(在这种情况下，要记住其中一个单词)，大脑区域之间的对齐会随着活动的缓慢波而增强，但在较高的频率下会减弱。

该论文的主要作者所罗门说：“我们发现，大脑区域的低频连通性与该部位的神经活动增加有关。这表明，对于一个人来说，要形成新的记忆，必须同时发生两种功能。 ：大脑区域必须分别处理刺激，然后这些区域必须以低频相互交流。”

由于它们在这种记忆功能中起着至关重要的作用，因此本文确定的大脑区域-额叶，颞叶和内侧颞叶-引起了神经科学家的长期关注。

这项工作支持使用大脑刺激来增强记忆力的RAM项目目标。

卡哈娜说：“更好地了解记忆处理过程中激活的大脑网络，使我们具有更好的微调可能改善其电刺激的能力。我们现在准备问我们是否可以使用功能连接性的方法来指导我们选择电刺激目标的大脑区域。最终，鉴于该数据集的大小，如果没有我们的参与者，临床团队和研究科学家的多年努力，这些发现将是不可能的。”

本月初，RAM团队公开发布了广泛的颅内脑记录和刺激数据集，其中包括来自250位执行记忆任务的患者的数千小时数据。先前的研究首次表明，预计记忆力衰竭时传递的电刺激可以改善人脑的记忆功能。当在有效记忆功能期间电脉冲到达时，相同的刺激通常会变得破坏性。

接下来，宾夕法尼亚大学的研究人员计划研究最新发现的大脑刺激与功能连接之间的相互作用。

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