Enigma Memori Kerja: Mengubah Tampilan Bagian 2

Mengungkap Jaringan Neural Tersembunyi di Memori Kerja

Jauh lebih menantang untuk menyelidiki hipotesis bahwa jaringan saraf yang digabungkan secara dinamis dan diam secara elektrik mendasari memori kerja, karena teknik fisiologis, seperti EEG, fMRI, dan elektrofisiologi, memantau aktivitas saraf. Berdasarkan studi TMS oleh Rose dkk (2016), Wolff dkk (2017) merancang pendekatan unik untuk menguji keberadaan jaringan saraf senyap secara elektrik yang mempertahankan memori kerja tanpa pengawasan (Gbr. 1A).

Dalam beberapa tahun terakhir, semakin banyak penelitian yang menunjukkan bahwa terdapat hubungan erat antara penggandengan dinamis dan memori. Kopling dinamis mengacu pada koordinasi dan sinkronisasi antara berbagai area di otak manusia, sedangkan memori adalah kemampuan otak manusia untuk menyimpan, memproses, dan mengingat informasi.

Penelitian telah menemukan bahwa penggandengan dinamis dapat meningkatkan transmisi informasi dan integrasi antar neuron di otak manusia, meningkatkan kognisi dan fungsi eksekutif manusia. Pada saat yang sama, penggabungan dinamis yang baik juga membantu meningkatkan kemampuan belajar dan memori masyarakat. Misalnya, ketika seseorang mempelajari pengetahuan baru, koordinasi dan sinkronisasi antara berbagai bidang secara bertahap akan diperkuat, yang akan mendorong penyimpanan dan pemrosesan pengetahuan baru serta memfasilitasi konsolidasi dan peningkatan memori.

Selain itu, penelitian telah menemukan bahwa berbagai jenis memori dikaitkan dengan hubungan dinamis yang berbeda. Misalnya, ingatan jangka pendek berkaitan erat dengan tingkat keterkaitan dinamis antara area tertentu di otak; memori jangka panjang melibatkan area yang lebih luas di otak dan hubungan dinamis di antara area tersebut. Oleh karena itu, mempertahankan penggandengan dinamis yang baik akan membantu mendorong peningkatan berbagai jenis kemampuan memori masyarakat.

Secara keseluruhan, ada hubungan positif antara penggandengan dinamis dan memori. Dengan memperkuat hubungan dinamis, orang dapat meningkatkan fungsi kognitif dan eksekutif serta meningkatkan kemampuan belajar dan memori. Oleh karena itu, kita harus secara aktif mengeksplorasi dan memelihara hubungan dinamis yang baik untuk meningkatkan daya ingat dan kemampuan belajar serta meningkatkan kualitas hidup kita. Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat, dan Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan karena Cistanche deserticola merupakan bahan obat tradisional Tiongkok yang memiliki banyak khasiat unik, salah satunya meningkatkan daya ingat. Khasiat daging cincang berasal dari berbagai bahan aktif yang dikandungnya, antara lain asam, polisakarida, flavonoid, dll. Bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan kesehatan otak dengan berbagai cara.

Klik Ketahui Memori Jangka Pendek cara meningkatkannya

Para peneliti beralasan bahwa jika jaringan saraf senyap secara elektrik telah terbentuk dan dipertahankan selama durasi memori kerja, maka respons jaringan pada tingkat sistem harus berbeda dari respons jika jaringan senyap ini tidak terbentuk.

Daripada menerapkan pulsa TMS, para peneliti memberikan stimulus visual yang tidak terkait (lingkaran berbentuk target) untuk mengaktifkan kembali jaringan saraf yang terkait dengan tugas memori kerja visual. Jika plastisitas sinaptik telah mendorong perubahan dinamis dalam konektivitas dalam tugas memori kerja, maka memeriksa jaringan ini dengan stimulus yang berbeda akan menghasilkan respons saraf yang berbeda dibandingkan jika jaringan tidak diubah.

Para penulis menyebut hal ini sebagai "ping" ke jaringan saraf untuk menilai responsnya. Selain itu, stimulus visual nonspesifik, secara teori, dapat mengaktifkan kembali aktivitas di jaringan saraf diam yang digabungkan secara sinaptis yang mengkode memori, mirip dengan TMS. Hal ini akan tampak sebagai pengaktifan kembali respons EEG yang ditimbulkan ketika objek tersebut dipanggil kembali dari memori.

Dalam persiapan untuk penelitian menggunakan gambar berbentuk target yang tidak terkait untuk melakukan "ping" ke jaringan saraf, peserta melihat layar yang menampilkan dua objek yang berdekatan satu sama lain, dan mereka diinstruksikan untuk mengingat kedua item tersebut. Setelah beberapa saat, sebuah panah menunjuk ke kiri atau kanan. untuk memberi isyarat kepada pengamat mengenai objek mana yang harus diingat untuk pengujian selanjutnya.

Objek ini kemudian akan disimpan dalam memori kerja yang dijaga, sedangkan objek lainnya akan dilupakan atau disimpan dalam memori tanpa pengawasan (tidak disadari). Objek yang perlu diingat adalah dua lingkaran berisi garis yang diputar sehingga masing-masing garis memiliki orientasi berbeda. Setelah penundaan, sebuah lingkaran bergaris ditampilkan, dan peserta diminta untuk menunjukkan apakah objek "probe" tersebut telah diputar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam dari lingkaran bergaris yang mereka simpan dalam memori kerja.

Hasilnya menunjukkan peningkatan aktivitas dalam pita alfa pada lokasi perekaman elektroda yang sesuai untuk objek dalam memori kerja visual berhubungan dengan seberapa besar perbedaan rotasi objek probe dengan objek dalam memori. Jika orientasi objek dalam memori kerja dilupakan, respons EEG yang membeda-bedakan ini tidak akan muncul, dan keakuratan respons yang dilaporkan subjek akan berkurang secara kebetulan.

Kedua, respons EEG yang menunjukkan derajat rotasi gambar probe relatif terhadap gambar di memori akan menurun seiring berjalannya waktu, karena memori kerja dipertahankan hanya dalam hitungan beberapa detik. Hasilnya menunjukkan bahwa aktivitas EEG ini meningkat setelah isyarat panah dan dipertahankan hingga gambar disajikan untuk menguji ingatan, namun aktivitas tersebut perlahan kembali ke garis dasar seiring berjalannya waktu untuk objek dalam memori tanpa pengawasan (Gbr. 1B). Hal ini mendukung hipotesis bahwa ada mekanisme berbeda yang mempertahankan memori kerja yang tidak dijaga dan yang dijaga, dengan aktivitas saraf persisten yang terkait dengan memori yang ada, bukan memori yang tidak dijaga.

Para peneliti kemudian menggunakan rangsangan visual ketiga yang tidak terkait untuk melakukan ping ke sistem untuk mengetahui perubahan fungsi jaringan saraf yang didorong oleh plastisitas sinaptik yang secara teoritis mencatat memori kerja. Stimulus yang tidak berhubungan meningkatkan aktivitas saraf untuk objek dalam memori yang ada, tetapi tidak untuk objek yang disimpan dalam memori tanpa pengawasan (Gbr. 1C). Para penulis menyimpulkan bahwa berbeda dengan memori kerja yang ada, memori kerja yang tidak dijaga disimpan oleh plastisitas sinaptik yang membentuk jaringan saraf yang digabungkan secara dinamis, namun tidak bersuara secara elektrik, tanpa memerlukan peningkatan aktivitas saraf yang berkelanjutan.

Memeriksa Ulang Data

Sebuah studi baru-baru ini memeriksa ulang data asli yang dilakukan oleh Wolff dan lainnya (2017) dan menemukan bahwa respons saraf terhadap objek dalam memori tanpa pengawasan dipertahankan selama seluruh durasi sebelum dipanggil kembali ketika data dianalisis secara berbeda. Alih-alih memantau tegangan EEG, Barbosa dkk (2021) menganalisis kekuatan aktivitas EEG pita alfa. Peningkatan kekuatan aktivitas EEG yang merupakan indikasi dari kedua objek dalam memori kerja yang dijaga dan tidak dijaga dipertahankan selama durasi sebelum penarikan kembali (Gbr. 1D).

Respons dalam hal kekuatan alfa didorong oleh stimulus visual yang tidak terkait yang "mem-ping" sistem, namun fakta bahwa respons aktif terlihat jelas baik pada memori yang ada maupun yang tidak dijaga membuat efek memunculkan respons aktif terhadap ping visual sebagai metode untuk mengungkapkan hal-hal yang tersembunyi agak diperdebatkan. menyatakan menyimpan memori. Selain itu, ping visual dapat memberi energi pada aktivitas dalam jaringan saraf yang ditopang oleh aksi potensial penembakan serta jaringan yang diduga diam secara elektrik, sehingga teknik ping visual tidak dapat dengan jelas membedakan antara kedua mekanisme penyimpanan informasi ini.

Barbosa dkk (2021) beralasan bahwa pengukuran tegangan memiliki varian yang lebih besar karena penyimpangan garis dasar dan variasi impedansi elektroda kulit kepala, sedangkan frekuensi dan daya osilasi lebih tahan terhadap kesulitan teknis tersebut. Dengan demikian, peningkatan berkelanjutan dalam aktivitas saraf yang terkait dengan memori tanpa pengawasan tidak terdeteksi oleh Wolff dkk (2017) karena keterbatasan signal-to-noise. Selain itu, analisis mereka menunjukkan bahwa kekuatan analisis statistik dari data asli lemah dan ukuran sampel yang lebih besar kemungkinan akan mendeteksi peningkatan aktivitas berkelanjutan selama periode penundaan untuk objek dalam memori tanpa pengawasan.

Analisis yang lebih mendalam juga menunjukkan variasi respons subjek-ke-subjek yang luas, dan dalam banyak kasus peningkatan tegangan EEG yang berkelanjutan terbukti menyertai memori tanpa pengawasan, namun pada subjek tes lainnya, hal ini tidak terlihat. Peningkatan varians akan melemahkan upaya untuk mengidentifikasi peningkatan aktivitas listrik yang terus-menerus yang mempertahankan memori tanpa pengawasan.

Kesimpulan

Analisis ulang terhadap data asli membalikkan kesimpulan penelitian berpengaruh yang dilakukan oleh Wolff dkk (2017) yang gagal menemukan tanda-tanda memori kerja dalam hal peningkatan aktivitas EEG yang berkelanjutan, namun hal ini tidak membatalkan eksperimen, atau memberikan bukti bahwa plastisitas sinaptik memang demikian. tidak membentuk ansambel dinamis jaringan saraf yang mendasari memori kerja. Analisis ulang ini hanya menunjukkan kebenaran bahwa "tidak adanya bukti bukanlah bukti ketidakhadiran". Eksperimen asli dan datanya valid, namun kesimpulannya berubah jika dianalisis secara berbeda.

Yang penting, kedua makalah ini menunjukkan kekuatan kolaborasi dalam penelitian ilmiah, ketika Wolff dan rekan-rekannya memberikan data mentah mereka kepada Barbosa dan rekan-rekannya untuk dianalisis ulang dan mereka sangat berterima kasih atas diskusi mereka yang bermanfaat. Kedua kelompok menyadari bahwa jauh lebih sulit untuk memperoleh bukti eksperimental yang mendukung mekanisme plastisitas sinaptik untuk memori kerja karena menurut definisinya tidak bersuara secara elektrik.

Hal ini terutama terjadi jika mekanisme diam tersebut beroperasi bersamaan dengan mekanisme aktif yang mengacaukan pendeteksiannya. Jadi, aksioma mengenai "tidak adanya bukti . . . " bahkan lebih berkaitan dengan penolakan hipotesis jaringan saraf diam berdasarkan kurangnya bukti saat ini.

Memang benar, kedua mekanisme ini dapat bekerja bersama-sama. Studi yang dilakukan oleh Trübutschek dkk (2017) menunjukkan bahwa peserta dapat mengingat informasi yang tidak mereka sadari meskipun tidak ada respons saraf aktif yang terdeteksi oleh EEG yang dipertahankan selama periode penundaan sebelum pengujian penarikan kembali. Mereka menyarankan bahwa, setelah fase pengkodean sementara melalui penembakan neuron aktif, rangsangan tidak sadar dapat dipertahankan oleh perubahan aktif jangka pendek dalam bobot sinaptik tanpa aktivitas saraf yang terdeteksi, sehingga memungkinkan pengambilan selama beberapa detik.

Cara mengungkapkan keberadaan proses saraf diam secara elektrik masih merupakan sebuah teka-teki, namun menemukan cara untuk mengeksplorasi kemungkinan perubahan dalam konektivitas sinaptik yang mungkin menghadiri memori kerja akan tetap menjadi upaya yang kuat, yang tidak diragukan lagi akan memicu kolaborasi baru dan kemajuan baru.

Deklarasi Benturan Kepentingan

Penulis menyatakan tidak ada potensi konflik kepentingan terkait penelitian, kepenulisan, dan/atau publikasi artikel ini.

Pendanaan

Penulis mengungkapkan penerimaan dukungan finansial berikut untuk penelitian, kepenulisan, dan/atau publikasi artikel ini: Karya ini didukung oleh hibah intramural NIH no.ZIAHD000713.

Referensi

1.Barak O, Tsodyks M, Romo R. 2010. Pengkodean populasi saraf memori kerja parametrik. J Neurosci 30:9424–30.

2.Barbosa J, Lozano-Soldevilla D, Compte, A. 2021. Melakukan ping ke otak dengan impuls visual mengungkapkan kenangan kerja yang aktif secara elektrik, bukan aktivitas diam. PLoS Biol 19(10):e3001436.

3. Butters N, Pandya D. 1969. Retensi efek bolak-balik tertunda dari lesi selektif sulkus prinsipis. Sains165:1271–3.

4.Courtney SM, Ungerleider LG, Keil K, Haxby JV. 1997. Aktivitas sementara dan berkelanjutan dalam sistem saraf terdistribusi untuk memori kerja. Alam 386:608–11.

5. Foster JJ, Sutterer DW, Serences JT, Vogel EK, Awh E. 2016. Topografi aktivitas alpha-band melacak konten memori kerja spasial. J Neurofisiol 115(1):168–77.

6.Fuster JM, Alexander GE. 1971. Aktivitas neuron berhubungan dengan memori jangka pendek. Sains 173:652–4.

7. Goldman-Rakic ​​PS. 1995. Dasar seluler untuk memori kerja. Neuron 14:447–85.

8. Lewis-Peacock JA, Drysdale AT, Oberauer K, Postle BR. 2012. Bukti saraf untuk perbedaan antara memori jangka pendek dan fokus perhatian. J Cogn Neurosci 24:61–79.

9. Linden DEJ. 2007. Jaringan memori kerja otak manusia. Ahli saraf 13(3):257–67.

10.Mongillo G, Barak O, Tsodyks M. 2008. Teori sinaptik memori kerja. Sains 319:1543–6.

For more information:1950477648nn@gmail.com