Razdvajanje uzoraka i izvorno pamćenje uključuju različite hipokampalne i neokortikalne regije tokom izvlačenja

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

Uvod

Detaljni prikazi prošlih događaja oslanjaju se na sposobnost formiranja asocijacija između stavki i njihovih kontekstualnih karakteristika (tj. izvormemorija), kao i sposobnost jasnog predstavljanja novog događaja od sličnog pohranjenog umemorija(tj. razdvajanje uzoraka). Poznato je da oba procesa uključuju hipokampus, iako ostaje nejasno da li dijele slične mehanizme. Takođe je nepoznato da li se, iu kom regionu(ima), aktivnosti povezane sa ovim procesima preklapaju i/ili u interakciji. Ovdje smo koristili fMRI visoke rezolucije da ispitamo doprinose hipokampalnih potpolja i neokortikalnih područja razdvajanju uzoraka i izvorumemorijasa eksperimentalnom paradigmom koja je istovremeno testirala i jedno i drugo. Tokom kodiranja, muški i ženski ljudski subjekti slučajno su proučavali stavke u jednom od četiri kvadranta na ekranu. Tokom testa, pregledali su ponovljene predmete (mete), slične predmete (varalice) i nove predmete (folije) i od njih se tražilo da naznače da li je svaki predmet star, sličan ili nov. Nakon prosuđivanja svake stavke, od ispitanika je zatraženo da naznače kvadrant u kojem je predstavljen originalni stimulans. Dakle, svako ispitivanje mamaca imalo je komponentu diskriminacije mamaca (odvajanje uzorka oporezivanja) i procjenu lokacije (izvorna memorija).Pronašli smo dva glavna profila odgovora: (1) signale koji se odnose na odvajanje uzoraka u DG/CA3 i peririnalnom korteksu i (2) izvormemorijasignale u stražnjem CA1, parahipokampalnom korteksu i ugaonom girusu. Vokselna analiza cijelog mozga otkrila je da se aktivnost odnosi na privlačenje diskriminacije i izvoramemorijauglavnom se nije preklapao. Ovi nalazi upućuju na to da različiti procesi leže u osnovi pronalaženja uzoraka odvojenih reprezentacija stavki i prisjećanja izvornih informacija.

Ključne riječi: kontekst; fMRI; hipokampus;memorija; razdvajanje uzoraka;izvorna memorija

Prednosti biljke cistanche: poboljšavaju pamćenje

Detaljna epizodna sjećanja zavise od sposobnosti formiranja asocijacija između stavki i konteksta (tj. izvorne memorije), kao i od sposobnosti razlikovanja sličnih stavki ili događaja u sjećanju (tj. odvajanje uzoraka). Mnoštvo dokaza ukazuje da se izvorno pamćenje oslanja na hipokampus, za koji se smatra da predstavlja povezanost između stavki i konteksta (Diana et al., 2007). Studije na glodavcima su pokazale da hipokampalne CA1 "ćelije mjesta" mogu kodirati za asocijacije između objekata i lokacija (Komorowski et al., 2009), dok su studije na ljudima koje su koristile fMRI visoke rezolucije pokazale povećanu aktivnost u CA1 i subikulumu tokom asocijativnog pamćenja. kodiranje i pronalaženje (Eldridge et al., 2005; Viskontas et al., 2009; Suthana et al., 2015). Studije izvorne memorije obično uspoređuju aktivnost koja se odnosi na prepoznavanje predmeta sa (S) i bez (S μ) specifičnim kontekstualnim detaljima (npr. prostorna lokacija) i nastoje izjednačiti samo prepoznavanje predmeta (S μ) s manje detaljnim pamćenjem niže vjernosti (Frithsen i Miller, 2014; Hutchinson et al., 2014). Ove studije često ne uspijevaju pokazati angažman hipokampusa za prepoznavanje predmeta bez pronalaženja povezanog konteksta (S μ ). Međutim, sama memorija predmeta može biti vrlo detaljna. Moraju se formirati različiti, precizni prikazi stavki (putem odvajanja uzoraka) kako bi se razlikovali od sličnih stavki u memoriji. Kao i izvorno pamćenje, smatra se da se razdvajanje uzoraka oslanja na hipokampus, s dokazima kod glodara (Leutgeb et al., 2007; Neunuebel i Knierim, 2014) kao i u paradigmama ljudske mnemoničke diskriminacije (Bakker et al., 2008; Berron et al. al., 2016), što sugerira da zubni girus (DG) igra ključnu ulogu u ortogonalizaciji preklapajućih ulaza.

Kliknite na Cistanche za memoriju

Izvan hipokampusa, smatra se da široka mreža posteriornih medijalnih kortikalnih područja podržava kontekst i izvorno pamćenje (Ranganath i Ritchey, 2012; Reagh i Ranganath, 2018). Parahipokampalni korteks (PHC) kodira prostorne/kontekstualne informacije uz hipokampus, dok je aktivnost u lateralnom posteriornom parijetalnom korteksu, posebno ugaonom girusu, povezana sa pronalaženjem epizodnih detalja (Johnson et al., 2013; Hutchinson et al. 2014). Nedavno su studije otkrile da kortikalne regije izvan hipokampusa također mogu doprinijeti razdvajanju uzoraka (Reagh i Yassa, 2014; Leal i Yassa, 2018). Na primjer, nedavni rad naše grupe pokazao je da je peririnalni korteks (PRC), dio ventralnog "šta" toka koji se projicira na hipokampus, uključen tokom mnemoničke diskriminacije sličnih objekata (Reagh i Yassa, 2014).

Koristeći dobro validiran zadatak diskriminacije predmeta koji je modificiran tako da uključuje komponentu izvorne memorije, prethodni rad u našoj laboratoriji je pokazao da se ispravne prosudbe izvorne memorije mogu pojaviti u odsustvu odvajanja uzoraka (tj. lažnih alarma), što ukazuje da ovi procesi, za koje se pretpostavlja da zavise od detaljnih hipokampalnih reprezentacija, barem su bihevioralno razdvojivi (Kim i Yassa, 2013). Međutim, nije poznat stepen u kojem ovi procesi proizvode različite ili preklapajuće signale u hipokampalnim podregijama i kortikalnim područjima. Ova studija koristila je fMRI visoke rezolucije (1,8 mm sa skorom pokrivenošću cijelog mozga) za simultanu procjenu hipokampalnog podpolja i kortikalne aktivnosti tokom diskriminacije sličnih predmeta mamaca i prosuđivanja izvorne memorije za ove predmete. Prethodne fMRI studije su uočile da je aktivnost u DG/CA3 regiji tokom pravilnog odbijanja sličnih mamaca jednaka onoj kod novih folija (Bakker et al., 2008). Ovaj obrazac aktivnosti je u skladu sa signalom odvajanja uzoraka u tome što se slični predmeti tretiraju kao novi predmeti i ne izazivaju potiskivanje ponavljanja (tj. fMRI adaptaciju) uočeno za identična ponavljanja. Predvidjeli smo da ćemo vidjeti ovaj signal razdvajanja uzoraka u DG/CA3 tokom ispravnog odbijanja sličnih varalica, dok će druge podregije hipokampusa (CA1 i subikulum) biti osjetljive na izvornu memoriju (viši nivoi aktivnosti za tačan izvor u odnosu na netačan izvorne presude). Budući da smo dobili skoro cijeli mozak fMRI pokrivenost, također smo bili u mogućnosti da ispitamo koje regije izvan hipokampusa pokazuju disociranu ili preklapajuću separaciju uzoraka i signale izvorne memorije.

Cistanche može poboljšati pamćenje

Materijali i metode

Subjekti

Trideset i jedna zdrava osoba je prvobitno regrutovana za studiju sa Univerziteta Kalifornije u Irvineu i šire zajednice okruga Orange. Od ovog početnog uzorka, jedan je isključen zbog kvara opreme na skeneru, jedan je isključen zbog preranog povlačenja iz eksperimenta, dva su isključena zbog performansi na razini slučajnosti na najmanje jednom uvjetu zadatka, a dva su isključena zbog pretjeranog kretanje tokom skeniranja. Ovo je dalo konačni uzorak od 25 ispitanika uključenih u naše analize (17 žena, raspon starosti 18 – 29 godina, prosjek 20,6 godina, SD 2,47 godina). Svi subjekti su testirani na neurološka stanja (npr. povijest moždanog udara ili mentalne bolesti), nedostatak sna i glavne simptome depresije (preko Beckovog popisa depresije) prilikom zapošljavanja. Subjekti su dali pismeni informirani pristanak nakon institucionalnog odbora za reviziju Univerziteta Kalifornije u Irvineu i dobili su naknadu za svoje učešće.

Zadatak

Zadatak je prilagođen iz našeg prethodnog rada (Kim i Yassa, 2013) i optimiziran za upotrebu u MRI skeneru (slika 1A). Učesnici su prvo završili usputnu fazu istraživanja u kojoj se 226 uobičajenih objekata pojavilo na jednoj od četiri pozicije na ekranu u trajanju od 3 s (interstimulusni interval od 1 s), a imali su zadatak da naznače hoće li se svaki objekt češće nalaziti u zatvorenom ili na otvorenom. Ekran je podijeljen u četiri jednaka kvadranta, a objekti su se pojavljivali u jednoj od četiri pozicije (randomizirani po stimulansu postavljenom za svakog subjekta). Nakon faze studije, sprovedena je faza ispitivanja iznenađenja koja se sastojala od 300 ispitivanja. Od 300, 74 predmeta su bila potpuno nova (folije), 74 su bila identična proučavanim objektima (metama), a 150 je bilo sličnih, ali ne i identičnih proučavanim objektima (varalicama). Kao i faza proučavanja, objekti su se pojavljivali na ekranu na 3 s, a subjekti su imali zadatak da procijene da li je svaki objekt "star", "sličan" ili "nov" (što odgovara meti, mamcima, odnosno folijama). Osim toga, nakon ocjene predmeta, učesnici su završili procjenu izvorne memorije. Ako su sudionici odabrali "staro" ili "slično", nakon kašnjenja, bili su upitani ekranom koji prikazuje numerisane kvadrante i dato im je 3 s da odaberu kvadrant u kojem su vidjeli originalni objekt. U slučaju mamaca, subjektima je jasno stavljeno do znanja da je izvorna procjena proučavanog predmeta kojem je mamac sličan (što dovodi do stanja u kojem se pretpostavlja da je došlo do razdvajanja uzorka, kao i kontekstualnog pronalaženja memorije). Ako su sudionici odabrali "novo" umjesto kvadrantne prosudbe, od njih se tražilo da navedu jesu li "sigurni" ili "nesigurni" u svoju prosudbu (u našim analizama nismo pravili razliku između ovih konkretnih sudova, već smo uključili samo sljedeće - za folije kako bi odgovarale vremenu potrebnom prema procjenama izvora u ogledima mete i mamaca). Odgovori su davani pritiskom na dugme, a ikone na ekranu koje odgovaraju svakom dugmetu bile su osvetljene crvenom bojom kada se pritisnu kako bi se pomoglo u mapiranju učesnika na njihove željene odgovore.

MRI

akvizicija Neuroimaging podaci su prikupljeni na 3.0 Tesla Philips Achieva skeneru, koristeći 32-kodirajući kalem osjetljivosti kanala u Neuroscience Imaging Centru na Univerzitetu Kalifornije u Irvineu. 3D MP-RAGE strukturno skeniranje visoke rezolucije (0.75 mm izotropni vokseli) dobijeno je na početku svake sesije: TR 11 ms, TE 4,43 ms, 200 kriške, 0,75 mm izotropne, FOV 231 240 150. fMRI skeniranja sastojala su se od T2*-ponderisane EPI sekvence koristeći BOLD kontrast: TR 3000 ms, TE 26 ms, ugao preokreta 70 stepeni, 43 preseka, 1,8 1,8 mm rezolucija u ravni, 1,8 mm debljina stabljike sa razmakom od 0,2 mm, FOV 180 77,4 180. Rezovi su dobijeni kao djelomični aksijalni volumen i bez pomaka ili uglova, što je rezultiralo skorom pokrivenošću cijelog mozga. Nabavljena su četiri početna "lažna skeniranja" kako bi se osigurala stabilizacija T1 signala. Ukupno je napravljeno 6 funkcionalnih ciklusa za svakog učesnika: 2 faze istraživanja i 4 faze ispitivanja. Svaki ciklus ispitivanja trajao je 387 s (123 dinamike), a svaki test je trajao 468 s (150 dinamike).

MRI prethodna obrada i segmentacija ROI

Svi podaci neuroimaginga su prethodno obrađeni i analizirani korištenjem Analize funkcionalnih neuroslika (AFNI, verzija 17.2.00) (Cox, 1996) na GNU/Linux i Mac OSX platformama. Analize su se uglavnom odvijale slijedeći standardizirani afni{4}}proc.py cjevovod. EPI-ji su ispravljeni za kretanje (3dvolreg) i vrijeme isječka (3dTshift), maskirani da se isključe vokseli izvan mozga (3dautomask), i izglađeni (3dmerge) korištenjem 2.{{1{18}}}} mm Gaussovog FWHM kernela . Parametri korekcije pokreta su sačuvani u tekstualne datoteke za kasniju upotrebu u linearnoj regresiji (pogledajte analizu MRI podataka). Svaka vožnja je također bila prezrena kako bi se dodatno smanjio utjecaj kretanja na podatke (3dDespike). Funkcionalni skenovi su bili usklađeni sa MP-RAGE-om (align_epi_anat.py) svakog subjekta bez lobanje. Koristili smo napredne alate za normalizaciju da umotamo strukturno skeniranje svakog učesnika u naš prilagođeni interni izotropni šablon visoke rezolucije 0.75 mm koristeći SyN nelinearnu registraciju (Avants et al., 2011). Parametri iz ovih iskrivljavanja korišteni su za iskrivljenje funkcionalnih skeniranja u prostor šablona za grupne analize ROI. Maske su ponovo uzorkovane kako bi odgovarale rezoluciji izglađenih fMRI podataka (2,0 mm izotropno) i dodatno su maskirane kako bi se isključili djelomično uzorkovani vokseli unutar i poprečno (3dcalc). Konačno, normalizirali smo podatke na globalnu srednju vrijednost unutar ciklusa (3dcalc) tako da koeficijenti koji slijede odražavaju procentualne promjene u odnosu na početnu liniju.

Definisali smo ROI hipokampusa na osnovu naših utvrđenih protokola (npr. Yassa et al., 2010; Reagh i Yassa, 2014) (slika 2). Ukratko, segmentacija hipokampalnih potpolja je sprovedena prema SY protokolu koji su objavili Yushkevich et al. (2015.) koristeći naš prilagođeni grupni predložak visoke rezolucije, iako je granica CA1-subikuluma ažurirana kako bi odražavala nedavne napore na harmonizaciji protokola segmentacije hipokampusa (Wisse et al., 2017.). Kao iu prethodnim studijama (Reagh et al., 2017.), segmentirali smo prednje naspram stražnje dijelove hipokampalnih potpolja dajući hipoteze o specifičnoj uključenosti stražnjeg medijalnog temporalnog režnja (MTL) u kontekstualnu memoriju (Ranganath i Ritchey, 2012). Ova podjela je postavljena na rez neposredno iza vrha uncal, tako da se naš "prednji" dio hipokampusa odnosi specifično na glavu hipokampusa, dok se "posteriorni" dio odnosi na tijelo i rep. ROI ugaonog girusa je definisan kao inkluzivni ROI sa središtem na ugaonom girusu, ali uključujući susedne regione zadnjeg parijetalnog korteksa.

Dizajn eksperimenta i statistička analiza

Bihevioralne analize. Statističke analize su obavljene pomoću GraphPad Prism 8.1.2. Ispitivanja su klasifikovana prema stavci (stari, slični, novi) i izvornoj proceni (izvor tačan i izvor netačan), a izračunat je udio odgovora za svaku vrstu ispitivanja. Da bismo testirali efekte ponašanja, izveli smo ANOVA-u ponovljenih mjera za mete i mamce s odgovorom na stavku (stari i slični) i izvornom memorijom (izvor ispravan i izvor netačan) kao faktori unutar subjekta. Post hoc t-testovi su izvedeni korištenjem Holm-Sidakovog testa višestrukog poređenja kako bi se ispitale značajne interakcije.

MRI metode. U analize su uključeni samo podaci o preuzimanju. Konstruisali smo GLM sa regresorima za pogotke u mete, ispravnim odbijanjem (LCR) i lažnim alarmima (LFA) sa ispravnim i netačnim odgovarajućim procenama izvora, kao i sprečavanjem ispravnih odbijanja (urušavanje u proceni poverenja). Lažni alarmi za sprečavanje, promašaji mete, promašaji mamaca i pokušaji bez odgovora su srušeni u regresor nezainteresovanosti s obzirom na njihovu rijetkost i poteškoće u pogledu interpretacije. Dodatno smo uključili regresore za šest vektora kretanja izvedenih iz koraka preprocesiranja korekcije kretanja (x, y, z, pitch, roll, yaw). GLM je vođen u AFNI koristeći 3dDeconvolve. Dekonvolucija hemodinamskog odgovora urađena je korištenjem šatorskih funkcija koje pokrivaju početak stimulusa do 15 s nakon početka sa 6 funkcija procjene raspoređenih u ovom vremenskom prozoru. Parametri kretanja su uneti u model kao eksplicitni regresori da bi se smanjio uticaj kretanja glave na procene parametara u vezi sa zadatkom, a pokušaji bez odgovora su uneti da bi se isključila ova dvosmislena ispitivanja od uticaja na ostatke modela. Dodatno, vektori koji modeliraju vremenski drift uneseni su kao regresori koji pokrivaju polinome prvog, drugog i trećeg reda. U generiranju naših procjena odgovora za naše uslove od interesa, eksplicitno smo oduzeli nova odbijanja folije kao osnovno stanje. Ukratko, ovo daje tumačenje da su odstupanja od osnovne linije vjerovatno uzrokovana memorijom. Za sve funkcionalne serije, TR s kretanjem koje prelazi 0.5 mm pomaka okvira (ali ispod našeg praga isključenja od 3 mm) su cenzurirani iz analiza, kao i neposredno prethodni i sljedeći TR. Konačno, globalni signal iz ventrikula i bijele tvari isključen je iz voksela sive tvari pomoću ANATICOR-a (Jo et al., 2010). Ove procedure "pročišćavanja podataka" korištene su da se u najvećoj mogućoj mjeri isključe efekti pokreta glave na profile aktivacije (Power et al., 2012).

Konačni ponderi uneseni u analizu drugog nivoa sastoje se od prosjeka prve tri funkcije procjenitelja (ciljane da obuhvate vrhunac BOLD odgovora). ROI analize. Za naše analize ROI, ponderi su pretvoreni u procentualne promjene u odnosu na početnu vrijednost, a zatim izvučeni iz a priori ROI (3dmaskave). Statističke analize su obavljene korištenjem GraphPad Prism 8.1.2 i SPSS 26.0 (IBM). Dvosmjerne ANOVA s ponovljenim mjerama s razlikovanjem mamaca (LCR i LFA) i izvornom memorijom (tačnim i netačnim) kao faktorima unutar subjekta korištene su za ispitivanje efekata u hipokampalnim i neokortikalnim ROI. Za regije u kojima se aktivnost razlikuje po hemisferama, desna i lijeva hemisfera razmatrane su odvojeno. Za regione u kojima je aktivnost bila veoma konzistentna (npr. zadnji DG/CA3 i ugaoni girus), podaci su kolabirani po hemisferama. Da bismo direktno uporedili uočeno razdvajanje hipokampalnog uzorka i efekte izvorne memorije, pretvorili smo kvadratni koren parcijalnog μ 2 za diskriminaciju mamca i efekte izvorne memorije u Fisherov z . Zatim smo Z-skodirali razliku u ovim vrijednostima u podregijama (npr. Z rezultat Fisherovog z (mamac) u DG/CA3 μ Fisherov z (mamac) u CA1). Korekcija Holm-Sidaka preko hipokampalnih potpolja (n 12) korištena je da se ispita koji hipokampalni efekti su preživjeli višestruku korekciju poređenja. Za regije u kojima smo uočili glavni učinak diskriminacije mamaca, izvršili smo t-testove u jednom uzorku upoređujući aktivnost za LCR s baznom linijom (ispravna odbacivanja folije). U regijama u kojima aktivnost nije bila u skladu sa predviđenim izvornim memorijskim signalima razdvajanja uzoraka, u analizu su uključeni ciljevi cilja. Za ove regije, izvedene su dvosmjerne ANOVA s ponovljenim mjerenjima sa memorijom stavke (LCR, LFA i pogoci cilja) i izvornom memorijom (tačnim i netačnim) kao faktorima unutar subjekta. Post hoc t-testovi koji koriste Holm-Sidakov test višestrukog poređenja korišteni su za testiranje glavnih efekata memorije predmeta.

Voxelwise analize. Pored našeg pristupa zasnovanog na ROI zasnovanom na hipotezama, ispitali smo istraživačke funkcionalne mape skoro cijelog mozga diskriminacije mamaca i glavnih efekata povezanih s izvorom, kao i područja preklapanja koristeći AFNI, verzija 17.2.00. Da bismo to uradili, uneli smo koeficijente svakog subjekta u ANOVA ponovljenih merenja (3dANOVA3), sa diskriminacijom mamaca (LCR i LFA) i izvornom memorijom (tačnim i netačnim) kao fiksnim faktorima unutar subjekta, a subjektima kao slučajnim faktorom. Značajne aktivacijske mape su prilagođene za višestruka poređenja korištenjem korekcije stope grešaka u porodičnom smislu, sa minimalnim opsegom od 46 susjednih voksela na pragu od p 0.05 (3dClustSim, nedavno ažuriran za rješavanje neželjene inflacije). Za vizualizaciju, mi smo binarizirali značajne F-statističke mape za pojedinačne efekte diskriminacije varalice i izvornu memoriju, a zatim ih kombinirali u jednu kartu koristeći jednostavnu funkciju koraka (tj. vokseli efekta diskriminacije mamca dobili su vrijednost 1, vokseli efekta izvora dobili su vrijednost 2, a vokseli sa efektima preklapanja dobili su kombinovanu vrijednost 3).

Rezultati

Nalazi ponašanja

Prvo smo ispitali prosječan udio starih, sličnih i novih odgovora za svaki tip stimulusa (meta, mamac ili folija) (slika 1B). Sveukupno, subjekti su bili u mogućnosti da ispravno identificiraju mete kao stare (65 posto) i folije kao nove (69 posto), dok su predmeti varalice često pogrešno identificirani kao stari (36 posto) umjesto sličnih (49 posto). Ovaj obrazac ponašanja ukazuje na distribuciju LCR-a i LFA-a i replicira prethodne rezultate koristeći isti zadatak (Kim i Yassa, 2013). Zatim smo ispitali performanse u drugoj fazi prosuđivanja izvorne memorije. Proveli smo ANOVA-u ponovljenih mjerenja po odgovoru stavke (stari i slični) i izvornoj memoriji (izvor ispravan i izvor netačan) i za mete i za mamce. Za mete smo pronašli glavni efekat odgovora na stavku i izvornu memoriju, kao i interakciju (odgovor stavke: F(1,24) 53.4, p 1.5 10 μ 7, izvor: F(1,24 ) 5.7, p 0.3, interakcija: F(1,24) 16.6, 0.0004), sa više meta (ciljevi ispravno identificirani kao stari) nego što je bilo ciljeva pogrešno identificiranih kao sličnih i ispravnijih od netačnih procjena izvora. Post hoc t-testovi su pokazali da su subjekti češće donosili ispravne procjene izvorne memorije za pogotke meta (F(1,24) 5,7, p 0,02; izvor ispravan naspram netačan izvor: srednja razlika 0,14, p 0,05), što ukazuje da kada su subjekti imali precizniji prikaz ciljne stavke, oni su imali tendenciju da imaju bolju izvornu memoriju za tu stavku. Za mamce smo otkrili da postoji veća stopa tačnih odbijanja (mamci ispravno identificirani kao slični, LCR) od lažnih alarma (mamci pogrešno identificirani kao stari, LFA) (F(1,24) 4,8, p 0,04) (Slika 1C) , ali nema značajne razlike u broju tačnih i netačnih izvornih presuda (F(1,24) 3.14, p 0.09). Kritično je da ovi podaci repliciraju prethodne rezultate koji ukazuju na bihevioralno odvajanje između izvorne memorije i odvajanja uzoraka, pokazujući da se ispravne prosudbe izvorne memorije mogu dogoditi u odsustvu odvajanja uzoraka (tj. lažnih alarma) i da se odvajanje uzoraka na nivou stavke može dogoditi s neispravnim izvorom. prosudbe pamćenja.

Neuroimaging nalazi

Koristili smo fMRI visoke rezolucije (1,8 mm izotropni), omogućavajući akviziciju skoro cijelog mozga, da ispitamo regionalnu aktivnost uključenu tokom prosuđivanja memorije predmeta i izvora. Za svaki ROI, izvršili smo ANOVA-u ponovljenih mjerenja na predmetima mamaca s diskriminacijom mamaca (LCR i LFA) i izvornom memorijom (izvor ispravan i izvor netočan) kao fiksni faktori. Za regije u kojima smo uočili glavni efekat diskriminacije mamaca, radili smo t-testove upoređujući aktivnost za LCR sa osnovnom linijom (odbacivanje ispravnog folije). Slike 3 i 4 predstavljaju procentualne promjene u signalu za svaki od podregiona razmatranih u svim uslovima od interesa (LCR, LFA, ciljani pogoci, odvojeno za S i Sμ uslove).

Izrazito razdvajanje hipokampalnog uzorka i izvorni memorijski signali

Aktivnost u levom prednjem DG/CA3 i bilateralnom zadnjem DG/CA3 bila je veća za tačna odbacivanja od lažnih alarma, sa aktivnošću za tačna odbacivanja na nivou sa aktivnošću tačnih odbacivanja folije (tj. bazna linija) (sl. 3C,E,F; lijevo prednji DG/CA3: F(1,24) 6.9, p 0.016, t-test LCR naspram osnovne linije: t(24) 0.46, p {{ 21}}.65; stražnji lijevo DG/CA3: F(1,24) 5.426, p 0.029, t-test LCR naspram osnovne linije: t(24) 1.3, p {{ 38}}.22; desna stražnja DG/CA3: F(1,24) 1{{4{{50}}}}.6, p 0.0{ {80}}3, t-test LCR naspram osnovne linije: t(24) 0.35, p {{1{{107}}1}}.73 ). Ovaj obrazac aktivnosti je u skladu sa signalom odvajanja uzorka (slika 3A) po tome što se ispravno odbačeni mamci tretiraju kao da su novi predmeti (tj. pravilno odbacivanje folije), dok mamci pogrešno identificirani kao stari pokazuju potiskivanje ponavljanja. Aktivnost u desnom stražnjem CA1 bila je snažnije uključena za ispravne procjene izvora nego za netačne procjene izvora (slika 3J; desni stražnji CA1: F(1,24) 12,6, p 0,002), u skladu sa signalom izvorne memorije (slika 3B ). Postojao je i marginalni efekat izvora u desnom stražnjem subikulumu (F(1,24) 2,7, p 0,11; slika 3N). Ovi izvorni efekti su takođe uočeni kada su pogoci u mete uključeni u analizu (desni zadnji CA1: F(1,24) 18,8, p 0,0002; desni zadnji subiculum: F(1,24) 8,9, p 0,006). Da bismo direktnije uporedili razdvajanje uzoraka i izvorne efekte u podregijama, konvertovali smo parcijalni μ 2 u Fisherov z , a zatim smo Z-bodirali razliku u ovim vrijednostima u podregijama. Otkrili smo da je efekat razdvajanja uzorka bio neznatno veći u desnom stražnjem DG/CA3 (desni stražnji DG/CA3 mamac μ desni stražnji CA1 mamac Z razlika 1,8, p 0,07), te da je izvorni efekat bio neznatno veći u desnom stražnjem CA1 (desno stražnji DG/CA3 izvor μ desni stražnji CA1 izvor Z razlika μ 1,9, p 0,05). Sličan obrazac je pronađen kada se uporede efekti u lijevom prednjem i stražnjem DG/CA3 i CA1 (lijevi prednji DG/CA3 mamac μ desni stražnji CA1 mamac Z razlika 1,4, p 0,16; lijevi prednji DG/CA3 izvor μ desni stražnji CA1 izvor Z razlika μ 2,05, p 0,04; lijevo stražnji DG/CA3 mamac μ desni stražnji CA1 mamac Z razlika 1,2, p 0,2; lijevo stražnji DG/CA3 izvor μ desni stražnji CA1 izvor Z razlika μ 1,85, p 0,06). Efekat razdvajanja uzoraka u desnom stražnjem DG/CA3, kao i izvorni efekat u desnom stražnjem CA1, preživio je Holm-Sidak korekciju za višestruka poređenja u hipokampalnim podpoljima (n 12).

Signali familijarnosti i novosti u lijevom stražnjem CA1 i lijevom PHC Aktivnost u lijevom stražnjem CA1 i lijevom PHC-u pokazali su profile odgovora koji nisu bili u skladu sa predviđenim odvajanjem uzoraka ili signalima izvorne memorije ili interakcijom između njih dvoje. U lijevom stražnjem CA1, postojao je glavni efekat izvora; međutim, aktivnost za netačne izvorne prosudbe je bila veća nego za ispravne izvorne prosudbe (S μ ＝ S ) (F(1,24) 5.9, p 0.02). U lijevom PHC-u, postojao je glavni efekat diskriminacije mamaca, pri čemu je aktivnost za pravilno odbijanje mamaca veća nego za lažne alarme mamaca (F(1,24) 6.3, p 0.02). Međutim, aktivnost za pravilno odbijanje mamaca je povećana u odnosu na početnu liniju (LCR ＝ osnovna linija) (t(24) 2.5, p 0.02). Kao takvi, pogoci mete su uključeni u ANOVA-u kako bi se bolje ispitalo angažovanje ovih regiona tokom memorije prepoznavanja, što je rezultiralo ANOVA-om od 2 2 ponovljene mere sa memorijom stavki (LCR, LFA i pogoci cilja) i izvornom memorijom (ispravan izvor i izvor netačan) kao fiksni faktori. Kada su uključeni pogoci u metu, uočili smo efekat memorije stavke (slika 3I; F(2,48) 5.4, p 0.008) i izvora (F( 2,48) 6.2, p 0.02) u lijevom stražnjem CA1, s post hoc testovima koji pokazuju veću aktivnost za pogotke meta nego za LCR i LFA (LCR vs Hits: srednja razlika μ { {60}}.07, p 0.01; LFA vs Hits: srednja razlika μ 0,06, p 0,03). Ovaj obrazac aktivnosti mogao bi odražavati "signal familijarnosti" koji se često opaža u hipokampusu, s većom aktivnošću za prethodno viđene predmete nego za nove predmete (Reagh et al., 2014; Rutishauser et al., 2015). Lijevi PZZ pokazao je učinak obje stavke (slika 4E; F(2,48) 6,7, p 0,003) i izvora (F(1,24) 7,9, p 0,01), sa većom aktivnošću za tačna odbacivanja (LCR vs LFA : srednja razlika 0,08, p 0,01; LCR vs Hits: srednja razlika 0,1, p 0,004) i za netačne izvorne procjene. Iako je ova regija pokazala veću aktivnost za LCR nego za LFA, ovo ne prati standardni signal razdvajanja uzoraka koji se vidi u mnogim fMRI studijama, budući da aktivnost za ispravno odbacivanje mamaca nije bila jednaka onoj kod ispravnog odbijanja folije (LCR ＝ FCR). Umjesto toga, povećana aktivnost za privlačenje ispravnih odbijanja mogla bi odražavati posebno robusno signaliziranje noviteta u artiklu. Nesigurnost o izvoru informacija o predmetu mogla bi doprinijeti povećanju aktivnosti za ispitivanje netačnih izvora uočenih i u lijevom stražnjem CA1 i lijevom PHC.

Voxelwise analysis

Da bismo identificirali regije u kojima bi moglo doći do preklapajućih efekata diskriminacije mamca i izvorne memorije koji su bili izvan naših a priori ROI-a, sproveli smo istraživačku analizu voksela. Proveli smo ANOVA-u s ponovljenim mjerama s razlikovanjem mamaca (LCR vs LFA) i izvornom memorijom (izvor ispravan nasuprot netačan izvor) kao fiksnim faktorima. Slika 5 prikazuje skupove voksela koji su pokazali glavni učinak diskriminacije mamaca (crveno) ili izvora (plavo), kao i voksele koji su pokazali glavni učinak i diskriminacije mamaca i izvora (zeleno). Ova analiza otkrila je tri glavne teme. Prvo, aktivnost vezana za privlačenje diskriminacije dovela je do snažne aktivnosti u ventralnom vizualnom toku i prednjem MTL-u, posebno u prednjem hipokampusu i PRC-u. Suprotno tome, aktivnost povezana s izvornom memorijom pokretala je aktivnost u regijama kao što su mPFC, retrosplenijalni korteks i ugaoni girus, koji su često bili uključeni u izvornu memoriju (Ranganath i Ritchey, 2012; Johnson et al., 2013; Hutchinson et al., 2014. ). Dodatno, efekti izvorne memorije bili su uglavnom prisutni u stražnjem MTL-u, uključujući hipokampus i PHC. Drugo, iako je to bilo manje očigledno u našim analizama zasnovanim na ROI, čini se da diskriminacija mamca i izvorni efekti pokazuju iznenađujući stepen lateralnosti u MTL-u. Pored anteriorno-posteriornih disocijacija, aktivnost vezana za mamce u MTL-u bila je više lijevo-lateralizirana, dok je aktivnost vezana za izvorno pamćenje bila više desno-lateralizirana. Treće, uprkos nekim zajedničkim vokselima u retrosplenijalnom korteksu, prekuneusu i desnom kutnom girusu, diskriminacija mamca i mape aktivnosti izvorne memorije su se iznenađujuće ne preklapale. Ovo je posebno upečatljivo s obzirom na mnoge voksele vođene mamcem ili izvorom koji su susjedni, ali nisu zajednički.

Cistanche dodatak:poboljšati pamćenje

Diskusija

Opisujemo fMRI studiju visoke rezolucije dizajniranu da istovremeno testira izvornu memoriju i odvajanje uzoraka i da procijeni hipokampalno potpolje i neokortikalni doprinos ovim procesima. Replicirajući naš prethodni rad na ponašanju, otkrili smo da se ispravne prosudbe izvorne memorije mogu pojaviti u odsustvu razdvajanja obrazaca (i obrnuto), što ukazuje da su ovi procesi bihevioralno razdvojivi. Također smo otkrili disocijaciju u profilima signala povezanim s ovim procesima, s hipokampalnim podpoljima i kortikalnim ROI koji pokazuju u velikoj mjeri efekte koji se ne preklapaju. Ni u jednom od testiranih regija nije uočena interakcija između izvorne memorije i diskriminacije mamaca. Ovi nalazi sugeriraju da, iako izvorno pamćenje i razdvajanje uzoraka doprinose detaljnom epizodnom pamćenju, a oba ovise o hipokampusu, ovi procesi su podržani različitim neuronskim mehanizmima.

Kao što je i bilo predviđeno, uočili smo signal u DG/CA3 koji je u skladu sa razdvajanjem uzoraka, sa aktivnošću za LCRs većom nego za LFA i na nivou aktivnosti za nove folije. Ovo je u skladu sa predloženom ulogom ovog regiona u ortogonalizaciji ulaznih podataka koji se preklapaju. Uočili smo izvorni memorijski signal u desnom stražnjem CA1 i desnom stražnjem subikulumu, u skladu s prethodnim studijama koje pokazuju povećanu aktivnost pri pronalaženju za ispravne prosudbe asocijativnog pamćenja u ovim regijama (Eldridge et al., 2005; Viskontas et al., 2009; Stevenson et al., 2018). Nijedno hipokampalno podpolje nije pokazalo efekte preklapanja diskriminacije mamaca i izvorne memorije ili značajne interakcije.

Napominjemo da je naš metod testiranja mnemoničke diskriminacije i prateći nedostatak adaptacije BOLD odgovora kao odgovor na slične stavke indirektna mjera razdvajanja obrazaca. Pored toga, uprkos uočenoj disocijaciji u profilima signala u potpoljima hipokampusa, ovi podaci ne bi trebalo da se sugerišu da ovi regioni nisu uključeni i u izvornu memoriju i u procese razdvajanja uzoraka. Postoji mnogo dokaza koji ukazuju na to da DG/CA3 regija podržava izvornu memoriju kada postoji preklapanje između stavki i njihovog povezanog konteksta (npr. parkiranje automobila na istoj parceli svaki dan). Uz to, dugo se smatralo da je podregija CA3 uključena u dovršavanje obrasca ili pronalaženje pridruženih informacija kada su predstavljene djelomičnim znakom (O'Reilly i Norman, 2002; Kumaran et al., 2016). Smatra se da je ovaj proces kritičan za izvornu memoriju (npr. gledanje stavke može pokrenuti pronalaženje lokacije te stavke). Smatra se da CA1 podržava odvajanje uzoraka tako što povezuje predstave razdvojene uzorkom u CA3 nazad sa ulaznim uzorcima u entorhinalnom korteksu (Norman, 2010). CA1 također može doprinijeti mnemoničkoj diskriminaciji djelujući kao detektor "nepodudarnosti" signalizirajući neslaganja između dohvaćenog originalnog predmeta i varalice (Duncan et al., 2012). Kako subiculum služi kao glavni izlaz hipokampusa, ova regija će vjerovatno biti uključena u mnoge procese zavisne od hipokampusa, uključujući izvornu memoriju i odvajanje uzoraka. Shodno tome, smatramo da se i izvorna memorija i odvajanje uzoraka oslanjaju na složene hipokampalne krugove, a ne na različite regije. Zaista, nedavna studija Libby et al. (2018) su otkrili da obrasci hipokampalne aktivnosti diskriminiraju slične stavke i sličan kontekst, ali su generalizirani na slične stavke u kontekstu, sugerirajući složene interakcije. Međutim, disocirani signali izazvani izvornom memorijom i odvajanjem obrazaca u ovoj studiji ukazuju na to da se ovi procesi mogu oslanjati na različite neuronske mehanizme koji se mogu identificirati kada se dva procesa suprotstave jedan protiv drugog u eksperimentalnom dizajnu.

Ova disocijacija je također uočena izvan hipokampusa, pri čemu su PHC i ugaoni girus pokazali povećanu aktivnost za ispravne procjene izvora (bez signala odvajanja uzorka), a PRC je pokazao signal odvajanja uzorka (bez signala izvorne memorije). Ovaj obrazac aktivnosti je u skladu sa dobro utvrđenom ulogom PZZ u prostornoj/kontekstualnoj obradi i ulogom ugaonog girusa u pronalaženju epizodnih detalja. Kao dio ventralnog "šta" toka, PRC je odavno poznat po tome što je uključen u prepoznavanje predmeta. Nedavni rad naše grupe koji koristi sličan zadatak pokazao je da je ova regija uključena tokom mnemoničke diskriminacije sličnih objekata (Reagh i Yassa, 2014). Trenutni rezultati repliciraju ovaj efekat, dodajući sve većoj literaturi koja ispituje efekte poput razdvajanja uzoraka u kortikalnim područjima (Reagh i Yassa, 2014; Kent et al., 2016; Pidgeon i Morcom, 2016). Smatra se da je PRC uključen u složene perceptivne diskriminacije, što može doprinijeti kasnijoj mnemoničkoj diskriminaciji (Barense et al., 2011). Ovi rezultati su također u skladu s reprezentativno-hijerarhijskim modelom, koji smatra da PRC predstavlja složene karakteristike predmeta za koje je manje vjerovatno da će se dijeliti među sličnim stavkama i, kao takvi, mogu riješiti smetnje između ovih stavki (Kent et al., 2016.) . Iako ovo možda ne odražava razdvajanje obrazaca u tradicionalnom smislu računskih modela, ono predstavlja način diskriminacije među ulazima koji se preklapaju. Disocijacija između izvorne memorije i signala razdvajanja uzoraka dodatno je potkrijepljena analizom po vokselima, koja je otkrila da se, osim nekih zajedničkih voksela u stražnjim kortikalnim područjima, aktivnost vezana za privlačenje diskriminacije i izvorne memorije uglavnom nije preklapala.

Iako smo pokušali da interpretiramo rezultate u okviru naših hipoteza, ne možemo isključiti mogućnost da su drugi faktori mogli doprinijeti uočenom obrascu rezultata. Budući da je naša eksperimentalna paradigma koristila slične objekte da oporezuje odvajanje uzoraka i prostornu lokaciju za testiranje izvorne memorije, jedno alternativno tumačenje je da bi uočeno razdvajanje uzorka i efekti izvorne memorije mogli odražavati objektnu naspram prostorne obrade, respektivno. Međutim, ovo tumačenje ne objašnjava zašto uočeni efekti odgovaraju specifičnom profilu odgovora koji je ocrtan našim predviđenim signalom odvajanja uzorka, sa aktivnošću za tačna odbacivanja većom nego za lažne alarme i jednaku onoj kod tačnih odbijanja folije. Osim toga, ako je ovaj efekat vođen isključivo obradom objekata, a ne razdvajanjem šablona, ​​ne bismo nužno očekivali da ćemo vidjeti ovaj efekat u DG/CA3 jer prepoznavanje objekata često ne uključuje hipokampus. Nasuprot tome, prepoznavanje objekata u slučaju smetnji, navodno odvajanje uzoraka, uključuje DG/CA3, sugerirajući da je to ono što pokreće uočene efekte u ovoj regiji. Disocijacija uočena u PRC-u i PHC-u je u skladu sa objektnom naspram prostorne interpretacije, pošto je poznato da su ovi regioni uključeni u objektnu i prostornu obradu, respektivno. Međutim, pošto se pokazalo da DG/CA3 odgovara i na objektnu i na prostornu obradu, specifičnost domena ne objašnjava jasno uočeni obrazac rezultata. Buduće studije bi mogle koristiti različite tipove razdvajanja obrazaca ili izvornih sudova kako bi se utvrdilo da li su uočeni fenomeni specifični za objektnu/prostornu obradu ili se generaliziraju kroz modalitete.

Druga mogućnost je da su odvajanje uzoraka i efekti izvorne memorije mogli biti vođeni kodiranjem naspram preuzimanja, budući da bi ispravno odbacivanje sličnih mamaca moglo uključivati ​​relativno više procesa vezanih za kodiranje. Međutim, kodiranje i pronalaženje su vrlo dinamični procesi, a kombinacija procesa kodiranja i preuzimanja doprinosi i diskriminaciji predmeta i izvornoj memoriji. Na primjer, ispravno odbacivanje sličnih mamaca vjerovatno uključuje strategiju "opoziv za odbijanje". Treća mogućnost je da su odvajanje uzoraka i efekti izvorne memorije mogli biti vođeni razdvajanjem uzorka i dovršenjem uzorka, budući da prosudbe izvorne memorije uključuju pronalaženje prostorne lokacije na osnovu djelomičnog znaka (stavke). Međutim, razdvajanje šablona i dovršavanje šablona se međusobno ne isključuju i, slično procesima kodiranja i preuzimanja, verovatno su uključeni u sve naše različite tipove ispitivanja. Na primjer, mogli bismo tvrditi da diskriminacija prema predmetu također uključuje dovršavanje obrasca budući da ova ispitivanja vjerovatno uključuju strategiju "opoziv za odbijanje", kao što je gore navedeno. Kao takvo, ni kodiranje u odnosu na pronalaženje, ni razdvajanje uzorka nasuprot dovršetku uzorka ne objašnjavaju jasno uočeni obrazac rezultata.

Efekti izvorne memorije bili su uglavnom prisutni u stražnjem MTL-u, uključujući stražnji hipokampus i PHC, u skladu s nedavnim teorijama koje uključuju ovu regiju kao dio visoko povezane stražnje mreže za koju se smatra da je uključena u kontekstualnu i prostornu obradu, uključujući kutni girus i retrosplenijalni korteks (Ranganath i Ritchey, 2012). Zanimljivo je da su efekti razdvajanja uzoraka bili prisutni i na prednjem i na stražnjem DG/CA3. Dok su neke teorije povezivale prednji hipokampus sa više kursa, pamćenja zasnovanog na suštini, kao što su primetili Poppenk et al. (2013), ovo bi moglo odražavati neujednačenu distribuciju DG/CA3 potpolja duž duge ose hipokampusa, pri čemu stražnji hipokampus ima veći omjer DG/CA3 u poređenju sa drugim potpoljima. Naši rezultati sugeriraju da, barem unutar DG/CA3, i prednji i stražnji hipokampus podržavaju detaljno epizodno pamćenje.

Ovi rezultati ističu vrijednost testiranja više aspekata epizodnog pamćenja u jednoj eksperimentalnoj paradigmi. Iako izvorna memorija i odvajanje uzoraka angažuju hipokampus, istovremeno testiranjem oba procesa mogli smo da uočimo da li se i gdje aktivnost povezana s ovim procesima preklapa i/ili djeluje. Ovdje smo otkrili da izvorna memorija i odvajanje uzoraka izgleda koriste različite mehanizme. Ova disocijacija može objasniti zašto ljudi mogu imati vrlo jasno pamćenje konteksta, ali pogrešno identificirati određene ljude ili predmete. Buduće studije mogu ispitati okolnosti pod kojima izvorno pamćenje i razdvajanje obrazaca mogu biti u interakciji.

poboljšati pamćenjecistanche