2024年10月17日，马蒂娜·兰伯蒂在特文特大学公开答辩了她的博士论文《知往鉴来：体外皮层神经元中的记忆与预测》。她的研究揭示了大脑如何预测未来事件并形成记忆，这些发现可能为理解痴呆症等神经疾病提供新的途径。
研究介绍
尽管记忆已被广泛研究，但大脑如何在细胞层面利用过去经验预测未来事件，仍知之甚少。科学家认为预测是大脑的实际功能之一，但关于预测和记忆之间的联系证据却很是有限。于是，兰伯蒂探索了记忆与预测所涉及的细胞机制，试图发掘这两者之间的联系。
兰伯蒂的研究表明，神经元能够预测未来的输入，证明了预测是神经网络的一般功能。她的研究强调了记忆不仅会存储过去的经验，还会帮助大脑预测接下来的事情。这一发现可能有助于解释阿尔茨海默病等神经退行性疾病患者为何在记忆和日常决策方面都存在困难。
研究方法
为模拟大脑状态，兰伯蒂取得了一项关键性突破，即创建了体外神经网络模型。该模型模拟了大脑的条件，使研究人员能够在活体外研究神经元如何形成记忆并进行预测。在这个模型中，神经网络能够形成长期记忆，并利用近期信息预测未来的刺激。
兰伯蒂在多电极阵列上培养了神经网络，以记录神经元的活动并刺激它们。她采用了两种刺激方式：局部电刺激（激活特定的神经元亚群）和全局光遗传学刺激（通过病毒感染神经元，使其进行光学反应）。
这一设置使她能够研究记忆的形成和巩固，以及预测与短期和长期记忆之间的关系。她发现，一般来说，预测依赖于短期记忆，但如果通过局部电刺激形成长期记忆，对短期记忆的依赖就会减少。相反，在全局光刺激下，当没有长期记忆形成时，预测仍然完全依赖于短期记忆。
研究意义
兰伯蒂开发的这一系统为科学家提供了一个宝贵工具，用于研究记忆形成和预测背后的详细过程。这项研究对于探索脑功能障碍如何影响这些功能特别有希望，并可能最终为改善记忆相关疾病的治疗方法做出贡献。
兰伯蒂的研究成果为理解大脑的预测能力和记忆过程开辟了新途径。她展示了记忆和预测在网络层面的紧密联系，有助于阐明大脑复杂的决策功能。这项工作不仅增强了人们对周围世界互动的理解，还为未来神经疾病的研究提供了坚实基础。
新闻来源：University of Twente
热门跟贴