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人類進(jìn)行創(chuàng)造性的思考活動時，海馬體會泛起被稱為“漣漪”的信號，編排大腦皮層工作。“海馬漣漪是生理性高頻神經(jīng)元同步簇發(fā)的短暫電活動，這種活動的動態(tài)作用和影響一直受限于檢測手段難以精準(zhǔn)揭示?！?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報記者，通過獲得發(fā)明專利的自研侵入式腦機(jī)信號檢測，三博腦科與合作團(tuán)隊實現(xiàn)了毫秒級精度的多通道同步檢測，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，問題解決、抽象推理等高級認(rèn)知功能都是根據(jù)已學(xué)知識推演新方案，做到觸類旁通。海馬體是這類功能的“指揮官”，它通過高頻“漣漪”信號調(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)已有知識經(jīng)驗，開展推理。

“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，由于時空分辨率不夠，精準(zhǔn)捕捉“漣漪”信號以及后續(xù)多腦區(qū)皮層響應(yīng)難以實現(xiàn)。

為找到直接證據(jù)，團(tuán)隊設(shè)計研發(fā)了一種侵入式腦電信號高頻振蕩檢測裝置，可充分捕捉高頻振蕩多維度特征與多導(dǎo)聯(lián)同步特性，通過毫秒級精度同步采集海馬與皮層神經(jīng)活動數(shù)據(jù)。聯(lián)合團(tuán)隊先后采集164個海馬電極觸點、1905個皮層電極觸點的信號進(jìn)行實時分析，同時納入視覺等皮層的觸點作為對照研究，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)海馬“漣漪”可有效實現(xiàn)mPFC的動態(tài)更新，且與“重放”事件確實存在時序關(guān)聯(lián)。在高精度的數(shù)據(jù)支持下，團(tuán)隊得以“逐幀”再現(xiàn)人類規(guī)劃推理過程中的大腦活動。

“我們還發(fā)現(xiàn)海馬體‘漣漪’可能無需依賴神經(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?！蓖跣埏w說，這刷新了過去對于海馬“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)院欒國明教授評價，該研究不僅解碼了人類高級認(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。