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人類進(jìn)行創(chuàng)造性的思考活動(dòng)時(shí)，海馬體會(huì)泛起被稱為“漣漪”的信號(hào)，編排大腦皮層工作?！昂ｑR漣漪是生理性高頻神經(jīng)元同步簇發(fā)的短暫電活動(dòng)，這種活動(dòng)的動(dòng)態(tài)作用和影響一直受限于檢測(cè)手段難以精準(zhǔn)揭示。”5月21日，首都醫(yī)科大學(xué)三博腦科醫(yī)院功能神經(jīng)外科副教授王雄飛告訴科技日?qǐng)?bào)記者，通過(guò)獲得發(fā)明專利的自研侵入式腦機(jī)信號(hào)檢測(cè)，三博腦科與合作團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)精度的多通道同步檢測(cè)，精準(zhǔn)再現(xiàn)大腦“推演”鏈條的核心機(jī)制。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然?神經(jīng)科學(xué)》上。

據(jù)介紹，問(wèn)題解決、抽象推理等高級(jí)認(rèn)知功能都是根據(jù)已學(xué)知識(shí)推演新方案，做到觸類旁通。海馬體是這類功能的“指揮官”，它通過(guò)高頻“漣漪”信號(hào)調(diào)控大腦皮層的內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)（mPFC）、觸發(fā)神經(jīng)“重放”，重構(gòu)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展推理。

“人們利用人類腦磁圖、功能磁共振成像等手段初步發(fā)現(xiàn)相關(guān)機(jī)制?！钡跣埏w說(shuō)，由于時(shí)空分辨率不夠，精準(zhǔn)捕捉“漣漪”信號(hào)以及后續(xù)多腦區(qū)皮層響應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)。

為找到直接證據(jù)，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)了一種侵入式腦電信號(hào)高頻振蕩檢測(cè)裝置，可充分捕捉高頻振蕩多維度特征與多導(dǎo)聯(lián)同步特性，通過(guò)毫秒級(jí)精度同步采集海馬與皮層神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)先后采集164個(gè)海馬電極觸點(diǎn)、1905個(gè)皮層電極觸點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，同時(shí)納入視覺(jué)等皮層的觸點(diǎn)作為對(duì)照研究，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)海馬“漣漪”可有效實(shí)現(xiàn)mPFC的動(dòng)態(tài)更新，且與“重放”事件確實(shí)存在時(shí)序關(guān)聯(lián)。在高精度的數(shù)據(jù)支持下，團(tuán)隊(duì)得以“逐幀”再現(xiàn)人類規(guī)劃推理過(guò)程中的大腦活動(dòng)。

“我們還發(fā)現(xiàn)海馬體‘漣漪’可能無(wú)需依賴神經(jīng)突觸的重塑就能在新情況下在線快速調(diào)控大腦皮層活動(dòng)?！蓖跣埏w說(shuō)，這刷新了過(guò)去對(duì)于海馬“漣漪”主要參與離線記憶鞏固的認(rèn)知。

首都醫(yī)科大學(xué)三博腦科醫(yī)院欒國(guó)明教授評(píng)價(jià)，該研究不僅解碼了人類高級(jí)認(rèn)知功能的神經(jīng)表征，更為阿爾茨海默病、精神分裂癥等行為異常疾病的精準(zhǔn)診療提供了新手段和理論支撐。