Prefrontalna transkranijalna stimulacija istosmjernom strujom globalno poboljšava učenje, ali ne potencira selektivno prednosti ciljane reaktivacije pamćenja na konsolidaciji budnog pamćenja 1. dio

sažetak:

Ciljana reaktivacija memorije (TMR) i transkranijalna stimulacija jednosmernom strujom (tDCS) mogu poboljšati konsolidaciju memorije. Trenutno nije poznato da li TMR pojačan simultanim DCS ima superiornu efikasnost.

Uz kontinuirani napredak tehnologije, istraživanje pamćenja postaje sve dublje. Među ovim studijama, ciljana reaktivacija pamćenja postala je tema od velikog interesa.

Ciljana reaktivacija memorije odnosi se na vođenje mozga da reaktivira određenu memoriju u određenom vremenskom intervalu kroz određene metode, čime se poboljšava pamćenje. Princip ove metode je da se ljudsko pamćenje postepeno jača i konsoliduje nakon višestrukih vraćanja i reaktivacija. Kroz ciljanu reaktivaciju pamćenja, mozak će je ponovo obraditi kao da ponovo uči informaciju, čime će ojačati pamćenje.

Ciljana reaktivacija pamćenja ima širok spektar primjena, uključujući poboljšanje učenja i liječenje poremećaja pamćenja. Mnoga istraživanja su pokazala da za učenike ciljana reaktivacija pamćenja može efikasno pomoći da zapamte materijale kursa i promovira njihov napredak u učenju. U isto vrijeme, za starije osobe, ciljana reaktivacija pamćenja također može pomoći u liječenju blagog kognitivnog oštećenja i poboljšati njihovo pamćenje i kvalitetu života.

Međutim, treba napomenuti da ciljana reaktivacija memorije nije lijek za sve. Ne pomaže mnogo kod dugo zaboravljenih sjećanja i ne može u potpunosti zamijeniti uobičajene metode učenja i pamćenja. Osim toga, ciljana reaktivacija pamćenja samo je jedan od smjerova trenutnih istraživanja i moramo nastaviti provoditi dublje istraživanje kako bismo bolje shvatili njegovu primjenu.

Sve u svemu, ciljana reaktivacija memorije je obećavajuća metoda poboljšanja pamćenja koja nam pruža izvodljivo rješenje za bolje pamćenje i učenje. Kada naiđemo na poteškoće u učenju, možemo aktivno isprobati neke naučne metode kako bismo sebi pomogli da učimo i bolje pamtimo. Vjerujem da sve dok smo voljni da pokušavamo i učimo, možemo postati pametniji i bolji! Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanche deserticola dolazi od višestrukih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

U ovoj studiji smo istraživali komplementarni učinak TMR-a i bilateralnog tDCS-a na konsolidaciju emocionalno neutralnih i negativnih deklarativnih sjećanja. Učesnici su naučili neutralne i negativne parove riječi. Svaki par riječi predstavljen je anemocionalno kompatibilnim zvukom.

Nakon učenja, učesnici su proveli 20-minutni interval zadržavanja budni pod četiri moguća uslova: (1) sam TMR (tj. ponavljanje 50% povezanih zvukova), (2) TMR u kombinaciji sa anodnom stimulacijom lijevog DLPFC, (3) TMR u kombinaciji sa anodalnom stimulacijom desnog DLPFC i (4) TMR sa lažnim tDCS. Rezultati su pokazali selektivno poboljšanje pamćenja za reproducirane stimuluse u uslovima samo TMR i TMR lažnim, što potvrđuje specifičan efekat TMR-a na pamćenje.

Međutim, pamćenje je poboljšano na višim nivoima za sve naučene predmete (bez obzira na TMR) u uslovima TMR-anodnog desnog i TMR-anodnog lijevog tDCS-a, što sugerira da korisni efekti tDCS-a zasjenjuju specifične efekte TMR-a. Emocionalno negativna sjećanja nisu modulirana polaritetom hemisfere tDCS.

Zaključujemo da električna stimulacija DLPFC-a tokom perioda nakon učenja globalno koristi konsolidaciji memorije, ali ne potencira specifične prednosti TMR-a.

Ključne riječi: memorija; emocija; ciljana reaktivacija memorije; transkranijalna stimulacija jednosmernom strujom.

1. Uvod

Konsolidacija memorije je proces kojim se novi i krhki tragovi memorije progresivno transformišu u robusnije reprezentacije [1]. Konsolidacija je možda podržana izvanmrežnom (tj. nakon stvarne prakse u fazi učenja) ponavljanjem neuronske aktivnosti koja podstiče procese učenja [2]. Potvrđujući ovu hipotezu, studije na životinjama i ljudima dokazale su ponovno uspostavljanje moždane aktivnosti povezane s učenjem tokom vanmrežnih perioda nakon treninga, i kada ste budni [3–6] i tokom spavanja [7–12].

Nekoliko studija je prijavilo bolju konsolidaciju u deklarativnom pamćenju nakon spavanja od budnosti, što je uglavnom povezano s pokretanjem moždane aktivnosti povezane s učenjem tokom sporovalnog sna (SWS; za preglede vidjeti, npr., [13–16]), druge su pokazale da je tihi post- budnost učenja takođe može imati koristi od konsolidacije pamćenja (npr. [4–6,17–21]).

Na primjer, pokazalo se da je pamćenje za priče bolje nakon 10 minuta provedenih u budnom stanju mirovanja (tj. učesnik nije aktivno uključen ni u jedan zadatak) nego nakon ekvivalentnog perioda provedenog u aktivnom budnom stanju (npr. igranje nepovezane igre) [ 18].

U određenoj mjeri, neuronski oscilatorni mehanizmi uključeni u formiranje memorije u budnom stanju mogu imati sličnosti sa snom [22]. U skladu s tim, Tambini i kolege [20] su otkrili da poboljšana hipokampalno-kortikalna koordinacija tokom budnog odmora nakon učenja predviđa performanse pamćenja.

Nadalje, povećana spora oscilatorna aktivnost (1 Hz) i smanjena alfa (8-12 Hz) aktivnost tokom tihog odmora budnih perioda bile su povezane s poboljšanjem pamćenja za naučene priče, što sugerira da spore oscilacije u budnom stanju mogu promovirati dijalog između hipokampalnih i kortikalnih regija [23]. , kao tokom spavanja [2].

Stoga, budnost nakon treninga u mirovanju može poboljšati performanse pamćenja ne samo smanjenjem tekućih smetnji već i pružanjem neuralne sredine koja favorizira interakcije između subkortikalnih hipokampalnih područja i kortikalnih regija koje podstiču konsolidaciju pamćenja, uključujući prefrontalne oblasti [5].

Ciljana reaktivacija pamćenja (TMR), tj. prezentacija znakova vezanih za učenje tokom perioda van mreže nakon učenja, može dodatno poboljšati konsolidaciju pamćenja (za preglede vidjeti npr. [16,24]). Na primjer, utvrđeno je da TMR tokom budnosti nakon treninga spašava ciljana sjećanja od zaboravljanja [25,26], iako se to nije uvijek ponavljalo (vidi, npr., [27,28] za nedostatak efekta na učenje vokabulara).

Također je utvrđeno da je TMR štetan za stavljanje sjećanja u labilno stanje i povećanje osjetljivosti na smetnje [29], au nekim slučajevima je bio više [26] ili isključivo [30,31] koristan za vrijeme spavanja (za pregled pogleda, npr. [32]) Još jedna obećavajuća tehnika za promociju procesa učenja i konsolidacije pamćenja je transkranijalna stimulacija jednosmernom strujom (tDCS), koja modulira ekscitabilnost korteksa [33–36].

Anodalna ekscitatorna stimulacija lijevog dorsolateralnog prefrontalnog korteksa (DLPFC) tokom kodiranja poboljšava deklarativno pamćenje [37,38], dok katodna inhibitorna stimulacija ima štetan učinak [38,39].

Slično, katodna stimulacija lijevog DLPFC umanjuje performanse prepoznavanja, dok ima tendenciju da se poboljša anodnom stimulacijom. Transkranijalni DCS je također bio efikasan na asocijativno pamćenje, bilo korištenjem jedne 20-minutne anodne tDCS sesije [40,41] ili teta frekvencije- modulirani oscilatorni anodaltDCS [42] preko lijevog posteriornog parijetalnog korteksa prije učenja.

Osim efekata prije učenja, tDCS tokom stvarnog kodiranja je također koristan za pamćenje. Na primjer, pokazalo se da anodni tDCS iznad lijevog prefrontalnog korteksa tokom učenja poboljšava epizodno pamćenje kod starijih odraslih osoba [43]. Slično, Leach et al. [44] dokazali su korist od anodne stimulacije lijevog dorzolateralnog prefrontalnog korteksa (DLPFC) korištenjem zadatka asocijativnog pamćenja imena lica, ali samo kod mladih odraslih osoba.

Nadalje, tDCS također može imati koristi od mehanizama vanmrežne konsolidacije. Zaista, iako 20 minuta anodne stimulacije preko temporoparietalnog korteksa nije modificiralo stopu učenja lokacija objekata kod starijih sudionika, poboljšalo je performanse odgođenog slobodnog prisjećanja mjereno jednu sedmicu kasnije [45].

Slično, pokazalo se da anodna stimulacija preko premotornog korteksa tokom sna sa brzim pokretima očiju [46] ili dok je budan nakon učenja [47] koristi konsolidaciji motoričke sekvence. Dodatno, tDCS preko lijevog DLPFC-a nakon kodiranja je koristan za verbalnu epizodnu memoriju kod starijih osoba [43].

Uzeti zajedno, ove studije sugeriraju da tDCS može poboljšati formiranje i konsolidaciju epizodne memorije. Mora se uzeti u obzir da nedavna meta-analiza pokazuje da su efekti tDCS-a na epizodno pamćenje moderirani parametrima stimulacije; tačnije trajanje stimulacije i izbor memorijskog zadatka umjerene anodne tDCS efekte [48].

Emocionalna i uzbudljiva sjećanja se obično bolje pamte od sjećanja bez ikakvog afektivnog opterećenja (za pregled vidjeti [49]). Predložena je potencijalna hemisferna lateralizacija u procesuiranju emocija. Prema hipotezi o desnoj hemisferi, desna hemisfera bi bila uključena u opću obradu emocija [50].

Nasuprot tome, hipoteza specifična za valenciju postavlja da je lijeva hemisfera dominantna za pozitivne emocije, a desna hemisfera za negativne [51,52]. Koliko nam je poznato, trenutno je nepoznato da li je TMR pojačan istovremenim tDCS tokom offline budni period ima superiornu efikasnost za konsolidaciju verbalnih deklarativnih sjećanja.

U ovoj studiji, testirali smo ovu hipotezu koristeći TMR sam ili u kombinaciji sa tDCS preko dorsolateralnog prefrontalnog korteksa (DLPFC) nakon učenja parova riječi. Dodatno, istražili smo učinak tDCS lateralizacije na konsolidaciju emocionalno neutralnih i negativnih parova riječi, s obzirom na potencijalnu hemisfernu lateralizaciju u procesuiranju emocija [51,53].

Na osnovu desne hemisfere i hipoteza specifičnih za valentnost, očekivali smo da će kombinacija ekscitatorne anodne stimulacije preko desnog DLPFC-a i inhibitorne katodne stimulacije preko lijevog DLPFC-a imati više koristi za konsolidaciju negativnih sjećanja nego tDCS s obrnutim polaritetom (lijeva anodna/desna katoda). U ovoj studiji, zdravi mladi učesnici su naučili listu neutralnih i negativnih parova riječi.

Svaki par riječi bio je povezan s emocionalno kompatibilnim učenjem zvuka. Učesnici su zatim proveli 20 minuta budni u mirnom okruženju u jednom od četiri moguća uslova stimulacije, tj. samo TMR (polovina zvukova povezanih s parovima riječi koje treba zapamtiti reproducirano tokom 20-minutnog intervala konsolidacije), TMR-anodalleft tDCS (TMR plus anodalni stimulacija na lijevom DLPFC i katodna stimulacija na desnom DLPFC), TMR-anodalni desni tDCS (identičan sa obrnutim polaritetom) ili TMR-lažni tDCS (TMR plus tDCS samo 15 s na početku perioda od 20 minuta).

Predvideli smo bolje performanse pamćenja za parove reči sa znakom nego za parove reči koje nisu označene i da će ovaj efekat biti potenciran tDCS. Dodatno, očekivali smo specifičnu modulaciju negativnih memorija u TMR-anodnom desnom tDCS stanju.

2. Materijali i metode

2.1. Učesnici

Sedamdeset i dva zdrava učesnika dala su svoj pismeni informirani pristanak za učešće u ovoj studiji koju je odobrila Fakultetska etička komisija na Université Libre de Bruxelles (ULB). Troje od njih je isključeno jer nisu učestvovali u cijelom eksperimentu.

Šezdeset i devet preostalih učesnika bili su izvorni govornici francuskog jezika, dešnjaci i bez lijekova za koje se zna da utiču na kvalitet sna i/ili raspoloženje. Oni su izjavili da ne pate ili da su patili od neuroloških ili psihijatrijskih poremećaja.

Učesnici su nasumično raspoređeni u jedan od četiri moguća uslova (pogledajte objašnjenja u nastavku): TMOnly (n=16; Muški 43,8%), TMR-anodni lijevo tDCS (n=16; Muški 37,5%), TMR-anodal desno tDCS stanje (n=17; muškarac 35,3%), ili TMR- lažno stanje tDCS (n=20; muškarac 45%).

Ana priori analiza snage (G*Power 3, [54]) je pokazala da za prosječnu srednju veličinu efekta=0.50 (zasnovano na prijavljenim malim do umjerenim TMR efektima, npr. [16]) , potrebno je najmanje 16 subjekata po grupi (stanje) u kontekstu ANOVA mješovitog dizajna sa četiri ponovljene mjere ((upozoreno naspram nenaglašeno) × (neutralne naspram negativne) riječi) i četiri različita stanja između subjekata (samo TMR , TMR-anodno lijevo tDCS, TMR-anodno desnotDCS, TMR-prividno tDCS), s obzirom na snagu od 0,95.

Ispitivanje prije studije pokazalo je rezultate aleksitimije ispod granične vrijednosti (srednja vrijednost ± standardna devijacija 41,08 ± 9,2, granični rezultat 61; Alexithymia Toronto Scale, [55]) i znanje vokabulara unutar normativnih vrijednosti (raspon rezultata 25–40/44 skala vokabulara Mill-Hill, [56]).

Starost (prosječni raspon po grupi 22,4–23,3 godine; p=0.82), alexithymiascores (prosječni raspon po grupi 37,7–43,6; p=0},24) i znanje vokabulara (srednji raspon po grupama 31– 32,5; p=0.68) nije se razlikovalo između uslova.

For more information:1950477648nn@gmail.com