يدرس مختبر ماكنزي كيفية صنع الذكريات ، وكيف تتشكل أنماط النشاط العصبي وتنتشر ، وكيف تتحكم في انتشار النوبات.
على الرغم من كون الحصين من أكثر مناطق الدماغ دراسةً، إلا أن وظيفته الأساسية لا تزال مجهولة. وقد استرشدتُ في عملي بإطار الذاكرة الترابطية لوظيفة الحصين. ووفقًا لهذه النظرية، قد تكون الأحداث المتباعدة زمانيًا ومكانيًا مرتبطة ببعضها البعض بفضل الروابط الترابطية في دوائر الحصين. يتيح هذا الجسر المكاني الزمني اكتشاف قواعد وفئات جديدة، وهو ما أعتبره الوظيفة الرئيسية لهذا النظام الذاكري.
بطريقة ما ، يكون الحُصين قادرًا على ربط المناطق القشرية معًا والتي لولا ذلك سيكون لها ارتباط ضعيف. في لغة التعلم الآلي ، يوسع هذا التماسك المعتمد على الحصين مساحة الميزة التي قد يحدث التعلم عليها. أنا مهتم بكيفية استخلاص الانتظام من التفاصيل. على وجه التحديد ، يدرس مختبري كيف يتأثر تعلم الفئات بمساحة الميزة الموسعة التي توفرها تفاعلات الحصين / القشرة.
خلال حياتهم، يُشخَّص واحد من كل 26 أمريكيًا بالصرع. تُسبب العلاجات الدوائية المتوفرة آثارًا جانبية كبيرة، ولا تُجدي نفعًا لدى 30% من المرضى الذين غالبًا ما يعانون لسنوات قبل البحث عن علاجات بديلة، مثل الاستئصال الجراحي لبؤرة الصرع. في الحالات التي تكون فيها البؤرة غير معروفة، أو عند وجود بؤر متعددة، أو عندما يكون الاستئصال محفوفًا بالمخاطر، قد يكون التحفيز العميق للدماغ خيارًا مطروحًا. يوجد حاليًا خياران معتمدان من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية: التحفيز المزمن للنواة الأمامية للمهاد ، والتحفيز الحلقي المغلق "الاستجابي" لمنطقة بدء النوبة. لا أحد يعلم سبب فعالية بروتوكولات التحفيز هذه، أو أي المرضى قد يستفيدون منها أكثر، أو أفضل استراتيجية لتحديد وقت وكيفية التحفيز.
يعمل مختبري على تطوير خوارزميات التنبؤ بالنوبات لاكتشاف النوبات قبل أن تبدأ. سيتم استخدام هذا التحذير المتقدم لتعطيل النشاط العصبي لإلغاء تزامن الدماغ ونأمل أن يوقف النشاط النبوي المنتشر من منطقة البداية إلى مناطق الدماغ السليمة.
لا أحد يعرف أي سمة من سمات النشاط العصبي يستخدمها الدماغ للتواصل مع نفسه. يمكن أن تكون هوية أي من الخلايا العصبية تشتعل ، أو معدل إطلاق تلك الخلايا العصبية خلال فترة زمنية معينة ، أو نمط النشاط المتزامن خلال نافذة زمنية معينة ، أو حتى الترتيب الذي تنطلق به الخلايا العصبية بالنسبة لبعضها البعض. أعتقد أن نمط النشاط المتزامن مهم وأن التعلم مدعوم بالتغييرات التي تشتعل فيها الخلايا العصبية معًا في أي ظرف معين. يدرس مختبري كيف تتنافس الخلايا العصبية المثيرة مع بعضها البعض لتكون نشطة معًا في نوافذ زمنية قصيرة. أريد أن أعرف ما إذا كانت المرونة في التثبيط الجانبي قد تملي من قد يطلق النار مع من وتحت أي ظروف تنطبق قواعد التعايش هذه.
لا تهم أنماط الارتباط المعقدة والتزامن المتوازن بدقة إلا إذا كان من الممكن أن تؤدي هذه النتوءات إلى نشاط متباين في مناطق الدماغ المختلفة. كيف يتم قراءة أنماط النشاط المتزامن؟ كيف تتفاعل الإشارات الواردة مع النشاط المستمر الذي ظهر من خلال الاتصال المتكرر داخل المنطقة؟ هل يمكننا تفكيك المساهمة الفريدة للمدخلات من منطقة دماغية إلى النشاط في منطقة أخرى لمعرفة قاعدة نقل متشابك في أي نقطة تشابك في دوائر الذاكرة المركزية هذه.