Ciljana reaktivacija memorije u REM-u, ali ne i SWS, selektivno smanjuje odgovore na uzbuđenje

Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Sve veći broj dokaza ukazuje na to da san može pomoći da se razdvojimemorijaemocionalnih iskustava iz njihovog povezanog efektivnog naboja. Smatra se da se ovaj proces oslanja na spontanu reaktivaciju emocionalnih sjećanja tokom spavanja, iako je još uvijek nejasno koja je faza spavanja optimalna za takvu reaktivaciju. Ispitali smo ovo pitanje eksplicitno manipulirajući reaktivacijom pamćenja iu spavanju s brzim pokretima očiju (REM) iu spavanju sa sporim valovima (SWS) koristeći ciljanu reaktivaciju pamćenja (TMR) i testirajući utjecaj ove manipulacije na navikavanje subjektivnih odgovora uzbuđenja širom noć. Naši rezultati pokazuju da je TMR tokom REM, ali ne i SWS značajno smanjio subjektivno uzbuđenje, a ovaj efekat je vođen negativnijim stimulusima. Ovi rezultati podržavaju jedan aspekt spavanja za zaborav, spavanje za pamćenje (SFSR) hipotezu koja predlaže da reaktivacija emocionalne memorije tokom REM spavanja leži u osnovi navikavanja ovisne o spavanju.

efekti cistanchea: poboljšavaju pamćenje

Ciljana reaktivacija memorije (TMR) je tehnika u kojojmemorijareaktivacija se namjerno pokreće u snu kroz ponovno predstavljanje znakova koji su povezani s pamćenjem u buđenju, a obično se postiže korištenjem zvukova ili mirisa, pogledajte 14 za pregled. Dok su rane studije izvijestile o prednostima TMR u REM spavanju na konsolidaciju pamćenja preko noći15,16, sve veći broj izvještaja sugerira da je TMR koristan kada se prikazuje tokom ne-REM17−21, ali ne i tokom REM17,19,22 vidi23 za meta-analizu . U pogledu načina na koji TMR može uticati na emocionalno uzbuđenje, jedna nedavna studija pokazala je uticaj ne-REM TMR-a na prijatnost i ocene uzbuđenja, ali se to pojavilo samo kod socijalno anksioznih učesnika i nakon nedelju dana konsolidacije24. Vrlo malo studija je istraživalo uticaj REM TMR-a na emocionalni materijal. Dakle, pokazalo se da izazivanje reaktivacije sećanja na strah tokom REM-a rezultira povećanom generalizacijom25, a TMR zadatka pavlovskog kondicioniranja tokom REM-a dovodi do povećanog navikavanja u poređenju sa TMR istog zadatka tokom faze 2 ne-REM26.

Nadovezujući se na ovu literaturu, krenuli smo da testiramo predviđanje SFSR-a da će ponavljanje emocionalno uzbudljivih uspomena tokom REM-a, ali ne i SWS-a, biti povezano sa smanjenom ocjenom uzbuđenja za ovaj materijal sljedećeg dana. To smo učinili manipulirajući reaktivacijom emocionalnih sjećanja tokom spavanja koristeći TMR. Naši sudionici su ocijenili emocionalno negativne i neutralne parove zvuka slike za uzbuđenje prije i nakon noći spavanja. Tokom spavanja, polovinu negativnih i polovinu neutralnih podražaja nagovestili smo za reaktivaciju tihim reproduciranjem povezanih zvukova. Zatim smo ispitali uticaj ovog TMR-a na navikavanje reakcije uzbuđenja preko noći. Pažljivo smo kontrolisali fazu sna u kojoj je primenjen TMR, ukazujući na učesnike ili u REM (REM grupa) ili SWS (SWS grupa), vidi sliku 1. Na osnovu hipoteze SFSR, predvideli smo da će TMR dovesti do većeg navikavanja kada primjenjuju se tokom REM-a, ali ne i SWS.

efekti cistanchea: poboljšavaju pamćenje

Rezultati

Na početku, ocjene uzbuđenja bile su veće za negativne nego za neutralne stavke, što pokazuje da su učesnici ocijenili stimuluse u skladu s očekivanjima. Ovo je potvrđeno 2×2x2 ANOVA-om o uzbuđenju prije spavanja s faktorima Grupa, Pokazivanje i Emocija (Fus)=337.93,p<0.001; paired="" t=""><0.001in both="" sws="" and="" rem="" groups).="" ratings="" did="" not="" differ="" between="" cued="" and="" un-cued="" stimuli="" prior="" to="" sleep(paired="" t-tests="" p="">0.2 u oba slučaja), što pokazuje da je osnovna linija bila dobro izbalansirana i da nijedan učesnik nije prijavio svijest da su se zvukovi puštali tokom spavanja.

Istražili smo kako je navikavanje uzbuđenja preko noći bilo modulirano TMR signaliziranjem koristeći 2×2×2 ANOVA s faktorima Grupa, Značenje i Emocija, vidi Tabelu 1. Navikavanje preko noći izračunato je kao (druga ocjena uzbuđenja prije spavanja - uzbuđenje nakon spavanja ocjena)/prva ocjena uzbuđenja prije spavanja. Ovo je otkrilo značajnu interakciju između grupe i nagoveštaja (F(1,32) {{10}}.341, p=0.027) što sugeriše da uticaj označavanja na ovu meru navikavanja zavisi na kognitivno stanje tokom kojeg se primjenjuje TMR. 2 × 2 × 2 ANOVA nije dala nijedan drugi značajan rezultat. Da bismo utvrdili koja faza spavanja je pokrenula interakciju Grupe x Cueing, zatim smo sproveli odvojene 2 × 2 ANOVA sa faktorima Cueing i Emotion u SWS i REM grupama, respektivno. Ovo je pokazalo glavni efekat označavanja u REM (F(1,14)=7.48, p < 0.02),="" ali="" ne="" i="" sws="" (f(1,18)="0.086," p="" {{29="" }}.8),="" vidi="" sliku="" 2.="" bliže="" ispitivanje="" rem="" grupe="" pokazalo="" je="" da="" je="" efekat="" cueing-a="" vođen="" negativnim="" stavkama="" (upareni="" test="" t="3.21;" p="0.006)" ,="" sa="" neutralnim="" stavkama="" koje="" pokazuju="" trend="" ka="" istom="" efektu="" (t="1.6;" p="0.102)." zanimljivo="" je="" da="" je="" glavni="" efekat="" emocija="" postojao="" u="" sws="" grupi="" (f(1,18)="6.28," p="0.022)," ali="" ne="" i="" u="" rem="" grupi.="" detaljnije="" ispitivanje="" je="" pokazalo="" da="" je="" to="" bilo="" vođeno="" većim="" navikavanjem="" neutralnih="" stavki="" u="" odnosu="" na="" negativne="" stavke="" u="" stanju="" un-cued="" (t="2.25," p="0.037)," sa="" trendom="" u="" stanju="" cued="" (t="1.45," p="">

Memorijafor the sound-image pairs was near the ceiling during the pre-sleep test. On average, participants responded correctly on >97% of trials. The mean proportion of incorrect trials was as follows [REM group: 1.45%(±1.98)trials(pre-sleep);1.55%(±1.83) trials (post-sleep);SWS group:2.05%(±2.77)trials (pre-sleep);2.62%(±1.08)trials (post-sleep)]. To test for differences in pre-sleep learning of sound-image which could have biased the results, we conducted ANOVAs on pre-sleep proportion correct memory trials with the factors cued/not cued and negative/neutral for the REM and SWS groups, respectively. This revealed no main effects or interactions in the either REM group or the SWS group(p>0.1 in all cases). To test for impacts of TMR or emotion on overnight changes in memory, we performed the same two ANOVAs, now with the overnight change in the proportion of correct memory trials as the dependent variable. This revealed no significant effects for either SWS (p>0.5)in all cases or REM(p >0.8)u svim slučajevima.

Kako bismo osigurali da se vrijeme reakcije ne razlikuje značajno između označenih i nenaglašenih stavki tokom testa uzbuđenja prije spavanja, izveli smo 2×2 ANOVA sa faktorima valence (neutralno, negativno) i cueing (un-cued, cued) unutar svakog grupa učesnika. Ovo je otkrilo glavni efekat emocija (F=29.9, str< 0.001)in="" the="" sws="" group,="" and="" a="" trend="" towards="" the="" same="" effect="" of="" emotion(f="3.984," p="0.066)in" the="" rem="" group.="" because="" response="" times="" are="" often="" modulated="" by="" both="" tmr="" and="" emotion,="" we="" examined="" the="" effects="" of="" cueing="" and="" valence="" on="" overnight="" change="" in="" reaction="" times="" for="" rem="" and="" sws="" groups.="" we="" used="" a="" pair="" of="" 2×2="" anova="" with="" the="" factors="" valence="" (neutral,="" negative)="" and="" cueing(un-cued,="" cued).="" this="" revealed="" no="" main="" effect="" or="" interaction="" in="" either="" rem="" or="" sws="" groups="" (p="">0.15)u svim slučajevima, pogledajte Tabelu s dodatnim informacijama S1 za sredstva.

Sleep stage data for each group are reported in Table 2. Note that REM time, SWS time, N2 time, and NI time did not differ significantly between groups (p>0.1 in all cases). However, total sleep time did differ significantly(p=0.01), being shorter on average in the REM than in the SWS group. To determine whether there was a relationship between habituation and time spent in REM or SWS or spectral power in slow-wave, delta, theta, and gamma bands we conducted a series of Pearson correlations with data across both REM and SWS groups; these revealed several marginal correlations, but none of these survived correction for our four multiple comparisons (p>0.05 u svim slučajevima).

efekti cistanchea: poboljšavaju pamćenje

Diskusija

Naši podaci podržavaju ulogu REM spavanja u navikavanju reakcija uzbuđenja na kombinacije slike i zvuka preko noći pokazujući da TMR u REM, ali ne i SWS, dovodi do povećanog navikavanja preko noći. Ovaj nalaz je u skladu s prethodnim zapažanjem da je REM TMR zvukova korištenih u Pavlovskom kondicioniranju prije spavanja rezultirao većom navikavanjem na ove zvukove sljedećeg dana nego TMR istih zvukova u fazi 2 spavanja-26. Ove dvije studije kombinuju se kako bi podržale jedan aspekt spavanja za zaborav, hipotezu spavanja za pamćenje27, npr. ideju da je reaktivacija pamćenja u REM-u specifično povezana sa smanjenjem naknadnog uzbuđenja.

Nedavna studija Lehmanna et al22. koristio je sličan dizajn za istraživanje uloge TMR-a u REM-u i SWS-u u konsolidaciji emocionalne memorije i nije našao nikakav učinak nagovještavanja na subjektivno navikavanje ni u jednoj grupi22. Jedan od mogućih razloga za razliku između ovih i naših rezultata može proizaći iz činjenice da su naši sudionici ocijenili slike za uzbuđenje neposredno prije i nakon spavanja, dok su učesnici u Lehmannu 2016. obavljali zadatke učenja i pronalaženja nakon što su ocijenili podražaje, ali prije spavanja. Ponovljeno gledanje stimulusa može dovesti do navikavanja, tako da je Lehmannov dizajn možda dozvolio navikavanju prije spavanja da uguši sve efekte TMR-a.

Brojne studije sugeriraju da SWS može igrati ulogu u navikavanju8, na primjer, zapažanje da aspekte autonomne habituacije predviđa SWS28, da procenat SWS predviđa emocionalno slabljenje preko noći29 i da je blokiranje oslobađanja noradrenalina tokom SWS umanjilo ovu navikavanje12. Zanimljivo je da smo uočili značajno jače navikavanje neutralnog u odnosu na negativne stavke u SWS grupi bez obzira na TMR signal, vjerovatno zato što su neutralne stavke manje snažno uzbuđujuće, za početak, i stoga je sudionicima lakše promijeniti način ove stavke su ocijenjene nego što je to za snažno uzbuđivanje negativnog. Alternativno, stanja uzbuđenja neutralnih stavki mogu biti otvorenija za tumačenje od statusa uzbuđenja negativnih stavki, na primjer, na odgovore na negativne slike mogu utjecati procesi odozgo prema dolje koji ih identificiraju kao konceptualno negativne i povećavaju vjerovatnoću snažnog ocjena uzbuđenja. Iako je teško protumačiti, izrazita razlika između ovog obrasca konsolidacije u SWS grupi i obrasca navikavanja uočenog u REM grupi bez znakova, gdje su negativne i neutralne stavke naviknute u istoj mjeri, mogla bi sugerirati da REM TMR remeti prirodni proces navikavanja na NREM spavanje koje bolje funkcionira za relativno neutralne podražaje nego za one koji su više uzbuđujući.

Dok se čini da naša otkrića podržavaju jedinstvenu ulogu REM spavanja u modulaciji emocionalnog uzbuđenja, nismo pronašli nikakvu korelaciju između REM vremena ili teta snage i navikavanja. Kako se REM javlja kasnije tokom noći nego SWS, ne možemo isključiti mogućnost da je disocijacija koju smo uočili između ovih faza spavanja uzrokovana ovom razlikom u vremenu. Međutim, primjetno je da je kod Rihma i Rasch26 navika vezana za znakove bila izraženija kada su znakovi predstavljeni tokom REM faze nego u fazi 2 spavanja unutar istog perioda ranojutarnjeg sna, podržavajući ideju da ova razlika ovisi o fazi sna u kojoj se TMR izvodi. a ne doba noći u koje se izvodi.

U ovu studiju su uključene samo učesnice ženskog pola. To je bilo zbog prethodnih studija koje su izvještavale o većoj samoprocjeni odgovora na negativne podražaje kod žena u odnosu na muškarce. Budući rad bi trebao proširiti ove istrage na muškarce. Na kraju, vredi napomenuti da su učesnici tokom studije ocjenjivali par zvuk-slika, a ne samo slike ili zvukove. Naši rezultati se, dakle, odnose na ovaj multimodalni par, a ne samo na zvukove ili slike.

efekti cistanchea: poboljšavaju pamćenje

Reference

1. Rasch, B. & Born, J. O ulozi sna u pamćenju. Physiol. Rev. 93, 681–766 (2013).

2. Hu, P., Stylos-Allan, M. & Walker, MP Spavanje olakšava konsolidaciju emocionalne deklarativne memorije. Psihol. Sci. 17, 891–898 (2006).

3. Payne, JD, Chambers, AM & Kensinger, EA Sleep promovira trajne promjene u selektivnoj memoriji za emocionalne scene. Front. Integer. Neurosci. 6, 108 (2012).

4. Wagner, U., Hallschmid, M., Rasch, B. & Born, J. Kratak san nakon učenja održava emocionalne uspomene živima godinama. Biol. Psihijatrija 60, 788–790 (2006).

5. Wagner, U., Kashyap, N., Diekelmann, S. & Born, J. Utjecaj spavanja nakon učenja u odnosu na budnost na pamćenje prepoznavanja za lica sa različitim izrazima lica. Neurobiol. Naučite. Mem. 87, 679–687 (2007).

6. Dolcos, F., LaBar, KS & Cabeza, R. Sećanje godinu dana kasnije: uloga amigdale i memorijskog sistema medijalnog temporalnog režnja u vraćanju emocionalnih uspomena. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102, 2626–2631 (2005).

7. Goldstein, AN & Walker, MP Uloga sna u emocionalnoj funkciji mozga. Annu. Rev. Clin. Psihol. 10, 679–708 (2014).

8. van der Helm, E. et al. REM spavanje depotencira aktivnost amigdale na prethodna emocionalna iskustva. Curr. Biol 21, 2029–2032 (2011).

9. Gujar, N., McDonald, SA, Nishida, M. & Walker, MP Uloga rem sna u ponovnoj kalibraciji osjetljivosti ljudskog mozga na specifične emocije. Cereb. Cortex 21, 115–123 (2011).

10. Baran, B., Pace-Schott, EF, Ericson, C. & Spencer, RMC Procesiranje emocionalne reaktivnosti i emocionalne memorije prekomjernog sna. J. Neurosci. 32, 1035–1042 (2012).

11. Groch S., Wilhelm I., Diekelmann S. & Born, J. Uloga REM spavanja u obradi emocionalnih sjećanja: Dokaz iz ponašanja i potencijala vezanih za događaje. Neurobiol. Naučite. Mem. 99, 1–9 (2013).

12. Groch, S. et al. Doprinos norepinefrina konsolidaciji emocionalne memorije tokom spavanja. Psychoneuroendocrinology 36, 1342–1350 (2011).

13. Wagner, U., Fischer, S. & Born, J. Promjene u emocionalnim reakcijama na averzivne slike u periodima bogatim sporotalasnim snom u odnosu na spavanje s brzim pokretima očiju. Psihosom. Med. 64, 627–634 (2002).

14. Cellini, N. & Cappuzo, A. Oblikovanje konsolidacije memorije putem ciljane memorije. Ann. NY Acad. Sci. 1426, 52–71 (2018).

15. Guerrini, A., Dujardin, K., Mandal, O., Sockeel, P. & Leconte, P. Poboljšanje pamćenja slušnom stimulacijom tokom REM spavanja nakon učenja kod ljudi. Physiol. Behav. 45, 947–950 (1989).

16. Tilley, AJ Učenje spavanja tokom faze 2 i REM spavanja. Biol. Psihol. 9, 155–161 (1979).

17. Cordi, MJ, Diekelmann, S., Born, J. & Rasch, B. Nema efekta reaktivacije memorije izazvane mirisom tokom REM spavanja na stabilnost deklarativne memorije. Front. Syst. Neurosci. 8, 157 (2014).

18. Fuentemilla, L. et al. Jačanje ciljanih sjećanja ovisno o hipokampusu putem reaktivacije tijekom spavanja kod ljudi. Curr. Biol. 23, 1769–1775 (2013).

19. Rasch, B., Buchel, C., Gais, S. & Born, J. Mirisni znakovi tokom sporotalasnog sna podstiču deklarativno konsolidaciju memorije. Science 315, 1426–1429 (2007).

20. Rudoy, ​​JD, Voss, JL, Westerberg, CE & Paller, KA Jačanje individualnih sjećanja reaktivirajući ih tokom spavanja. Science 326, 1079 (2009).

21. Schreiner, T. & Rasch, B. Poboljšanje učenja vokabulara verbalnim označavanjem tokom spavanja. Cereb. Cortex https://doi.org/10.1093/cercor/bhu139 (2015).

22. Lehmann, M., Schreiner, T., Seifritz, E. & Rasch, B. Emocionalno uzbuđenje modulira oscilatorne korelate ciljane reaktivacije memorije tokom NREM, ali ne i REM spavanja.

23. Hu, X., Cheng, LY, Chiu, MH & Paller, KA Promoviranje konsolidacije pamćenja tokom spavanja: meta-analiza ciljane reaktivacije pamćenja. Psihol. Bik. 146, 218–244 (2020).

24. Groch, S. et al. Ciljana reaktivacija tokom spavanja različito utječe na negativna sjećanja kod socijalno anksiozne i zdrave djece i adolescenata. J. Neurosci. 37, 2425–2434 (2017).

25. Sterpenich, V. et al. Reaktivacija pamćenja tokom sna s brzim pokretima očiju potiče njegovu generalizaciju i integraciju u kortikalne skladišta. Sleep 37, 1061–1075 (2014).

26. Rihm, JS & Rasch, B. Reprodukcija uslovljenih stimulusa tokom kasnog REM i faze N2 spavanja utiče na afektivni ton, a ne na snagu emocionalne memorije. Neurobiol. Naučite. Mem. 122, 142–151 (2015).

27. Walker, MP, van der, HE & van der Helm, E. Terapija preko noći? Uloga sna u emocionalnoj obradi mozga. Psihol. Bik. 135, 731–748 (2009).

28. Pace-Schott, EF et al. Drijemanje podstiče navikavanje na emocionalne podražaje između sesija. Neurobiol. Naučite. Mem. 95, 508–523 (2012).

29. Talamini, LM, Bringmann, LF, de Boer, M. & Hofman, WF Sleeping worry away or worrying away sleep? Fiziološki dokazi o interakcijama spavanja i emocija.

30. Horne, JA & Ostberg, O. Upitnik za samoprocjenu za određivanje jutarnje večeri u ljudskim cirkadijalnim ritmovima. Int. J. Chronobiol. 4, 97–110 (1976).

31. Lang, PJ, Bradley, MM & Cuthbert, BN Međunarodni sistem afektivnih slika (IAPS): Afektivne ocjene slika i priručnik za upotrebu. Tehnički izvještaj br. A-8 (Univerzitet Floride, 2008).

32. Willenbockel, V. et al. Kontrolisanje svojstava slike niskog nivoa: SHINE alatni okvir. Behav. Res. Metode 42, 671–684 (2010).

33. Bradley, MM & Lang, PJ Međunarodni afektivni digitalizirani zvuci (IADS): stimulansi, uputstvo za upotrebu i afektivne ocjene. Tehnički izvještaj br. B-2 (1999).

34. Breiter, HC et al. Reakcija i navikavanje ljudske amigdale tokom vizuelne obrade izraza lica. Neuron 17, 875–887 (1996).

35. Büchel, C., Dolan, RJ, Armony, JL & Friston, KJ Uključenost amigdale-hipokampusa u kondicioniranje ljudskih averzivnih tragova otkriveno kroz funkcionalnu magnetnu rezonancu u vezi sa događajima. J. Neurosci. 19, 10869–10876 (1999).

36. Fischer, H., Furmark, T., Wik, G. & Fredrikson, M. Reprezentacija navike u mozgu na ponovljenu složenu vizuelnu stimulaciju proučavana sa PET-om. Neuroreport 11, 123–126 (2000).

37. Bradley, MM & Lang, PJ Mjerenje emocija: lutka za samoprocjenu i semantički diferencijal. J. Behav. Ther. Exp. Psihijatrija 25, 49–59 (1994).

38. Iber, C., Ancoli-Israel, S., Chesson, A. & Quan, S. AASM priručnik za bodovanje spavanja i povezanih događaja (Američka akademija za medicinu spavanja, 2007).