你的腦袋如何記得空間位置？
在短期記憶研究裡，科學家主要的研究機制有兩種，一種是工作記憶，而另一種是目標導向空間記憶，某種層面上它們在短期記憶中是等價的，因為大腦必須同時在短時間記憶不同的刺激，進而進行固化和學習。
本文章實驗進行了目標導向的實驗，推測在海馬迴裡存在著不同相位的 theta 波可以編譯人腦對於空間的詮釋。實驗受試者爲 22 位癲癇患者，實驗全程用 iEEG 測量腦電波。首先讓受試者在虛擬環境尋找 8 個物件並記住其位置，給予目標 (cue presentation)，要求進行拿取的動作 (retrieval or goal-directed navigation)，系統根據受試者決定的位置，給予誤差回饋 (feedback) 以及正確位置 (re-encoding or learning)，然後重復上述的拿取動作。
爲了分析不同目標物件在 iEEG 記錄的腦波所代表的形式，實驗團隊利用 tr-RSA 來解析，在不同時間點給予各個目標物件，會影響的腦波變動。根據實驗結果分析出來之後發現，這樣的目標導向行為在人腦中其實是激發大範圍刺激的，腦波活動會集中在前額葉皮質區塊，但在 lateral orbitofrontal cortex 和 rostral middle frontal gyrus 有著最明顯的影響。另外在海馬迴 (Hippocampus) 呈現出的腦波中，發現了對於不同物件會產生不同相位 theta 波，而且越靠近的兩個物體相位差越小，換句話說就是人腦對空間的認知詮釋，是由腦波相位來表現的。例如，在記憶中目標物體時，物體的相對位置和腦波 theta 相位是有關聯的，在尋找過程中會激發特定相位的 theta 波。
這樣的現象不止在人腦中被發現，在老鼠的海馬迴上也有發現，但有些許差異，如老鼠的腦波頻率在 4~10 Hz 並且是連續性的，而人腦在 5~6 Hz 卻是爆發性出現的 (burst)。有其他研究也顯示 theta-gamma coupling 會影響到工作記憶的效能，甚至工作記憶的儲存容量。在這個實驗上也可以做合理推斷，如果可以在海馬迴的 theta 波中儲存越多不同相位的波形，就代表工作記憶空間越大。
之前有提到過由額外給予 theta-gamma phase-amplitude coupling 的刺激可以短暫增強工作記憶，或許這樣的研究結果可以透過同樣的方法來促進人腦空間記憶的性能，或者醫治相關的疾病。
撰搞：薛又齊
原文：Hippocampal theta phases organize the reactivation of large-scale electrophysiological representations during goal-directed navigation. Lukas Kunz (2019).
原文網址：https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaav8192
本文章實驗進行了目標導向的實驗，推測在海馬迴裡存在著不同相位的 theta 波可以編譯人腦對於空間的詮釋。實驗受試者爲 22 位癲癇患者，實驗全程用 iEEG 測量腦電波。首先讓受試者在虛擬環境尋找 8 個物件並記住其位置，給予目標 (cue presentation)，要求進行拿取的動作 (retrieval or goal-directed navigation)，系統根據受試者決定的位置，給予誤差回饋 (feedback) 以及正確位置 (re-encoding or learning)，然後重復上述的拿取動作。
爲了分析不同目標物件在 iEEG 記錄的腦波所代表的形式，實驗團隊利用 tr-RSA 來解析，在不同時間點給予各個目標物件，會影響的腦波變動。根據實驗結果分析出來之後發現，這樣的目標導向行為在人腦中其實是激發大範圍刺激的，腦波活動會集中在前額葉皮質區塊，但在 lateral orbitofrontal cortex 和 rostral middle frontal gyrus 有著最明顯的影響。另外在海馬迴 (Hippocampus) 呈現出的腦波中，發現了對於不同物件會產生不同相位 theta 波，而且越靠近的兩個物體相位差越小，換句話說就是人腦對空間的認知詮釋，是由腦波相位來表現的。例如，在記憶中目標物體時，物體的相對位置和腦波 theta 相位是有關聯的，在尋找過程中會激發特定相位的 theta 波。
這樣的現象不止在人腦中被發現，在老鼠的海馬迴上也有發現，但有些許差異，如老鼠的腦波頻率在 4~10 Hz 並且是連續性的，而人腦在 5~6 Hz 卻是爆發性出現的 (burst)。有其他研究也顯示 theta-gamma coupling 會影響到工作記憶的效能，甚至工作記憶的儲存容量。在這個實驗上也可以做合理推斷，如果可以在海馬迴的 theta 波中儲存越多不同相位的波形，就代表工作記憶空間越大。
之前有提到過由額外給予 theta-gamma phase-amplitude coupling 的刺激可以短暫增強工作記憶，或許這樣的研究結果可以透過同樣的方法來促進人腦空間記憶的性能，或者醫治相關的疾病。
撰搞：薛又齊
原文：Hippocampal theta phases organize the reactivation of large-scale electrophysiological representations during goal-directed navigation. Lukas Kunz (2019).
原文網址：https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaav8192
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