Många experiment har visat övergången med olika tidsskalor från korttidsminne (STM) till långtidsminne (LTM) i däggdjurshjärnor, medan dess teoretiska förståelse fortfarande diskuteras. För att förstå dess underliggande mekanism har det nyligen visat sig att det är möjligt att ha en långvarig rytmisk synkron bränning i ett skalfritt nätverk, förutsatt att det finns både höggradiga nav och slingor som bildas av låggradiga noder. Vi presenterar här en förenklad minnesnätverksmodell för att visa att den självförsörjande synkrona avfyrningen kan observeras även utan dessa två nödvändiga villkor. Detta förenklade nätverk består av två slingor av sammankopplade spännande neuroner med olika synapsledning och med en nod är den sensoriska neuronen att ta emot en extern stimulanssignal. Denna modell kan vidare användas för att visa hur mångfalden av bränningsmönster selektivt kan bildas genom att variera signalfrekvensen, stimulanstiden och nätverkstopologin, vilket motsvarar mönstren för STM och LTM med olika tidsskalor. En teoretisk analys presenteras för att förklara den underliggande mekanismen för bränning mönster. Att stå ut med hjärnan är det mest utmanande problemet inom biologi, neurovetenskap och nätverksvetenskap. För att räkna ut de underliggande mekanismerna, många experiment har utformats och flera hjärnavbildning tekniker har utvecklats såsom den beräknade tomografi (CT), elektroencefalografi (EEG), positronemission tomografi (PET), och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) etc 1,2. Genom att använda dessa tekniker, förstår vi nu mycket bättre händelser relaterade till kognitiva uppgifter och hjärnsjukdomar såsom anfall etc. Bland alla dessa händelser, minne är förmodligen den som fått mest uppmärksamhet hittills. Det har avslöjats att minnesprocessen har tre sekvenssteg, från sensoriskt minne (SM) till korttidsminne (STM) och sedan till långtidsminne (LTM) 3-8. SM är kortvariga, övergående förnimmelser, vanligtvis mellan 200 ms och 500 ms efter att hjärnans hjärnbark får nervinformation från öron, ögon och beröringssensorer. STM extraherar meddelanden från SM och kan underhållas genom aktiv repetition och lätt förskjuts av ny information eller distraktioner. STM upprätthåller information under en kort period innan den manipuleras och brukar kallas arbetsminne 9-11. Underhållet och manipuleringen av arbetsminnet beskrivs som den verkställande kontrollen av arbetsminnet. STM kan kvarstå i minuter. LTM kommer från STM och upprätthålls av mer stabila och permanenta förändringar i neurala anslutningar som är utbredda i hela hjärnan. LTM kan pågå i timmar, dagar eller till och med år. Många områden av cortex är involverade i STM (prefrontal, parietal, frontal ögonfält), men hippocampus i hjärnan är nyckelregionen för LTM, som tar emot information från cortex via flera parallella vägar till var och en av sina viktigaste subregioner och är nödvändig för att överföra neural information från STM till LTM. När hippocampus skadas kan hjärnan inte överföra nya minnen till LTM 12. Under olika beteendeförhållanden, hippocampal nätverk visar rytmiska svängningar i olika frekvensområden såsom theta (5-10 Hz) och gamma (30-100 Hz) frekvensrytmer som observerats i råtta under prospektering och snabb ögonrörelse sömn 13, 14. Det har påpekats att olika LTM motsvarar olika mönsterdynamik i hjärnnätverket 13, [15] [16] [17], och interaktioner mellan neuroner genom synaptiska länkar ger kraftfull beräkningskapacitet i hjärnan 18, 19. Vidare avslöjades att de återkommande excitatoriska slingor inom ett neuralt nätverk såsom cortico-triato-thalamo-kortikal loop kan upprätthålla en beständig aktivitet eller mönster utan yttre stimulans 20,21. För att förstå mekanismen för ovanstående experimentella fynd har den kopplade oscillatorteorin använts i stor utsträckning för att undersöka interaktionen mellan nervceller. Det påpekades till exempel att det finns en storskalig cortical synkronisering 22,23 och synfireökning i kognitiv process där signalen bärs av en våg av synkron neuronal aktivitet inom en undergrupp av nätverk neuroner 14, [24] [25] [26]. Motsvarande teoretiska studier har bekräftat lösningen av vandringsvågor i 1D och 2D-medium [27] [28] [29] [30] [31]. Teoretiska studier visar dessutom att det till och med är möjligt att observera ett lokaliserat tillstånd, som kallas guppdragare i 1D-lattice av kopplade neuroner, vilket är relaterat till arbetsminnet 32,33. De flesta kognitiva funktioner är dock inte representerade i hjärnan ÖPPNA TEMAOMRÅDEN: ICOLINEAR PHENOMENA COMPLEX NÄT
Xu REF presenterade ett förenklat minnesnätverk som syftade till mönsterbildning; de använde två slingor av kopplad neuron för att analysera processen från kortsiktigt till långvarigt minne teoretiskt.
A simplified memory network model based on pattern formations
{'venue': 'Scientific Reports', 'journal': 'Scientific Reports', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}