Præfrontal transkraniel jævnstrømsstimulering forbedrer globalt læring, men forstærker ikke selektivt fordelene ved målrettet hukommelsesreaktivering på vågen hukommelseskonsolidering Del 1

Abstrakt:

Målrettet hukommelsesreaktivering (TMR) og transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) kan forbedre hukommelseskonsolidering. Det er i øjeblikket ukendt, om TMR forstærket af simultaneoustDCS har overlegen effektivitet.

Med den fortsatte teknologiske udvikling er forskning i hukommelse blevet mere og mere dybtgående. Blandt disse undersøgelser er målrettet hukommelsesreaktivering blevet et emne af stor interesse.

Målrettet hukommelsesreaktivering refererer til at guide hjernen til at genaktivere en bestemt hukommelse inden for et bestemt tidsinterval gennem specifikke metoder og derved forbedre hukommelsen. Princippet i denne metode er, at menneskets hukommelse gradvist styrkes og konsolideres efter at have oplevet flere genfindinger og genaktiveringer. Gennem målrettet reaktivering af hukommelsen vil hjernen behandle den igen, som om den genlærer informationen og derved styrke hukommelsen.

Målrettet hukommelsesreaktivering har en bred vifte af applikationer, herunder forbedring af indlæring og behandling af hukommelsesforstyrrelser. Mange undersøgelser har vist, at for studerende kan målrettet hukommelsesreaktivering effektivt hjælpe dem med at huske kursusmateriale og fremme deres læringsfremskridt. Samtidig kan målrettet hukommelsesreaktivering for ældre også hjælpe i behandlingen af ​​mild kognitiv svækkelse og forbedre deres hukommelse og livskvalitet.

Det skal dog bemærkes, at målrettet hukommelsesreaktivering ikke er et vidundermiddel. Det hjælper ikke meget med minder, der har været glemt i lang tid, og det kan ikke helt erstatte normale indlærings- og hukommelsesmetoder. Derudover er målrettet hukommelsesreaktivering kun én retning af den nuværende forskning, og vi er nødt til at fortsætte med at udføre mere dybdegående forskning for bedre at forstå dens anvendelse.

Samlet set er målrettet hukommelsesreaktivering en lovende metode til forbedring af hukommelsen, der giver os en gennemførlig løsning til bedre hukommelse og læring. Når vi støder på vanskeligheder med at lære, kan vi aktivt prøve nogle videnskabelige metoder til at hjælpe os selv med at lære og huske bedre. Jeg tror på, at så længe vi er villige til at prøve og lære, kan vi blive klogere og bedre! Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf en er at forbedre hukommelsen. Virkningen af ​​Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingredienser, den indeholder, herunder garvesyre, polysaccharider, flavonoidglycosider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed gennem en række forskellige veje.

Klik på kender 10 måder at forbedre hukommelsen

I denne undersøgelse undersøgte vi den komplementære effekt af TMR og bilateral tDCS på konsolideringen af ​​følelsesmæssigt neutrale og negative deklarative erindringer. Deltagerne lærte neutrale og negative ordpar. Hvert ordpar blev præsenteret med en følelsesmæssigt kompatibel lyd.

Efter læring tilbragte deltagerne et 20 minutters retentionsinterval under fire mulige forhold: (1) TMR alene (dvs. en gentagelse af 50 % af de tilknyttede lyde), (2) TMR kombineret med anodal stimulation af venstre DLPFC, (3) TMR kombineret med anodalstimulering af den rigtige DLPFC og (4) TMR med sham tDCS. Resultater viste selektiv hukommelsesforbedring for de genspillede stimuli i TMR-only og TMR-sham-tilstande, hvilket bekræfter en specifik effekt af TMR på hukommelsen.

Imidlertid blev hukommelsen forbedret på højere niveauer for alle-lærte genstande (uanset TMR) i TMR-anodale højre og TMR-anodale venstre tDCS-forhold, hvilket tyder på, at de gavnlige virkninger af tDCS overskygger de specifikke effekter af TMR. Følelsesmæssigt negative minder blev ikke moduleret af tDCS halvkuglepolaritet.

Vi konkluderer, at elektrisk stimulering af DLPFC i løbet af post-læringsperioden globalt gavner hukommelseskonsolidering, men forstærker ikke de specifikke fordele ved TMR.

Nøgleord: hukommelse; emotion; målrettet hukommelsesgenaktivering; transkraniel jævnstrømsstimulering.

1. Introduktion

Hukommelseskonsolidering er den proces, hvorved nye og skrøbelige hukommelsesspor gradvist transformeres til mere robuste repræsentationer [1]. Konsolidering understøttes muligvis af offline (dvs. efter faktisk praksis i indlæringsfasen) genafspilning af den neuronale aktivitet, der underbygger læreprocesser [2]. Understøttelse af denne hypotese viste dyre- og menneskeundersøgelser genindsættelse af læringsrelateret hjerneaktivitet i offline perioder efter træning, både når de er vågne [3-6] og under søvn [7-12].

Adskillige undersøgelser har rapporteret bedre konsolidering i deklarativ hukommelse efter søvn end vågenhed, som for det meste er forbundet med udløsningen af ​​læringsrelateret hjerneaktivitet under langsom bølgesøvn (SWS; for anmeldelser se f.eks. [13-16]), andre viste, at stille post- At lære vågenhed kan også gavne hukommelseskonsolidering (f.eks. [4-6,17-21]).

For eksempel blev hukommelsen til historier fundet at være overlegen efter 10 minutter brugt i vågen hviletilstand (dvs. deltageren er ikke aktivt involveret i nogen opgave) end efter en tilsvarende periode brugt i aktiv vågenhed (f.eks. at spille et ikke-relateret spil) [ 18].

Til en vis grad kan de neurale oscillerende mekanismer, der er involveret i hukommelsesdannelse, mens de er vågne, dele ligheder med søvn [22]. Følgelig fandt Tambini og kolleger [20] ud af, at forbedret hippocampus-kortikal koordination under vågen hvile efter læring er forudsigelig for hukommelsesydelse.

Ydermere var øget langsom oscillerende aktivitet (1 Hz) og reduceret alfa (8-12 Hz) aktivitet under rolige, vågne hvileperioder forbundet med forbedring af hukommelsen for indlærte historier, hvilket tyder på, at langsomme svingninger, mens du er vågen, kan fremme dialogen mellem hippocampus og corticale regioner [23] , gerne under søvn [2].

Derfor kan hvilende vågenhed efter træning forbedre hukommelsesydelsen ikke kun ved at reducere igangværende interferenser, men også ved at tilvejebringe en neuralmilieu, der favoriserer interaktionerne mellem subkortikale hippocampale områder og corticale regioner, der undertrykker hukommelseskonsolidering, herunder præfrontale områder [5].

Målrettet hukommelsesreaktivering (TMR), dvs. præsentationen af ​​læringsrelaterede signaler under offline post-læringsperioder, kan yderligere forbedre hukommelseskonsolidering (forreviews se f.eks. [16,24]). For eksempel blev TMR under efter-træning vågenhed fundet for at redde målrettede minder fra at glemme [25,26], selvom dette ikke altid blev replikeret (se f.eks. [27,28] for manglende effekt på ordforrådsindlæring).

TMR blev også fundet skadeligt for at bringe minderne i en labil tilstand og øge følsomheden over for interferens [29], og i nogle tilfælde var det mere [26] eller udelukkende [30,31] gavnligt under søvn (for en oversigt se f.eks. [32]) En anden lovende teknik til at fremme indlærings- og hukommelseskonsolideringsprocesser er transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS), som modulerer kortikal excitabilitet [33-36].

Anodal excitatorisk stimulering af den venstre dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) under kodning forbedrer deklarativ hukommelse [37,38], hvorimod katodisk hæmmende stimulation udøver en skadelig effekt [38,39].

Tilsvarende forringer katodisk stimulering af venstre DLPFC genkendelsesevnen, hvorimod den har tendens til at blive forbedret ved anodal stimulation. Transkraniel DCS viste sig også at være effektiv på associativ hukommelse, enten ved brug af en enkelt 20 min anodal tDCS session [40,41] eller theta frekvens- moduleret oscillerende anodaltDCS [42] over venstre bageste parietale cortex før indlæring.

Udover præ-læringseffekter er tDCS under faktisk kodning også gavnligt for hukommelsen. For eksempel blev anodal tDCS over venstre præfrontale cortex under indlæring vist at forbedre episodisk hukommelse hos ældre voksne [43]. Tilsvarende har Leach et al. [44] påviste en fordel ved anodal stimulering af den venstredorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) ved hjælp af en ansigtsnavn associativ hukommelsesopgave, men kun hos unge voksne.

Ydermere kan tDCS også gavne offline konsolideringsmekanismer. Faktisk, selvom 20 minutters anodal stimulation over den temporoparietale cortex ikke modificerede indlæringshastigheden af ​​objektplaceringer hos ældre deltagere, forbedrede det forsinket frigenkaldelsesydelse som målt en uge senere [45].

På samme måde blev anodal stimulation over den præmotoriske cortex under hurtig øjenbevægelsessøvn [46] eller mens vågen efter indlæring [47] vist sig at gavne konsolideringen af ​​en motorisk sekvens. Derudover er tDCS over den venstre DLPFC efter kodning gavnlig for verbal episodisk hukommelse hos ældre voksne [43].

Tilsammen tyder disse undersøgelser på, at tDCS kan forbedre episodisk hukommelsesdannelse og konsolidering. Det skal tages i betragtning, at en nylig meta-analyse indikerer, at virkningerne af tDCS på episodisk hukommelse modereres af stimuleringsparametre; mere specifikt stimulationsvarighed og valget af hukommelsesopgave moderate anodale tDCS-effekter [48].

Følelsesmæssige og ophidsende minder huskes normalt bedre end minder uden nogen affektiv belastning (for en gennemgang se [49]). En potentiel hemisfærisk lateralisering i behandlingen af ​​følelser er blevet foreslået. Ifølge hypotesen om højre hjernehalvdel ville den højre hjernehalvdel være involveret i den generelle bearbejdning af følelser [50].

I modsætning hertil hævder den valensspecifikke hypotese, at venstre hjernehalvdel er dominerende for positive følelser, og højre hjernehalvdel for negative [51,52]. Så vidt vi ved, er det i øjeblikket ukendt, om TMR forstærkede af samtidig tDCS under offline vågne periode har overlegen effektivitet til konsolidering af verbale deklarative erindringer.

I denne undersøgelse testede vi denne hypotese ved at bruge TMR alene eller i kombination med tDCS over den dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) efter indlæring af ordpar. Derudover undersøgte vi effekten af ​​tDCS-lateralisering på konsolideringen af ​​følelsesmæssigt neutrale og negative ordpar under hensyntagen til potentiel hemisfærisk lateralisering i behandlingen af ​​følelser [51,53].

Baseret på den højre hjernehalvdel og de valensspecifikke hypoteser forventede vi, at kombinationen af ​​excitatorisk anodal stimulation over højre DLPFC og hæmmende katodisk stimulering over venstre DLPFC ville gavne konsolideringen af ​​negative minder mere end tDCS med omvendt polaritet (venstre anodal/højre katodisk). I denne undersøgelse lærte raske unge deltagere en liste over neutrale og negative ordpar.

Hvert ordpar var forbundet med en følelsesmæssigt kompatibel lydindlæring. Deltagerne tilbragte derefter 20 minutter vågne i et stille miljø i en af ​​fire mulige stimuleringsbetingelser, dvs. kun TMR (halvdelen af ​​lydene forbundet med ordparene, der skal huskes, blev afspillet i løbet af 20 min konsolideringsintervallet), TMR-anodalleft tDCS (TMR plus anodal stimulering på venstre DLPFC og katodisk stimulering på højre DLPFC), TMR-anodal højre tDCS (identisk med omvendt polaritet) eller TMR-sham tDCS (TMR plus tDCS i 15 s kun i begyndelsen af ​​20 min. perioden).

Vi forudsagde bedre hukommelsesydelse for cued ordpar end for ikke-cued ordpar, og at denne effekt ville blive forstærket af tDCS. Derudover forventede vi en specifik modulering af negative hukommelser i den TMR-anodale højre tDCS-tilstand.

2. Materialer og metoder

2.1. Deltagere

72 raske deltagere gav deres skriftlige informerede samtykke til at deltage i denne undersøgelse godkendt af Fakultetets Etiske Komité ved Université Libre de Bruxelles (ULB). Tre af dem blev udelukket, fordi de ikke deltog i hele eksperimentet.

De 69 resterende deltagere var fransktalende som modersmål, højrehåndede og fri for medicin, der vides at påvirke søvnkvaliteten og/eller humøret. De rapporterede, at de ikke led eller havde lidt af neurologiske eller psykiatriske lidelser.

Deltagerne blev tilfældigt tildelt en af ​​fire mulige tilstande (se forklaringer nedenfor): Kun TMR (n=16; Mand 43,8%), TMR-anodal venstre tDCS (n=16; Mand 37,5%), TMR-anodal righttDCS-tilstand (n=17; Mand 35,3%) eller TMR-sham tDCS-tilstand (n=20; Mand 45%).

Ana priori effektanalyse (G*Power 3, [54]) indikerede, at for en gennemsnitlig cueing mediumeffektstørrelse=0.50 (baseret på rapporterede små til moderate TMR-effekter, f.eks. [16]) , er der behov for mindst 16 forsøgspersoner pr. gruppe (tilstand) i forbindelse med en ANOVA med blandet design med fire gentagne mål ((cued vs. not cued) × (neutrale vs. negative) ord) og fire forskellige betingelser mellem emner (kun TMR) , TMR-anodal venstre tDCS, TMR-anodal højretDCS, TMR-sham tDCS), i betragtning af en styrke på 0,95.

Eksamen før undersøgelsen viste alexithymi-score under cut-off-score (gennemsnit ± standardafvigelse 41,08 ± 9,2, cut-off-score 61; Alexithymia Toronto Scale, [55]) og ordforrådsviden inden for normative værdier (scoreområde 25-40/44 Mill-Hill Vocabulary Scale, [56]).

Alder (gennemsnit pr. gruppe interval 22,4-23,3 år; p=0.82), alexithymiascores (gennemsnit pr. gruppe interval 37.7-43.6; p=0.24) og ordforrådsviden (gennemsnitlig pergruppeinterval 31- 32.5; p=0.68) adskilte sig ikke mellem betingelser.

For more information:1950477648nn@gmail.com