Gate von menschlichen Theta-Oszillationen durch eine Arbeitsgedächtnisaufgabe

Elektrodenraster auf der kortikalen Oberfläche von epileptischen Patienten bieten eine einzigartige Möglichkeit, die Gehirnaktivität mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung sowie hohem Signal-Rausch-Verhältnis während einer kognitiven Aufgabe zu beobachten. Frühere Arbeiten zeigten, dass hochamplitudige Theta-Frequenz-Oszillationen intermittierend während einer Labyrinth-Navigationsaufgabe auftraten, es war jedoch unklar, ob Theta mit den räumlichen oder den Arbeitsgedächtniskomponenten der Aufgabe in Zusammenhang steht. Um zu bestimmen, ob Theta während einer nicht-räumlichen Aufgabe auftritt, führten wir Aufzeichnungen durch, während die Probanden die Sternberg-Arbeitsgedächtnisaufgabe ausführten. Unsere Ergebnisse zeigen ereignisbezogenes Theta und enthüllen ein neues Phänomen, das kognitive "Gate" einer Gehirnoszillation: An vielen kortikalen Stellen nahm die Amplitude der Theta-Oszillationen zu Beginn des Versuchs dramatisch zu, setzte sich durch alle Phasen des Versuchs, einschließlich der Verzögerungsphase, fort und nahm am Ende plötzlich ab. Gating konnte in einzelnen Versuchen beobachtet werden und eine systematische Variation der Dauer des Versuchs variierte die Gating-Periode. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Theta-Oszillationen eine wichtige Rolle bei der Organisation des mehrteiligen Arbeitsgedächtnisses spielen könnten.