دانشمندان کوه سینا مکانیزم عصبی را کشف کرده اند که اعتقاد بر این است که از توانایی های شناختی پیشرفته مانند برنامه ریزی و حل مسئله پشتیبانی می کند. این کار را با توزیع اطلاعات از تک نورون ها به جمعیت های بزرگتر نورون ها در قشر جلوی مغز انجام می دهد، ناحیه ای از مغز که به طور موقت اطلاعات را ذخیره و دستکاری می کند.
به خوبی ثابت شده است که انسان‌ها می‌توانند تنها مقدار محدودی از اطلاعات را در یک زمان در ذهن خود نگه دارند و برای غلبه بر این محدودیت‌ها، از استراتژی‌های شناختی مختلفی مانند سازماندهی اطلاعات در فهرست‌ها یا گروه‌ها استفاده می‌کنند. تیم تحقیقاتی دریافت که وقتی مغز از این استراتژی‌ها برای سازماندهی اطلاعات استفاده می‌کند، کدهای عصبی در قشر جلوی مغز کمتر به پاسخ‌های انتخابی نورون‌های منفرد وابسته می‌شوند. در عوض، آنها در میان مجموعه بزرگتری از نورون ها توزیع می شوند که ممکن است اطلاعات را قابل اعتمادتر یا قوی تر کند. یافته ها به صورت آنلاین در منتشر شد نورون در 20 دسامبر.
ارین ریچ، نویسنده ارشد، MD، PhD، دانشیار علوم اعصاب در دانشکده پزشکی ایکان در کوه سینا، می‌گوید: «مطالعه ما دیدگاه جدیدی مهم در مورد چگونگی تخصیص منابع مغز برای بهبود عملکرد شناختی به این رشته می‌دهد. یافته های مطالعه ما به دانشمندان کمک می کند تا اختلالات حافظه و شناخت را بهتر درک کنند و در آینده به طور بالقوه درمان کنند.
این مطالعه توسط دکتر Feng-Kuei Chiang، یک محقق فوق دکتری در آزمایشگاه دکتر ریچ که قبلاً عملکردهای قشر جلوی مغز را در وظایف توالی یابی مطالعه کرده بود، رهبری کرد.
به طور سنتی، مطالعات کدگذاری عصبی – که تکانه های الکتریکی از نورون ها را به خاطرات، دانش، تصمیم گیری ها و اقدامات تبدیل می کند – بر پاسخ های انتخابی نورون های منفرد متمرکز شده است. تیم Mount Sinai کاستی‌های چنین رویکردی را با طراحی کاری برای بررسی تغییرات در قشر جلوی مغز که منجر به بهبود عملکرد شناختی می‌شود، نشان دادند. این کار به آزمودنی‌ها این امکان را می‌داد تا از استراتژی حافظه‌شناسی (یا کمک حافظه) برای مرتب کردن اطلاعات در یک دنباله استفاده کنند.
دکتر چیانگ گفت: «ما دریافتیم که افراد به طور خود به خود الگوهای انتخاب متفاوتی از جمله توالی‌های روتین را ایجاد می‌کنند تا نیازهای حافظه کاری کار را کاهش دهند.»
هنگامی که افراد از استراتژی توالی برای سازماندهی اطلاعات در ذهن استفاده می کردند، محققان متعجب شدند که پاسخ های قابل تفسیر تک نورون ها پیش بینی ضعیفی برای عملکرد حافظه است. استفاده از این استراتژی میزان خطا را در کار کاهش می دهد، اما به نظر می رسد فعالیت تک نورون ها اطلاعات کمتری را منتقل می کند. آنها توانستند این یافته ها را با نشان دادن اینکه اطلاعات گم نشده است، اما به طور گسترده در میان جمعیت بزرگتری از نورون ها توزیع شده است، تطبیق دهند. اطلاعات مربوط به کار را می‌توان به خوبی یا بهتر از زمانی که کدها تحت سلطه تعداد کمتری از نورون‌های بسیار تنظیم‌شده بودند، بازیابی کرد، و کدهای توزیع‌شده قابل اعتمادتر به نظر می‌رسند، زیرا عملکرد رفتاری را بهبود می‌بخشند.
توضیح می‌دهد: «این یک کشف کاملاً جدید در ماهیت کدهای پیش‌پیشانی است و می‌تواند به یک مکانیسم عصبی کلیدی اشاره کند که از توانایی‌های شناختی پیشرفته‌ای مانند برنامه‌ریزی، استراتژی‌گذاری و حل مسئله که به سازماندهی بی‌درنگ اطلاعات بستگی دارد، پشتیبانی می‌کند.» دکتر ریچ. با تغییر تمرکز از پاسخ‌های انتخابی تک‌نرون‌ها، نشان داده‌ایم که فعالیت جمعی جمعیت‌های عصبی باید هنگام توسعه استراتژی‌های جدید برای بهبود عملکرد شناختی یا درمان اختلالات شناختی در نظر گرفته شود.