腦細(xì)胞實(shí)際上可能會(huì)嘗試在睡眠期間預(yù)測(cè)未來(lái)

當(dāng)我們睡覺(jué)時(shí)，大腦記憶中心內(nèi)的神經(jīng)元可能不僅會(huì)重溫過(guò)去的經(jīng)歷.根據(jù)一項(xiàng)新的研究，他們也可能展望未來(lái)，排練尚未發(fā)生的活動(dòng)。

由密歇根大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)分析了大鼠在清醒和睡眠期間的腦電波讀數(shù)。在動(dòng)物應(yīng)對(duì)迷宮挑戰(zhàn)之前、期間和之后進(jìn)行讀數(shù)，以評(píng)估神經(jīng)細(xì)胞在迷宮外（例如休息期間）的偏好。

“我們通過(guò)將每個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)與所有其他神經(jīng)元的活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),"說(shuō)來(lái)自密歇根大學(xué)的麻醉師卡姆蘭·迪巴（Kamran Diba）。

“即使沒(méi)有刺激，也能跟蹤神經(jīng)元偏好的能力對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的突破。

新方法意味著，除了將迷宮中的物理空間與特定的神經(jīng)元活動(dòng)實(shí)時(shí)聯(lián)系起來(lái)外，該團(tuán)隊(duì)還可以在老鼠打瞌睡時(shí)向后工作并將神經(jīng)元活動(dòng)映射到迷宮中的點(diǎn)。

這是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程，權(quán)衡神經(jīng)元之間的關(guān)系，而不是孤立地考慮它們?；谒咂陂g的神經(jīng)元放電然后在下一次迷宮嘗試中再次，老鼠們不僅夢(mèng)見(jiàn)了它們?cè)诿詫m中已經(jīng)去過(guò)的地方，而且還在尋找潛在的新路線。

這些是研究的重要發(fā)現(xiàn)空間調(diào)優(yōu)，特定神經(jīng)元的活動(dòng)與特定位置的關(guān)系。這種調(diào)整是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，似乎涉及睡眠的大腦。

當(dāng)老鼠在睡眠后被重新引入迷宮時(shí)，它們?cè)谒咂陂g測(cè)量的神經(jīng)活動(dòng)在某種程度上預(yù)測(cè)了它們探索周圍環(huán)境的新方式。這些匹配并不精確，但它們足夠接近，暗示了夢(mèng)想和未來(lái)意圖之間的關(guān)系。

“我們可以看到這些其他變化發(fā)生在睡眠期間，當(dāng)我們第二次將動(dòng)物放回環(huán)境中時(shí)，我們可以驗(yàn)證這些變化確實(shí)反映了動(dòng)物在睡眠時(shí)學(xué)到的東西。說(shuō)來(lái)自美國(guó)萊斯大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Caleb Kemere。

“就好像第二次暴露在空間中實(shí)際上是在動(dòng)物睡覺(jué)時(shí)發(fā)生的。

眾所周知，睡眠幫助我們形成記憶雖然這項(xiàng)研究只關(guān)注了老鼠，但人類大腦中很可能正在發(fā)生類似的事情：一種對(duì)未來(lái)冒險(xiǎn)的預(yù)演。

我們沉睡的大腦內(nèi)部發(fā)生的事情繼續(xù)令人著迷——影響著一切我們的學(xué)習(xí)方式到大腦如何保持安全——這項(xiàng)最新研究提供了更多的見(jiàn)解。

“在睡眠期間，這些神經(jīng)元所做的唯一事情就是穩(wěn)定對(duì)體驗(yàn)的記憶，這并不一定是這樣。說(shuō)凱米爾?！笆聦?shí)證明，一些神經(jīng)元最終會(huì)做其他事情。

該研究已發(fā)表在自然界.

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