Sinirbilim ile ilgili her şey burada→

Bilgi Beynin Hiyerarşisinden Akarken, Daha Yüksek Bölgeler Daha Yüksek Frekans Dalgaları Kullanır

NEUROSCİENCE NEWS ALINTIDIR

Özet: Çalışma, beyin dalgalarının korteksten bilgi akışını nasıl kontrol ettiğine dair yeni bilgiler sağlıyor.

Kaynak: Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü

Düşüncelerinizi ve eylemlerinizi üretmek için, beyniniz, gelen duyuların temel ayrıştırmasını yapan “alt” alanlardan, yeni keşfedilenleri kullanma planlarınızı formüle eden “daha yüksek” yönetici bölgelere kadar, yüzeyi veya korteks boyunca bir bölge hiyerarşisinde bilgileri işler. bilgi

Yeni bir çalışmada, bu örgütün nasıl ortaya çıktığını açıklamaya çalışan MIT sinirbilimcileri iki geniş eğilimi rapor ediyorlar: Üç farklı bölgenin her birinde, bilgi kodlaması veya engellenmesi, belirli beyin dalgası frekans bantları arasındaki benzer bir çekişmeyle ilişkilendirildi ve daha yüksek bölgenin hiyerarşideki durumu, bu bantların her birinde dalgalarının tepe frekansı o kadar yüksek olur.

Ekibin Journal of Cognitive Neuroscience dergisindeki yeni çalışması, hayvanlarda üç kortikal bölgede binlerce nöronun ve çevreleyen elektrik alanlarının ölçümlerini yaparak ve analiz ederek , beyin hücrelerinin aktivitesinin salınım kalıpları olan beyin dalgalarının nasıl birleştirici bir görünümünü sağlıyor. korteks boyunca bilgi akışını kontrol edebilir.

The Picower Institute for Learning and Memory’de Picower Nörobilim Profesörü ve kıdemli yazar Earl Miller, “Önceki çalışmalara baktığınızda birçok bölgede bulduklarımızın örneklerini görüyorsunuz, ancak hepsi farklı deneylerde farklı şekillerde bulunuyor” dedi. Çalışmanın. “Kapsamlı bir resim elde etmek istedik, biz de öyle yaptık. Korteksin her yerinde bunun nasıl göründüğü sorusunu ele aldık. “

Stockholm Üniversitesi ve MIT’den ortak yazar Mikael Lundqvist eklendi: “Birçok çalışma, kortikal bölgeler arasında belirli bir frekansın fazlarının ne kadar senkronize olduğuna baktı. Kendi başına bir alan haline geldi, çünkü senkronizasyon bölgeler arasındaki iletişimi etkileyecek. Ancak tartışmasız daha da önemli olan, bölgelerin tamamen farklı frekanslarda iletişim kurmasıdır. Burada, bölgeler arasında tercih edilen frekanslarda böyle sistematik bir kayma buluyoruz. Daha önceki çalışmaları bir araya getirerek şüphelenilmiş olabilir, ancak bildiğim kadarıyla daha önce doğrudan gösterilmedi. Bu basit ama potansiyel olarak çok temel bir gözlem. “

Makalenin diğer ilk yazarı Picower Institute postdoc Andre Bastos’tur.

Ekip, gözlemlerini yapmak için hayvanlara yeni gördükleri bir görüntüyü doğru bir şekilde ayırt etme görevini verdi – görsel çalışma belleğinin basit bir başarısı. Hayvanlar oyunu oynarken, bilim adamları görevin kortikal hiyerarşisinin alt, orta ve üstündeki üç bölgede her bir hayvandaki yüzlerce nöronun bireysel spiking aktivitesini ölçtüler – görsel korteks, parietal korteks ve prefrontal korteks. Bu faaliyetin ürettiği dalgaları aynı anda takip ettiler.

Her bölgede, bir görüntü kodlandığında (ilk sunulduğunda) veya geri çağrıldığında (çalışma belleği test edildiğinde), beyin dalgalarının teta ve gama frekans bantlarının gücünün, alfa ve beta bantları azalır.

Bilginin akılda tutulması gerektiğinde, örneğin ilk görüş ile test arasındaki dönemde, teta ve gama gücü azaldı ve alfa ve beta güçleri patlamalarla arttı. Miller, bu frekans bantları arasındaki bu işlevsel “itme / çekme” sekansının, motor korteks dahil olmak üzere birkaç ayrı bölgede gösterildiğini, ancak aynı görev sırasında birçok bölgede aynı anda olmadığını söyledi.

Araştırmacılar ayrıca, teta ve gama gücü patlamalarının, görüntüler hakkındaki bilgileri kodlayan sinirsel sivri uçlarla yakından ilişkili olduğunu gözlemlediler. Bu arada, alfa ve beta güç patlamaları, aynı yükselme aktivitesiyle anti-korelasyonluydu.

Hayvanlar yeni bir görüntü görmeyi beklerken beyin dalgası gücü ölçümleri, her bir bölgedeki beta frekans bandında farklı zirveler gösteriyor: Görsel korteks V4’te yaklaşık 11 Hz, parietal kortekste 15 Hz ve prefrontal kortekste 19. Görüntü araştırmacılara veriliyor.

Bu kural her üç bölgeye uygulanırken, temel bir fark, her bölgenin her frekans bandında ayrı bir tepe kullanmasıydı. Örneğin görsel korteks beta bandı 11 Hz’de zirveye ulaşırken, paryetal beta 15 Hz’de ve prefrontal beta 19 Hz’de zirveye ulaştı. Bu arada görsel korteks gama 65 Hz’de, paryetal gama 72 Hz’de ve prefrontal gama 80 Hz’de meydana geldi.

Miller, “Beynin arkasından öne doğru hareket ettikçe, tüm frekanslar biraz yükseliyor” dedi.

Çalışmadaki her iki ana eğilim – frekans bantları arasındaki ters ilişki ve her bir bant içindeki tepe frekanslarındaki sistematik artış – hem tutarlı bir şekilde gözlemlenir hem de istatistiksel olarak anlamlı olsa da, bunlar nedensellik değil, yalnızca işlevle ilişkiler gösterir. Ancak araştırmacılar, bilginin kodlanmasını kontrol etmek için alfa ve betanın dönüşümlü olarak gama’yı engellediği veya serbest bıraktığı bir modelle tutarlı olduklarını söylediler – duyusal aktivitenin yukarıdan aşağıya bir kontrolü.

Bu arada, hiyerarşideki tepe frekanslardaki sistematik artışın birden fazla işleve hizmet edebileceğini varsayıyorlar. Örneğin, her frekans bandındaki dalgalar bilgi taşıyorsa, daha yüksek bölgeler, daha düşük bölgelerden gelen ham girdinin daha ince taneli örneklemesini sağlamak için daha hızlı bir frekansta örnekleme yapacaktır. Dahası, daha hızlı frekanslar, diğer bölgelerde aynı frekansları sürüklemede daha etkilidir ve daha yüksek bölgelere, daha düşük bölgelerdeki etkinliği kontrol etmenin etkili bir yolunu verir.

Yazarlar, “Salınımlı ritimlerdeki artan frekans, korteksteki bilgi akışını şekillendirmeye yardımcı olabilir” diye yazdı.

KAYNAKÇA: https://neurosciencenews.com/information-flow-hierarchy-17005/

Barış Akar
İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa- Psikolojik Danışmanlık ve Rehberlik 4.Sınıf Öğrencisi. Sinirbilim Topluluğu Kurucu/Başkanıdır. Sinirbilimin her alanına ilgi duyup bu yönde etkinlikler düzenleyip, kitaplar yazmaktadır. İlke olarak sinirbilimi geliştirmek, yaymak ve araştırmak olarak benimsemiştir.