Unterschiedliche Muster von Gehirnwellen liegen zwei grundlegenden Parametern des menschlichen Labyrinthlernens zugrunde

Wir untersuchen, wie Oscillationen im intrakraniellen Elektroenzephalogramm (iEEG) mit dem menschlichen Labyrinthlernen zusammenhängen. Theta-Band-Aktivität (4-12 Hz bei Nagetieren; 4-8 Hz bei Menschen) spielt eine bedeutende Rolle in der Gedächtnisfunktion bei Nagetieren und Menschen. Bei intrakraniellen Aufzeichnungen bei Menschen haben wir aufgabenbezogene, theta-band rhythmische Aktivität im Rohsignal während des virtuellen Labyrinthlernens und während einer nicht-räumlichen Arbeitsgedächtnisaufgabe berichtet. Hier analysieren wir die Oscillationen während des virtuellen Labyrinthlernens über ein viel breiteres Frequenzspektrum und analysieren ihre Beziehung zu zwei Aufgabenvariablen, die für das Lernen relevant sind. Wir beschreiben einen neuen Algorithmus zur Erkennung von oszillatorischen Episoden, der die hohe Signal-Rausch-Verhältnis und hohe zeitliche Auflösung des iEEG nutzt. Unter Berücksichtigung des Hintergrundleistungspektrums des iEEG ermöglicht der Algorithmus einen direkten Vergleich der Ebenen oszillatorischer Aktivität über Frequenzen innerhalb des 2- bis 45-Hz-Bands. Wir berichten, dass während Episoden oszillatorischer Aktivität bei verschiedenen Frequenzen stattfinden, die meisten rhythmischen Aktivitäten während des virtuellen Labyrinthlernens innerhalb des Theta-Bands auftreten. Theta-Oscillationen sind häufiger, wenn die Aufgabe schwieriger gestaltet wird (Manipulation der Labyrinthlänge). Diese Oscillationen neigen jedoch nicht dazu, signifikant mit der Entscheidungszeit zu korrelieren, einem guten Index für Kodierungs- und Abrufoperationen. Im Gegensatz dazu korrelieren niedrigere und höhere Frequenzen mit dieser Variablen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass, während die im Kortex aufgezeichnete Theta-Aktivität des Menschen eine Rolle bei der Kodierung spielen könnte, die allgemeinen Ebenen der Theta-Oscillationen wenig über die unmittelbaren Anforderungen an Kodierung oder Abruf aussagen. Schließlich könnten unterschiedliche Muster von Oscillationen verschiedene zugrunde liegende Aspekte der Gedächtnisfunktion widerspiegeln.