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脳のリズムと学習

02.03.2015

脳の神経細胞の活動は、脳波で見ることができる波またはリズム、つまりアルファリズム、ベータリズム、ガンマリズムなどに発展することが知られています。リズムは、その人がその瞬間に何をしているのかに応じて、互いに入れ替わります。例えば、アルファ波は休息中、忙しくしていないときに現れますが、睡眠もしていません。デルタ波は深い夢のない睡眠に対応します。注意が何らかのタスクに集中している場合、これはシータとガンマのリズムが速いことからわかります。さらに、脳のさまざまな領域は、さまざまなタスクを実行するため、さまざまな波を生成できます。リズムのダイナミクスを観察することで、脳の「部門」がどのように相互に通信し、記憶や注意などに関連する認知タスクを解決する際に責任がどのように分散されるかについて多くのことを言うことができます.

Nature Neuroscience に掲載された論文で、マサチューセッツ工科大学の Earl Miller と Scott Brincat は、記憶と学習に伴う脳波活動の変化について説明しています。研究者は一般的に記憶には興味がありませんでしたが、明示的と呼ばれるその形式に興味がありました。たとえば、オブジェクトやイベントなどの関係に責任があります。私たちは人の外見を彼の名前に関連付けますが、特定のイベントをそれが起こった場所は、明示的な記憶のおかげです。それは個人の積極的な意識的努力によって形成され、人間だけでなく動物にも存在します。

実験では、サルに 9 枚の写真を見せたので、いくつかの写真の間に強い関連性を確立する必要がありました。試行錯誤によって学んだサル: 何度も何度も写真を見せられ、それらが関連しているかどうかを推測しなければなりませんでした. 動物が描かれたオブジェクトが互いに関連していると正しく推測した場合、その動物はおやつを与えられました。同時に、研究者は海馬と前頭前皮質の活動を記録しました。これらは、学習において重要な役割を果たしている脳の 16 つの領域です。サルが正解したか不正解だったかによって、波の周波数が変化することがわかった。結果が期待に一致する場合、ベータリズムが 2 ～ 6 Hz の周波数で表示されます。答えが間違っていた場合、周波数はシータリズムに対応する XNUMX ～ XNUMX Hz に低下しました。

記憶は、新しい神経回路の形成に関連しています。ニューロン間のシナプス接続は、「記憶細胞」を正常な状態に維持します。シナプスの強さ (つまり、その強さと効率) は、神経細胞が機能するリズムに依存することが以前に示されました。ベータ周波数が細胞間接触を増加させると、逆にシータ周波数がそれらを弱めます。新しい結果と合わせて、次のモデルを想像できます。正解は脳内のベータ活動を刺激し、形成された神経回路を強化します-結局のところ、彼らはすべてを正しく覚えています. そうでない場合、theta アクティビティは間違ったメモリを無効にします。

脳波と記憶の関係についての研究はこれが初めてではありません。昨年、ノーベル賞受賞者の利根川すずみは同僚と同様のことを議論した記事を発表しました - 間違った結果を見た場合、脳はどのように記憶を修正するかこれらの実験はマウスで行われ、海馬と嗅内皮質 (もう XNUMX つの有名な記憶中枢) に焦点を当てました。その後、神経科学者は、ガンマリズムが情報を修正する信号として機能し、脳の XNUMX つの領域の働きを同期させることを発見しました。

もちろん、暗記のプロセスは複雑すぎて、単純に数種類の波動を交互に繰り返すだけでは済まされません。電気的リズムの変化によって、個人が新しい情報を記憶する必要がある瞬間に、かなり大きな細胞集団と脳のセクション全体の動作を判断できます。なぜあるタイプのリズムが別のタイプのリズムに置き換わるのか、どのようなメカニズムがそのような変化を正しいまたは誤った記憶と結びつけるのか、研究者はまだ解明していません. 将来的には、何かを覚えておく必要があるときに脳が正しいリズムに切り替わるのを助ける記憶刺激剤が登場する可能性があります.

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ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

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スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

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強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

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温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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アダプティブフェーズドアンテナアレイ 09.03.2013

ペンタゴン高等研究計画局 (DARPA) は、米国国防総省のさまざまなプロジェクトで使用できる適応フェーズドアレイアンテナ (PAR) ACT (Arrays at Commercial Timescales) を作成するプログラムを開始しました。 DAPRA のプレスリリースによると、この新しい技術は、国防総省がカスタムアンテナアレイの作成に必要な数十億ドルと時間を節約するのに役立ちます。

DARPA のスポークスマンである Bill Chappell によると、ペンタゴンは現在、個々のフェーズドアレイアンテナの開発に約 30 年と数百億ドルを費やしています。これは、エンジニアが毎回ゼロからフェーズドアレイの作成を開始する必要があるためです。基本的なフェーズドアレイが 40 つあれば、コストが平均 XNUMX ～ XNUMX% 削減されます。

DARPA は、アダプティブヘッドライトの作成プログラムを XNUMX つの部分に分割する予定です。第一に、管理者は無線周波数グレーティングの単一ブロックを開発する必要があり、第二に、可変電磁インターフェースを開発する必要があります。第 XNUMX に、この新しい技術により、複数の小型フェーズドアンテナアレイを XNUMX つに組み合わせることができるようになります。したがって、新しいヘッドライトは、たとえば、空母のさまざまな部分に配置できます。

現在、フェーズドアレイアンテナは軍のほぼすべての場所で使用されています。特に、フェーズドアレイは、レーダー、通信、および電子戦で使用されます。さらに、アクティブフェーズドアンテナアレイの存在は、F-35 ライトニング II や T-50 (PAK FA) などの第 XNUMX 世代戦闘機の必須要件です。

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