Новое исследование показывает, что рабочая память — это не одиночное действие, а скорее оркестр, в котором участвуют разные области мозга, помогая нам сохранять информацию.
Давно известно, что рабочая память, позволяющая нам временно удерживать и использовать информацию, например, запоминать номер телефона или список покупок, в значительной степени управляется префронтальной корой головного мозга.
Однако новое исследование показывает, что часть мозга, используемая для обработки зрительной информации, играет гораздо более важную роль в рабочей памяти, чем считалось ранее.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, открывают новые возможности для клинических исследований неврологических и психиатрических заболеваний, сопровождающихся нарушениями рабочей памяти, и указывают путь к более эффективным мерам по оценке и лечению заболеваний, связанных с памятью.
«Наши результаты показывают, что рабочая память не ограничивается одной конкретной областью мозга, а распределена по нескольким областям — от префронтальной коры в передней части до ранней зрительной коры, которая расположена в задней части и помогает нам видеть», — объясняет Клейтон Кёртис, профессор психологии в Нью-Йоркском университете и старший автор статьи.
«Это новое понимание откроет дополнительные возможности для клинических исследований».
«Например, современные методы лечения шизофрении в основном сосредоточены на префронтальной коре, несмотря на то, что у пациентов с шизофренией часто бывают проблемы с восприятием. Более того, зрительные аспекты рабочей памяти очень чувствительны к едва заметным изменениям в работе мозга, а тесты на рабочую память могут использоваться для оценки прогрессирования и реакции на лечение болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и других когнитивных нарушений, связанных со старением».
Учёные почти век знают, что наша способность хранить информацию в рабочей памяти — «черновике» мозга — зависит от префронтальной коры. Однако многие вопросы об особенностях этого процесса остаются открытыми.
Чтобы улучшить наше понимание, Кёртис и Муганк Дейк, докторант Нью-Йоркского университета и ведущий автор статьи, рассмотрели потенциальную роль ранней зрительной коры (V1), которая выполняет базовые задачи по обработке зрительной информации, такие как распознавание форм, ориентации и цветов.
«Мы хотели проверить гипотезу о том, что V1 играет решающую роль не только в зрении, но и в памяти», — объясняет Дейк.
Хотя предыдущие исследования показали, что активность в V1 коррелирует со зрительной рабочей памятью, никто не знал, действительно ли эта активность необходима для памяти.
«Очевидно, что нельзя изучать способности к зрительной рабочей памяти у людей, которые были слепыми из-за повреждения V1, поскольку они не смогли бы увидеть информацию для запоминания», — говорит Кёртис.
Чтобы обойти эту проблему, исследователи использовали транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) для кратковременного нарушения нейронной активности в V1 с помощью сильных магнитных импульсов, пока участники эксперимента сохраняли визуальную информацию в рабочей памяти.
Чтобы изолировать возможную роль V1, магнитные импульсы были сфокусированы на локализованной части V1, представляющей определённую область зрительного поля — эквивалент создания временного слепого пятна, длящегося миллисекунды.
Результаты показали, что способность участников запоминать визуальную информацию была нарушена — но только для той части зрительного поля, которая была затронута ТМС. Например, если ТМС воздействовала на часть V1, представляющую правый нижний угол экрана, участники допускали больше ошибок при воспроизведении деталей из этой конкретной области.
Кроме того, это нарушение произошло не только тогда, когда ТМС применялась сразу после того, как участники увидели изображение — когда известно, что V1 обрабатывает поступающую визуальную информацию, — но и когда ТМС применялась значительно позже того, как изображение исчезло, и когда оно хранилось в памяти, что указывает на основополагающее влияние.
«Это говорит о том, что V1 используется не только для зрения, но и для активного удержания этой информации для дальнейшего использования», — объясняет Кёртис.
«Мы обнаружили, что нарушение нейронной активности в V1 влияет на зрительную рабочую память — это удивительный вывод, учитывая предполагаемую роль V1 как только базового процессора зрительной информации», — отмечает Дейк.
Исследование было поддержано грантами Национального института здравоохранения.
Источник: NYU