为了理解 MMO 在促进恢复力以及评估和治疗战斗和作战应激伤亡方面的作用,首先必须考虑人类应激反应背后的基本原理。人类应激反应系统的作用是在外部威胁和环境变化的情况下维持体内平衡。它通过在威胁面前引发“战斗、逃跑或冻结”等保护性行为来实现这一点。应激反应系统还促进快速回忆过去的威胁信息。在极端压力下,这些反应和回忆系统会产生与威胁不成比例的行为和症状。参与应激反应的主要大脑系统包括杏仁核、海马体和前额叶皮层。1 这些区域都处理感官信息,但处理方式和速度不同。杏仁核从丘脑接收直接感官输入并快速识别威胁。在威胁面前,杏仁核会产生适当的战斗、逃跑或冻结反应信号。海马体和前额叶皮层接收相同的感官信息,但这些大脑区域的通路速度较慢,旨在整合额外的记忆和背景信息。在健康、无压力的个体中,这些通路调节或抑制杏仁核反应。长期或极端的
抽象物理储层计算(RC)代表一个计算框架,可利用可编程物质的信息处理能力,从而实现具有快速学习和低训练成本的能源有效神经形态硬件。尽管自组织的回忆网络已被证明是物理储层,能够从时空输入信号中提取相关特征,但多发纳米网络为计算实施的新型策略开辟了可能性。在这项工作中,我们报告了Materia RC的实施策略,并具有自组装的回忆网络。除了显示自组织纳米线网络的时空信息处理能力外,我们还通过模拟显示,新兴的集体动力学允许RC非常规实现,其中相同的电极可以用作储层输入和输出。通过在数字识别任务上比较不同的实施策略,模拟表明,非常规实现允许降低硬件复杂性,而无需限制计算能力,从而为在Materia计算中充分利用的新见解提供了对神经形态系统合理定义的全面优势。
抽象物理储层计算(RC)代表一个计算框架,可利用可编程物质的信息处理能力,从而实现具有快速学习和低训练成本的能源有效神经形态硬件。尽管自组织的回忆网络已被证明是物理储层,能够从时空输入信号中提取相关特征,但多发纳米网络为计算实施的新型策略开辟了可能性。在这项工作中,我们报告了Materia RC的实施策略,并具有自组装的回忆网络。除了显示自组织纳米线网络的时空信息处理能力外,我们还通过模拟显示,新兴的集体动力学允许RC非常规实现,其中相同的电极可以用作储层输入和输出。通过在数字识别任务上比较不同的实施策略,模拟表明,非常规实现允许降低硬件复杂性,而无需限制计算能力,从而为在Materia计算中充分利用的新见解提供了对神经形态系统合理定义的全面优势。
1949 年,心理学家唐纳德·赫布提出了他令人信服的“组装理论”,解释了大脑如何实现这一壮举。该理论可以用一句口头禅来概括:“一起激发的神经元会连接在一起”。该理论认为,对相同刺激作出反应的神经元会优先连接在一起,形成“神经元集合”。这些关联通过突触介导,突触是神经元之间进行交流的微小连接,它们会随着经验而改变,从而在学习和记忆中发挥关键作用。根据赫布理论,激活一些选定的神经元就足以触发整个神经元集合,从而为记忆回忆提供了一个推定的解释。然而,由于连接在一起的神经元会更多地一起激发,因此赫布集合在计算机模拟中经常会因活动爆发而失败,而在神经生物学中很少观察到这种不稳定性。这种差异提出了一个问题:如何将赫布理论与解剖学上合理的电路机制相协调,以提供快速的记忆回忆。
创伤性脑损伤 (TBI) 是导致成人认知障碍的主要原因,其特征通常是情景记忆和执行功能明显缺陷。先前的研究发现,直接电刺激颞叶皮层可以改善癫痫患者的记忆力,但尚不清楚这些结果是否适用于具有特定 TBI 病史的患者。我们在此探讨了对颞叶外侧皮层施加闭环直接电刺激是否能够可靠地改善 TBI 人群的记忆力。在接受难治性癫痫神经外科评估的较大患者群体中,我们招募了一组有中度至重度 TBI 病史的患者。通过分析患者学习和回忆单词列表时留置电极的神经数据,我们训练了个性化的机器学习分类器来预测每个患者的记忆功能瞬时波动。随后,我们使用这些分类器在预测记忆力衰退的时刻触发颞叶外侧皮层 (LTC) 的高频刺激。与无刺激列表相比,这一策略使刺激列表的回忆表现提高了 19%(P = 0.012)。这些结果为使用大脑闭环刺激治疗 TBI 相关记忆障碍提供了概念验证。
记忆回忆和自愿行为通常被认为是与外部刺激无关的自发产生。尽管它们是我们神经元的产物,但在神经元层面上很少在人类身上出现。在这里,我回顾了从独特的神经外科手术机会中收集到的见解,这些机会记录和刺激了能够表达自己的想法、记忆和愿望的人的单神经元活动。我讨论了人类回忆的主观体验和自愿行为的主观体验来自两个内部神经元发生器的活动的证据,前者来自内侧颞叶再激活,后者来自额顶叶预激活。我描述了这些发生器及其相互作用的特性,从而能够灵活地招募基于记忆的行动选择以及招募基于行动的计划以在记忆中表示概念知识。这两个内部发生器都以令人惊讶的明确但不同的神经元代码运行,这些代码似乎伴随着不同的单神经元活动而出现,通常在参与者报告有意识之前观察到。我讨论了基于这些代码的行为预测及其调节的潜力。通过增强、开始或删除特定的、选定的内容来编辑人类记忆和意志的前景带来了治疗可能性和伦理问题。
记忆回忆和自愿行为通常被认为是与外部刺激无关的自发产生。尽管它们是我们神经元的产物,但在神经元层面上很少在人类身上出现。在这里,我回顾了从独特的神经外科手术机会中收集到的见解,这些机会记录和刺激了能够表达自己的想法、记忆和愿望的人的单神经元活动。我讨论了人类回忆的主观体验和自愿行为的主观体验来自两个内部神经元发生器的活动的证据,前者来自内侧颞叶再激活,后者来自额顶叶预激活。我描述了这些发生器及其相互作用的特性,从而能够灵活地招募基于记忆的行动选择以及招募基于行动的计划以在记忆中表示概念知识。这两个内部发生器都以令人惊讶的明确但不同的神经元代码运行,这些代码似乎伴随着不同的单神经元活动而出现,通常在参与者报告有意识之前观察到。我讨论了基于这些代码的行为预测及其调节的潜力。通过增强、开始或删除特定的、选定的内容来编辑人类记忆和意志的前景带来了治疗可能性和伦理问题。
摘要 叙事越来越多地用于研究自然的人类记忆及其大脑机制。叙事——视听电影、口头故事和书面故事——由多个相互关联且在时间上展开的事件组成,这些事件富含语义和情感内容。这些特征推动了默认模式网络中主体间的神经同步,抽象情境模型在此被表示和恢复。内侧颞叶结构与默认模式网络的皮质亚区域相互作用,以支持叙事事件的编码和回忆。叙事记忆经常在个体之间传递,从而导致人与人之间经验和神经活动模式的传递。神经成像和自然刺激分析的最新进展为叙事记忆和人类记忆系统提供了宝贵的见解。重点 * 编码材料和检索任务在叙事性方面可能有所不同。 * 叙事推动了默认模式网络中个体间的神经同步。 * 连续的叙事被分割并作为离散事件记忆。 * 叙事事件表征在回忆过程中在默认模式网络中重新激活。 * 交流可以促进人们之间叙事记忆和神经活动的融合。
在各种环境下,人类受试者的神经、生理和行为信号都会同步。人们提出了多种假设来解释这种人际同步,但尚不清楚这种同步是在何种条件下出现的,针对何种信号,或者是否存在共同的潜在机制。我们假设,对共享刺激的认知处理是受试者之间同步的来源,这里将其测量为受试者间相关性 (ISC)。为了验证这一点,我们向注意力集中和分心的参与者展示了信息丰富的视频,随后测量了信息回忆。观察了脑电图、凝视位置、瞳孔大小和心率的 ISC,但没有观察呼吸和头部运动。相关性强度在不同信号中共同调节,随着注意力状态而变化,并预测随后对视频中呈现的信息的回忆。大脑、心脏和眼睛之间存在强大的受试者内耦合,但呼吸或头部运动则不存在。结果表明,ISC 是有效认知处理的结果,因此只出现在那些表现出强大大脑-身体连接的信号中。虽然生理和行为波动可能是由刺激的多种特征驱动的,但与其他个体的相关性是由对刺激的注意力参与水平共同调节的。
你还记得夏天在海滩上跳过海浪的情景吗?还记得你 6 岁时参加的舞蹈表演吗?如果你想为那些可能从未有过这些经历的孩子们创造有趣而持久的回忆,请发送电子邮件至 hello@localcommunityfostering.co.uk 或致电 0208 496 3437。你可以参加我们于 2024 年 9 月 10 日下午 6 点至 7 点举行的下一次虚拟会议。请访问 www.redbridge.gov.uk/fosteringnhs 预订席位