ปริศนาแห่งความทรงจำในการทำงาน: การเปลี่ยนมุมมอง ตอนที่ 2

เผยโครงข่ายประสาทเทียมที่ซ่อนอยู่ในหน่วยความจำทำงาน

การตรวจสอบสมมติฐานที่ว่าโครงข่ายประสาทเทียมแบบเงียบด้วยไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบไดนามิกนั้นท้าทายกว่ามากเพื่อรองรับหน่วยความจำในการทำงาน เนื่องจากเทคนิคทางสรีรวิทยา เช่น EEG, fMRI และสรีรวิทยาไฟฟ้า ทำหน้าที่ตรวจสอบการทำงานของเซลล์ประสาท จากการศึกษา TMS โดย Rose และคนอื่นๆ (2016) Wolff และคนอื่นๆ (2017) ได้คิดค้นวิธีการพิเศษในการทดสอบการมีอยู่ของโครงข่ายประสาทเทียมแบบเงียบไร้ไฟฟ้าที่รักษาหน่วยความจำอัตโนมัติ (รูปที่ 1A)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การศึกษาจำนวนมากขึ้นแสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างการมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกและหน่วยความจำ การมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกหมายถึงการประสานงานและการซิงโครไนซ์ระหว่างส่วนต่างๆ ในสมองมนุษย์ ในขณะที่หน่วยความจำคือความสามารถของสมองมนุษย์ในการจัดเก็บ ประมวลผล และเรียกคืนข้อมูล

การวิจัยพบว่าการเชื่อมต่อแบบไดนามิกสามารถส่งเสริมการส่งข้อมูลและการบูรณาการระหว่างเซลล์ประสาทในสมองของมนุษย์ ปรับปรุงการรับรู้ของมนุษย์และการทำงานของผู้บริหาร ในขณะเดียวกัน การมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกที่ดียังช่วยส่งเสริมความสามารถในการเรียนรู้และความจำของผู้คนอีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อบุคคลเรียนรู้ความรู้ใหม่ การประสานงานและการซิงโครไนซ์ระหว่างพื้นที่ต่างๆ จะค่อยๆ แข็งแกร่งขึ้น ซึ่งจะส่งเสริมการจัดเก็บและการประมวลผลความรู้ใหม่ และอำนวยความสะดวกในการรวมและปรับปรุงหน่วยความจำ

นอกจากนี้ การวิจัยยังพบว่าหน่วยความจำประเภทต่างๆ สัมพันธ์กับไดนามิกคัปปลิ้งที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความจำระยะสั้นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับของการมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างพื้นที่บางส่วนในสมอง ความจำระยะยาวเกี่ยวข้องกับพื้นที่ในสมองที่กว้างขึ้นและการมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างพื้นที่เหล่านั้น ดังนั้น การรักษาการเชื่อมต่อแบบไดนามิกที่ดีจะช่วยส่งเสริมการพัฒนาความสามารถด้านความจำประเภทต่างๆ ของผู้คน

เมื่อนำมารวมกัน มีการเชื่อมโยงเชิงบวกระหว่างการมีเพศสัมพันธ์แบบไดนามิกและหน่วยความจำ ด้วยการเสริมสร้างการเชื่อมต่อแบบไดนามิก ผู้คนสามารถปรับปรุงการทำงานของการรับรู้และผู้บริหาร และส่งเสริมความสามารถด้านการเรียนรู้และความจำ ดังนั้นเราจึงควรสำรวจและรักษาความสัมพันธ์แบบไดนามิกที่ดีเพื่อปรับปรุงความจำและความสามารถในการเรียนรู้ของเราและปรับปรุงคุณภาพชีวิตของเรา จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาแผนโบราณของจีนที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของเนื้อสับมาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดในเนื้อสับ เช่น กรด โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองได้หลายวิธี

คลิกรู้จักหน่วยความจำระยะสั้นว่าจะปรับปรุงอย่างไร

ผู้วิจัยให้เหตุผลว่าหากมีการสร้างโครงข่ายประสาทเทียมแบบเงียบด้วยไฟฟ้าและคงอยู่ตลอดระยะเวลาของหน่วยความจำทำงาน การตอบสนองของเครือข่ายในระดับระบบควรแตกต่างจากการตอบสนองหากไม่มีการสร้างเครือข่ายเงียบนี้

แทนที่จะใช้ชีพจร TMS นักวิจัยได้ให้การกระตุ้นทางสายตาที่ไม่เกี่ยวข้อง (วงกลมที่มีรูปร่างเป็นเป้าหมาย) เพื่อเปิดใช้งานโครงข่ายประสาทเทียมที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของหน่วยความจำทางการมองเห็น หากความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกได้ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในการเชื่อมต่อในงานหน่วยความจำที่ใช้งาน ดังนั้นการตรวจสอบเครือข่ายเหล่านี้ด้วยสิ่งกระตุ้นที่แตกต่างกันควรให้การตอบสนองของระบบประสาทที่แตกต่างจากหากเครือข่ายไม่ได้ถูกเปลี่ยนแปลง

ผู้เขียนเรียกสิ่งนี้ว่า "การส่งสัญญาณ" ไปยังโครงข่ายประสาทเทียมเพื่อประเมินการตอบสนอง นอกจากนี้ ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งเร้าทางการมองเห็นที่ไม่จำเพาะเจาะจงสามารถกระตุ้นกิจกรรมในโครงข่ายประสาทเทียมแบบไซแนปติกควบคู่ซึ่งเข้ารหัสหน่วยความจำได้ ซึ่งคล้ายกับ TMS สิ่งนี้จะปรากฏเป็นการเปิดใช้งานการตอบสนอง EEG อีกครั้งซึ่งจะปรากฏขึ้นเมื่อวัตถุถูกเรียกคืนจากหน่วยความจำ

ในการเตรียมตัวสำหรับการศึกษาโดยใช้ภาพที่มีรูปทรงเป้าหมายที่ไม่เกี่ยวข้องเพื่อ "ปิง" โครงข่ายประสาทเทียม ผู้เข้าร่วมได้ดูหน้าจอที่แสดงวัตถุสองชิ้นที่อยู่ติดกัน และพวกเขาได้รับคำสั่งให้จดจำทั้งสองรายการ หลังจากผ่านไปครู่หนึ่ง ลูกศรก็ชี้ไปทางซ้ายหรือขวา เพื่อบอกผู้สังเกตการณ์ว่าควรจดจำวัตถุใดสำหรับการทดสอบครั้งต่อไป

วัตถุนี้จะถูกเก็บรักษาไว้ในหน่วยความจำการทำงานโดยไม่ได้ตั้งใจ ในขณะที่วัตถุอื่นจะถูกลืมหรือเก็บไว้ในหน่วยความจำโดยไม่ได้ตั้งใจ (โดยไม่รู้ตัว) วัตถุที่ต้องจำคือวงกลมสองแถบที่เต็มไปด้วยแถบซึ่งหมุนเพื่อให้แถบในแต่ละทิศทางมีทิศทางที่แตกต่างกัน หลังจากการหน่วงเวลา วงกลมลายทางก็ปรากฏขึ้น และผู้เข้าร่วมจะต้องระบุว่าวัตถุ "โพรบ" นั้นถูกหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาจากวงกลมลายทางที่พวกเขาเก็บความทรงจำที่กำลังทำงานอยู่หรือไม่

ผลลัพธ์แสดงให้เห็นกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นในแถบอัลฟาแบนด์ที่ตำแหน่งบันทึกอิเล็กโทรดที่เหมาะสมสำหรับวัตถุในหน่วยความจำการทำงานแบบมองเห็นซึ่งสอดคล้องกับจำนวนวัตถุโพรบที่แตกต่างกันในการหมุนจากวัตถุในหน่วยความจำ ถ้าการวางแนวของวัตถุในหน่วยความจำทำงานถูกลืมไป การตอบสนอง EEG ที่เลือกปฏิบัตินี้จะไม่ปรากฏขึ้น และความแม่นยำของการตอบสนองที่รายงานของผู้ถูกทดลองก็จะลดลงไปสู่โอกาส

ประการที่สอง การตอบสนองของ EEG ที่บ่งบอกถึงระดับการหมุนของภาพโพรบที่สัมพันธ์กับภาพในหน่วยความจำจะลดลงตามเวลา เนื่องจากหน่วยความจำในการทำงานจะคงอยู่เพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่ากิจกรรม EEG นี้เพิ่มขึ้นหลังจากสัญญาณลูกศรและเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งภาพถูกนำเสนอเพื่อทดสอบการเรียกคืน แต่กิจกรรมจะค่อยๆ กลับไปสู่เส้นฐานตามเวลาสำหรับวัตถุในหน่วยความจำแบบอัตโนมัติ (รูปที่ 1B) สิ่งนี้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่ามีกลไกต่างๆ ที่ค้ำจุนความทรงจำในการทำงานโดยไม่ได้รับการดูแลและเข้าร่วม โดยมีการทำงานของระบบประสาทอย่างต่อเนื่องซึ่งสัมพันธ์กับความทรงจำที่เข้าร่วมแต่ไม่มีผู้ดูแล

จากนั้นนักวิจัยได้ใช้เครื่องกระตุ้นการมองเห็นตัวที่สามที่ไม่เกี่ยวข้องเพื่อส่งสัญญาณไปยังระบบสำหรับการเปลี่ยนแปลงการทำงานของโครงข่ายประสาทเทียมซึ่งขับเคลื่อนโดยความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกซึ่งในทางทฤษฎีจะบันทึกหน่วยความจำในการทำงาน สิ่งเร้าที่ไม่เกี่ยวข้องช่วยเพิ่มการทำงานของระบบประสาทสำหรับวัตถุในหน่วยความจำที่เข้าร่วม แต่ไม่ใช่วัตถุที่อยู่ในหน่วยความจำแบบอัตโนมัติ (รูปที่ 1C) ผู้เขียนสรุปว่าตรงกันข้ามกับความทรงจำในการทำงาน ความทรงจำในการทำงานแบบอัตโนมัติจะถูกจัดเก็บโดยความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกที่สร้างเครือข่ายประสาทเทียมแบบไดนามิกที่เชื่อมต่อกันแต่เงียบด้วยไฟฟ้า โดยไม่มีข้อกำหนดสำหรับกิจกรรมของระบบประสาทที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การตรวจสอบข้อมูลอีกครั้ง

การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ตรวจสอบข้อมูลต้นฉบับอีกครั้งโดย Wolff andothers (2017) และพบว่าการตอบสนองของระบบประสาทต่อวัตถุในหน่วยความจำแบบอัตโนมัตินั้นคงอยู่ตลอดระยะเวลาก่อนที่จะเรียกคืนเมื่อข้อมูลได้รับการวิเคราะห์แตกต่างออกไป แทนที่จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า EEG Barbosa และบริษัทอื่นๆ (2021) วิเคราะห์พลังของกิจกรรม alpha bandEEG พลังที่เพิ่มขึ้นของกิจกรรม EEG ที่บ่งบอกถึงทั้งวัตถุในหน่วยความจำที่เข้าร่วมและที่ไม่ได้รับการดูแลนั้นคงอยู่ตลอดระยะเวลาก่อนการเรียกคืน (รูปที่ 1D)

การตอบสนองในแง่ของพลังอัลฟ่าได้รับการเสริมด้วยตัวกระตุ้นทางการมองเห็นที่ไม่เกี่ยวข้องกัน "ส่งสัญญาณ" ให้กับระบบ แต่ความจริงที่ว่าการตอบสนองอย่างแข็งขันปรากฏชัดทั้งในความทรงจำที่มีผู้เข้าร่วมและไม่ได้รับการดูแล ทำให้เกิดข้อกังขาถึงผลกระทบของการกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองอย่างแข็งขันต่อการส่งสัญญาณภาพเป็นวิธีการเปิดเผยที่ซ่อนอยู่ ระบุการจัดเก็บหน่วยความจำ ยิ่งไปกว่านั้น การกระตุกด้วยภาพสามารถกระตุ้นกิจกรรมในโครงข่ายประสาทเทียมที่ยั่งยืนโดยการยิงศักย์ไฟฟ้าในการดำเนินการ เช่นเดียวกับเครือข่ายที่เงียบด้วยไฟฟ้า ดังนั้นเทคนิคการกระตุกด้วยภาพจึงไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างกลไกการจัดเก็บข้อมูลทั้งสองนี้ได้อย่างชัดเจน

Barbosa และคณะอื่นๆ (2021) ให้เหตุผลว่าการวัดแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความแปรปรวนที่มากขึ้น เนื่องจากการเคลื่อนตัวของเส้นพื้นฐานและความแปรผันในอิมพีแดนซ์ของอิเล็กโทรดหนังศีรษะ ในขณะที่ความถี่และกำลังของการแกว่งจะแข็งแกร่งกว่าต่อปัญหาทางเทคนิคดังกล่าว ดังนั้นกิจกรรมประสาทที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำแบบอัตโนมัติจึงไม่ถูกตรวจพบโดย Wolff และคนอื่น ๆ (2017) เนื่องจากข้อ จำกัด ของสัญญาณต่อเสียงรบกวน นอกจากนี้ การวิเคราะห์ของพวกเขายังแสดงให้เห็นว่าพลังของการวิเคราะห์ทางสถิติของข้อมูลต้นฉบับนั้นอ่อนแอ และขนาดตัวอย่างที่ใหญ่กว่าน่าจะตรวจพบกิจกรรมที่ยั่งยืนเพิ่มขึ้นในช่วงระยะเวลาล่าช้าสำหรับวัตถุในหน่วยความจำที่ไม่ได้ตั้งใจ

การวิเคราะห์อย่างใกล้ชิดยังแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในวงกว้างในการตอบสนองในแต่ละวิชา และพบว่าแรงดันไฟฟ้า EEG เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในหลายกรณีปรากฏชัดพร้อมกับหน่วยความจำแบบอัตโนมัติ แต่ในวิชาทดสอบอื่นๆ สิ่งนี้ไม่ชัดเจน ความแปรปรวนที่เพิ่มขึ้นจะบ่อนทำลายความพยายามในการระบุกิจกรรมทางไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาหน่วยความจำแบบอัตโนมัติ

ข้อสรุป

การวิเคราะห์ข้อมูลต้นฉบับซ้ำจะล้มล้างข้อสรุปของการศึกษาที่มีอิทธิพลโดย Wolff และคนอื่นๆ (2017) ซึ่งล้มเหลวในการค้นหาลายเซ็นของหน่วยความจำในการทำงานในแง่ของกิจกรรม EEG ที่ยั่งยืนที่เพิ่มขึ้น แต่ไม่ได้ทำให้การทดลองเป็นโมฆะ และไม่ได้ให้หลักฐานที่แสดงว่า synapticplasticity ทำ ไม่สร้างชุดไดนามิกของโครงข่ายประสาทเทียมที่อยู่ภายใต้หน่วยความจำการทำงาน การวิเคราะห์ซ้ำแสดงให้เห็นเพียงความจริงที่ว่า "การไม่มีหลักฐานไม่ใช่หลักฐานของการไม่มีอยู่" การทดลองและข้อมูลดั้งเดิมนั้นถูกต้อง แต่ข้อสรุปจะเปลี่ยนไปเมื่อวิเคราะห์ต่างกัน

ที่สำคัญ เอกสารทั้งสองฉบับนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของการทำงานร่วมกันในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจาก Wolff และเพื่อนร่วมงานได้ให้ข้อมูลดิบแก่ Barbosa และเพื่อนร่วมงานเพื่อการวิเคราะห์ซ้ำ และพวกเขารู้สึกขอบคุณสำหรับการสนทนาที่เป็นประโยชน์ของพวกเขา ทั้งสองกลุ่มรับรู้ว่าเป็นการยากกว่ามากที่จะได้รับหลักฐานการทดลองในการสนับสนุนกลไกพลาสติกแบบซินแนปติกสำหรับหน่วยความจำในการทำงาน เนื่องจากเป็นความเงียบทางไฟฟ้าตามคำจำกัดความ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกลไกเงียบดังกล่าวทำงานควบคู่กับกลไกที่ทำงานอยู่ซึ่งทำให้การตรวจจับสับสน ดังนั้น สัจพจน์เกี่ยวกับ "การไม่มีหลักฐาน . . ." เกี่ยวข้องมากยิ่งขึ้นกับการละทิ้งสมมติฐานโครงข่ายประสาทเทียมแบบเงียบ ๆ โดยอิงจากการขาดหลักฐานในปัจจุบัน

แท้จริงแล้ว กลไกทั้งสองนี้อาจทำงานร่วมกันได้ การศึกษาโดย Trübutschek และคณะอื่นๆ (2017) แสดงให้เห็นว่าผู้เข้าร่วมสามารถจำข้อมูลที่พวกเขาไม่มีการรับรู้อย่างมีสติ แม้ว่า EEG จะไม่มีการตอบสนองทางระบบประสาทแบบแอคทีฟที่ตรวจพบ ซึ่งคงอยู่ในช่วงเวลาล่าช้าก่อนการเรียกคืนการทดสอบ พวกเขาแนะนำว่า หลังจากขั้นตอนการเข้ารหัสชั่วคราวผ่านการกระตุ้นประสาทแบบแอคทีฟ สิ่งเร้าโดยไม่รู้ตัวอาจคงอยู่ได้โดยการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักซินแนปติกในระยะสั้นโดยไม่มีกิจกรรมของระบบประสาทที่ตรวจพบได้ ทำให้สามารถดึงข้อมูลกลับคืนมาได้เป็นเวลาหลายวินาที

วิธีการเปิดเผยการมีอยู่ของกระบวนการประสาทที่เงียบด้วยไฟฟ้าที่เป็นไปได้ยังคงเป็นปริศนา แต่การหาวิธีสำรวจการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ในการเชื่อมต่อซินแนปติกที่อาจเข้าร่วมหน่วยความจำในการทำงานจะยังคงเป็นความพยายามที่เข้มแข็ง ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะจุดประกายความร่วมมือใหม่และความก้าวหน้าใหม่ ๆ

คำประกาศเรื่องผลประโยชน์ที่ขัดแย้งกัน

ผู้เขียนประกาศว่าไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับการวิจัย การเขียน และ/หรือการตีพิมพ์บทความนี้

เงินทุน

ผู้เขียนเปิดเผยว่าได้รับการสนับสนุนทางการเงินต่อไปนี้สำหรับการวิจัย การเขียน และ/หรือการตีพิมพ์บทความนี้: งานนี้ได้รับการสนับสนุนจาก NIH ภายในทุนหมายเลข ZIAHD000713

อ้างอิง

1.Barak O, Tsodyks M, Romo R. 2010. การเข้ารหัสประชากรเซลล์ประสาทของหน่วยความจำทำงานแบบพาราเมตริก เจ นิวโรไซ 30:9424–30.

2.Barbosa J, Lozano-Soldevilla D, Compte, A. 2021. การกระตุกสมองด้วยแรงกระตุ้นทางสายตาเผยให้เห็นความทรงจำในการทำงานที่ทำงานด้วยไฟฟ้า ไม่ใช่กิจกรรมที่เงียบงัน โปรดไบโอล 19(10):e3001436.

3. Butters N, Pandya D. 1969. การเก็บรักษาผลการสลับที่ล่าช้าของรอยโรคที่เลือกสรรของ sulcus Principis. วิทยาศาสตร์165:1271–3.

4.คอร์ทนีย์ เอสเอ็ม, อุนเกอร์ไลเดอร์ แอลจี, คีล เค, แฮกซ์บี เจวี 2540 กิจกรรมชั่วคราวและยั่งยืนในระบบประสาทแบบกระจายสำหรับหน่วยความจำในการทำงาน ธรรมชาติ 386:608–11.

5. Foster JJ, Sutterer DW, Serences JT, Vogel EK, Awh E. 2016 ภูมิประเทศของกิจกรรมอัลฟ่าแบนด์ติดตามเนื้อหาของหน่วยความจำการทำงานเชิงพื้นที่ เจนิวโรฟิออล 115(1):168–77.

6.ฟูสเตอร์ เจเอ็ม, อเล็กซานเดอร์ จีอี 2514. กิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับความจำระยะสั้น. วิทยาศาสตร์ 173:652–4.

7. โกลด์แมน-ราคิช ปล. 1995. พื้นฐานเซลล์สำหรับหน่วยความจำในการทำงาน เซลล์ประสาท 14:447–85.

8. Lewis-Peacock JA, Drysdale AT, Oberauer K, Postle BR 2555. หลักฐานทางประสาทสำหรับความแตกต่างระหว่างความจำระยะสั้นและการมุ่งเน้นความสนใจ เจ ค็อกน์ นิวโรไซ 24:61–79.

9. ลินเดน เดเจ 2550. เครือข่ายความจำในการทำงานของสมองมนุษย์. นักประสาทวิทยา 13(3):257–67.

10.Mongillo G, Barak O, Tsodyks M. 2008. ทฤษฎี Synaptic ของหน่วยความจำในการทำงาน วิทยาศาสตร์ 319:1543–6.

For more information:1950477648nn@gmail.com