为了预测未来大脑使用两个时钟

2018年11月21日14:11:49 发表评论
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那一刻,当你在灯光变化之前踩油门踏板一瞬间,或者在卡米拉卡贝洛的哈瓦那的第一首钢琴音符敲响之前敲击你的脚趾。这是预期的时机。一种类…

那一刻,当你在灯光变化之前踩油门踏板一瞬间,或者在卡米拉卡贝洛的“哈瓦那”的第一首钢琴音符敲响之前敲击你的脚趾。这是预期的时机。一种类型依赖于过去经历的记忆。另一个节奏。两者对我们驾驭和享受世界的能力至关重要。

新加州大学伯克利分校的研究表明,支持这些计时器中的每一个的神经网络根据手头的任务分为大脑的两个不同部分。“无论是体育,音乐,演讲还是分配注意力,我们的研究表明时间不是一个统一的过程,而是有两种截然不同的方式来进行时间预测,这些方法取决于大脑的不同部分,”研究表示主要作者Assaf Breska,加州大学伯克利分校神经科学博士后研究员。该研究结果发表在“美国国家科学院院刊”杂志的网络版上,为人们如何计算何时采取行动提供了新的视角。加州大学伯克利分校的神经科学家Richard Ivry说:“这些大脑系统让我们不仅可以在当下存在,还可以积极地预测未来。”Breska和Ivry研究了帕金森病患者和小脑退化患者的预期时间优势和缺陷。他们将节奏时间与基底神经节连接起来,并将间隔时间 - 一个主要基于我们对先前经验记忆的内部计时器 - 连接到小脑。两者都是与运动和认知相关的原始大脑区域。

此外,他们的结果表明,如果其中一个神经时钟失火,另一个理论上可以介入。“我们的研究不仅确定了这些神经系统患者受到损害的预期情境,而且确定了他们没有困难的情境,这表明我们可以改变他们的环境,使他们更容易与世界面对症状进行互动,“布雷斯卡说。他说,针对神经系统时机缺陷的非药物修复可能包括大脑训练计算机游戏和智能手机应用程序,深部脑刺激和环境设计修改。

为了得出结论,Breska和Ivry比较了帕金森氏症和小脑变性患者使用时间或“时间”线索来集中注意力的程度。两组在计算机屏幕上以不同的速度闪烁时查看红色,白色和绿色方块的序列,并在看到绿色方块时按下按钮。白色方块警告他们绿色方块正在上升。在一个序列中,红色,白色和绿色方块遵循稳定的节奏,并且小脑变性患者对这些节律性提示反应良好。

另一方面,彩色方块遵循更复杂的图案,红色和绿色方块之间的间隔不同。帕金森病患者更容易遵循这一序列,并取得成功。“我们表明患有小脑变性的患者在使用非节律性颞叶线索时受损,而与帕金森病相关的基底神经节变性患者在使用节律线索时受损,”Ivry说。

研究人员说,最终,结果证实大脑使用两种不同的机制进行预期计时,挑战单一大脑系统处理所有计时需求的理论。“我们的研究结果表明,大脑至少有两种不同的方式可以预测未来,”Breska说。“基于节奏的系统对世界上的周期性事件很敏感,例如言语和音乐中固有的事件,”他补充说。“并且间隔系统提供更一般的预期能力,即使在没有节奏信号的情况下也对时间规律敏感。”

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