人間の記憶形成中の低、中間、および高周波スペクトル頭蓋内脳波活動の独立したダイナミクス

認知機能における人間の皮質全体に幅広い脳のリズムが関与しています。さまざまな周波数範囲のリズムが、ヒト皮質の空間とメモリ処理の時間全体にわたってどのように調整されるかは決定的ではありません。同じ皮質部位と時間の周波数スペクトル全体で一緒に調整するか、特定のバンドで独立して誘導されることができます。口頭記憶の形成中に誘発されたスペクトル活動の時空間的ダイナミクスを解析するために、人間の頭蓋内脳波（IEEG）の大きなデータセットを使用しました。その後の自由なリコールの単語のエンコーディング低周波数シータ、中間周波数アルファおよびベータ、および個別の皮質部位のモザイクパターンにおける高周波ガンマパワー。皮質部位の大部分は、複数の帯域にスペクトル電力が誘導された視覚皮質を除き、これらの周波数の1つのみで活動を記録しました。各周波数帯域は、皮質領域と半球に固有の誘導力の特徴的なダイナミクスを示しました。低、中間、および高頻度の活動のパワーは、メモリエンコーディングのその後の段階全体で、視覚、時間、前頭前の皮質領域全体で独立したシーケンスで伝播しました。私たちの結果は、人間の記憶の形成に従事するスペクトル活動の全体的で簡略化されたモデルを提供し、協調的な脳のリズムの解剖学的および一時的に分散されたモザイクを示唆しています。

A wide spectrum of brain rhythms are engaged throughout the human cortex in cognitive functions. How the rhythms of various frequency ranges are coordinated across the space of the human cortex and time of memory processing is inconclusive. They can either be coordinated together across the frequency spectrum at the same cortical site and time or induced independently in particular bands. We used a large dataset of human intracranial electroencephalography (iEEG) to parse the spatiotemporal dynamics of spectral activities induced during formation of verbal memories. Encoding of words for subsequent free recall activated low frequency theta, intermediate frequency alpha and beta, and high frequency gamma power in a mosaic pattern of discrete cortical sites. A majority of the cortical sites recorded activity in only one of these frequencies, except for the visual cortex where spectral power was induced across multiple bands. Each frequency band showed characteristic dynamics of the induced power specific to cortical area and hemisphere. The power of the low, intermediate, and high frequency activities propagated in independent sequences across the visual, temporal and prefrontal cortical areas throughout subsequent phases of memory encoding. Our results provide a holistic, simplified model of the spectral activities engaged in the formation of human memory, suggesting an anatomically and temporally distributed mosaic of coordinated brain rhythms.