Søvnens og vågenhedens rolle i genkendelsen af ​​følelsesmæssige billeder, del 1

Resumé

Søvn har en gavnlig effekt på hukommelseskonsolidering. Imidlertid diskuteres dens rolle i følelsesmæssig hukommelse i øjeblikket. Her undersøger vi søvnens rolle og en lignende periode med vågenhed på genkendelsen af ​​følelsesmæssige billeder og subjektiv følelsesmæssig reaktivitet. Fyrre deltagere uden nogen væsentlig fysisk, neurologisk eller psykologisk tilstand blev tilfældigt tildelt Sleep First Group eller Wake First Group. De to grupper gennemgik kodningsfasen af ​​en følelsesmæssig billedopgave med negative og neutrale billeder kl. 09:00 timer (Vågn først gruppe) eller 21:00 timer (Søvn først gruppe). Derefter udførte deltagerne en øjeblikkelig genkendelsestest (T1) og to forsinkede tests 12 timer (T2) og 24 timer (T3) senere.

Forholdet mellem søvn og hukommelse har tiltrukket sig stor opmærksomhed. Søvn er en vigtig del af hukommelsen. Søvn hjælper ikke kun mennesker med at forbedre hukommelsen, men hjælper også med at konsolidere og styrke hukommelsen og derved forbedre sprog, matematik og intellektuelle evner.

Mens kroppen hviler, hjælper søvn også mennesker med at konsolidere og styrke minderne. Under søvnen afspiller hjernen de oplevelser og informationer, vi oplever i løbet af dagen, såsom indlært viden, sproghukommelse, følelsesmæssig oplevelse og så videre. Denne proces kaldes "hukommelsesopkald".

Under dyb søvn overfører hjernen hukommelsen til langtidshukommelsesområdet, hvor hukommelsen lagres i lang tid. Derfor kan søvn hjælpe os med at konsolidere den viden og erfaring, vi har lært, og forbedre sprog, matematik og intellektuelle evner. Derudover kan god søvn også hjælpe os med at huske ny information bedre, især når vi studerer og researcher, vil det at få nok søvn blive en vigtig betingelse for os.

Når vi har søvnmangel, vil hukommelsen blive påvirket, og selvom vi kan beholde nogle oplysninger, vil vores ydeevne være svagere over lange perioder til opbevaring og konsolidering. Derfor vil opretholdelse af gode søvnvaner være en stor hjælp til at forbedre vores hukommelse.

Endelig en påmindelse om, at opretholdelse af gode søvnvaner ikke betyder, at man skal sove i lange perioder eller sove flere gange i løbet af dagen. De korrekte søvnvaner bør være at sikre tilstrækkelig søvn, at sikre fuld brug af dyb søvn inden for den angivne tid og at sikre den normale ydeevne af fysisk sundhed og hukommelse. Det kan ses, at vi skal forbedre vores hukommelse. Cistanche kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche også kan regulere balancen af ​​neurotransmittere, såsom at øge niveauet af acetylcholin og vækstfaktorer. Disse stoffer er meget vigtige for hukommelse og indlæring. Derudover kan kød også forbedre blodgennemstrømningen og fremme ilttilførsel, hvilket kan sikre, at hjernen får tilstrækkelig næring og energi og derved forbedre hjernens vitalitet og udholdenhed.

Klik på Kend korttidshukommelse, hvordan du forbedrer

Opfattet ophidselse og valensniveauer blev indsamlet for hvert billede. Søvnparametre blev registreret i deltagernes hjem med en bærbar enhed. Der blev ikke observeret nogen forskelle ved T1, hvorimod Sleep First-gruppen ved T2 viste en højere hukommelsesydelse end Wake First-gruppen. Ved T3 faldt ydeevnen i Sleep First-gruppen (som tilbragte de foregående 12 timer vågen), men ikke i Wake First-gruppen (som sov i de sidste 12 timer). Generelt blev negative billeder husket bedre end neutrale.

Vi observerede også en positiv sammenhæng mellem hukommelsesydelse for negative elementer ved den umiddelbare test og procentdelen af ​​søvn med hurtige øjenbevægelser natten før kodningen. Vores data bekræfter, at negativ information huskes bedre over tid end neutral information, og at søvn gavner bevarelsen af ​​deklarativ viden. Imidlertid ser hvile ud til ikke at foretrække at forbedre følelsesmæssig hukommelse, selvom det kan påvirke indkodningen af ​​negative nyheder.

SØGEORD

Arousal, følelsesmæssig hukommelse, genkendelsestest, hurtig øjenbevægelsessøvn, retentionsperiode, valens.

1|INTRODUKTION

Siden den første omtale af en "søvneffekt", som refererer til søvnens evne til at forbedre genkaldelsen af ​​deklarative minder (Jenkins & Dallenbach, 1924), har en konsekvent pulje af søvnforskning været fokuseret på dens rolle i hukommelseskonsolidering, hvilket har ført til til udviklingen af ​​flere teoretiske modeller (Born & Wilhelm, 2012; Genzel, Kroes, Dresler, & Battaglia, 2014; Tononi & Cirelli, 2006).

For eksempel, ifølge Synaptic Downscaling Hypothesis (Tononi & Cirelli, 2006), fremmer slow-wave søvn reduktionen af ​​synaptisk styrke for at optimere hukommelsesbevarelse og lette successiv læring. På den anden side hævder Active System Consolidation Hypothesis (Born & Wilhelm, 2012), at information kodet under vågenhed gennemgår en proces med reaktivering og reorganisering under søvn, hovedsageligt involverer hippocampale og neokortikale netværk.

Men i lang tid er søvn og hukommelse blevet undersøgt uden at tage højde for det mulige bidrag fra følelsesmæssig erfaring. Ikke desto mindre er det blevet påvist, at følelser og følelses-afledte tilstande (f.eks. humør) kan have stor indflydelse på de fleste hjerne- og kropsfunktioner, herunder hukommelsesdannelse og fastholdelse (Coughlin Della Selva, 2006; LaBar & Cabeza, 2006; McGaugh, 2004 ).

I lyset af de konsistente resultater, der forbinder humørforstyrrelser med ændrede søvnmønstre, er forskere for nylig begyndt at udforske forholdet mellem søvn, følelsesmæssig hukommelse og affektiv regulering (for en omfattende gennemgang af disse emner, se Walker, 2009). Nogle beviser tyder på, at søvn fortrinsvis forbedrer hukommelsen for følelsesmæssige snarere end neutrale stimuli (Hu, Stylos-Allan, & Walker, 2006; Wagner, Gais, & Born, 2001).

Især ser negativt valenseret information ud til at være mere modstandsdygtig over for at glemme, da den ofte huskes bedre end positivt eller neutralt materiale efter en periode med søvnmangel (Tempesta et al., 2016; Walker, 2009). En diskret mængde forskning har været fokuseret på sammenhængen mellem følelsesmæssig hukommelse og hurtig øjenbevægelsessøvn (REM). Fokus på REM er begrundet i dets unikke fysiologi og beviserne, der forbinder selektiv REM-deprivation med en svækket kodning af følelsesmæssige stimuli og ændret følelsesmæssig reaktivitet (Goldstein & Walker, 2014; Walker & van Der Helm, 2009).

REM-søvn er karakteriseret ved aktivering af de cerebrale regioner, der er impliceret i frygtindlæring og bredere former for følelsesmæssig behandling under vågenhed, såsom amygdala, den forreste cingulate cortex, den entorhinale cortex, den ventromediale præfrontale cortex og hippocampus (Tempesta, Socci) , De Gennaro, & Ferrara, 2018). Dets unikke neurokemiske miljø er karakteriseret ved en reduceret koncentration af monoaminer (f.eks. adrenalin og noradrenalin) og af en øget koncentration af acetylcholin. Selvom begge neuromodulatorer er impliceret i synaptisk plasticitet og hukommelseskonsolidering, menes fraværet af monoaminer under REM-søvn at tillade reaktivering af følelsesmæssige aspekter af minder uden at gennemføre deres tilhørende fysiologiske aktivering (Walker & van Der Helm, 2009).

Samtidig menes kolinerg transmission at spille en kritisk rolle i kognitive aktiviteter på højt niveau såsom lærings- og hukommelsesprocesser (Diekelmann & Born, 2010; Teber et al., 2004). Desuden er elektroencefalogrammet (EEG) under REM-søvn domineret af theta-båndet, som menes at være relateret til konsolideringen af ​​information erhvervet i løbet af dagen (Hutchison & Rathore, 2015). I betragtning af disse ejendommelige karakteristika, foreslår en velkendt teoretisk model introduceret af Walker & van der Helm (2009) en mulig rolle for REM-søvn i at understøtte følelsesmæssige reguleringsprocesser ved at styrke fremtrædende hukommelsesrepræsentationer, mens de gradvist reducerer deres affektive tone over tid.

Ikke desto mindre forbliver disse hypotesefunktioner meget omdiskuterede blandt videnskabsmænd, som synes ude af stand til at finde en klar enighed om de mulige mekanismer, der forbinder søvn med hukommelseskonsolidering og følelsesmæssig behandling (Lipinska, Stuart, Thomas, Baldwin, & Bolinger, 2019). Blandt de mange spørgsmål, der forbliver ubesvarede, er det stadig ikke klart, hvor meget af "søvneffekten" der kan forklares ved reduktionen af ​​interferens under søvn (dvs. den kontinuerlige strøm af ny sensorisk og kognitiv information, der konstant behandles af hjernen under vågenhed; Jenkins & Dallenbach, 1924) eller kunne tilskrives søvneksklusive aktive mekanismer, der understøtter hukommelseskonsolidering (Benson & Feinberg, 1977).

Desuden er REM-søvns rolle i følelsesmæssig regulering og følelsesmæssig hukommelseskonsolidering blevet bekræftet i nogle undersøgelser (Hu et al., 2006; Van Der Helm et al., 2011; Wagner et al., 2001), men ikke i andre ( Baran, Pace-Schott, Ericson, & Spencer, 2012; Cellini, Torre, Stegagno, & Sarlo, 2016; Groch, Wilhelm, Diekelmann, & Born, 2013). Nogle af disse resultater kan dog være delvist forudindtaget af de metodologiske forskelle på tværs af undersøgelser: for eksempel producerer selektiv søvnmangel og split-nat-paradigmer ofte uforenelige resultater, selvom de er bredt brugt til at undersøge de separate bidrag fra REM-søvn og ikke-REM-søvn på hukommelseskonsolidering (Wagner et al., 2001; Wagner, Fischer, & Born, 2002).

Også selvom afsavnstudier gav et væsentligt bidrag til søvnens effekt på følelsesmæssig behandling (Tempesta et al., 2016), er deres observationer begrænset til konsekvenserne af søvntab (enten delvist eller totalt), men tillader ikke at vurdere den direkte bidrag af specifikke søvnparametre på hukommelsesprocesser. Andre forskere har opnået betydelige resultater gennem brug af lur-paradigmer (Cellini et al., 2016; Nishida & Walker, 2007), selvom denne type eksperimentelt design ikke giver mulighed for at undersøge effekten af ​​hele nætters søvn på konsolidering af følelsesmæssig hukommelse og følelsesmæssig reaktivitet.

Desuden, mens virkningerne af søvn på følelsesmæssig hukommelseskonsolidering allerede er blevet undersøgt ved hjælp af et 1-uges longitudinelt design, der viser en negativ sammenhæng mellem søvneffektivitet og negativ billeddiskrimination (Cellini, Mercurio, & Sarlo, 2019), overvågningen af flere på hinanden følgende nætter med polysomnografi (PSG)-lignende nøjagtighed er endnu ikke opnået til dette formål.

Til sidst, selvom søvn er blevet grundigt undersøgt i hukommelseskonsolidering, er langt mindre interesse blevet rettet mod dens effekt på kodning af følelsesmæssig information, bortset fra undersøgelser af afsavn (Kaida, Niki, & Born, 2015).

Med udgangspunkt i denne teoretiske baggrund gennemførte vi en undersøgelse for at vurdere de separate roller af søvn og vågenhed på følelsesmæssig hukommelseskonsolidering i løbet af 24 timer.

Specifikt brugte vi en følelsesmæssig billedgenkendelsesopgave og en bærbar søvntracker til (i) at undersøge effekten af ​​natsøvn sammenlignet med en tilsvarende periode af vågenhed i dagtimerne på subjektiv følelsesmæssig reaktivitet og hukommelsesydelse; (ii) bestemme, om en positiv effekt af søvn på hukommelseskonsolidering forbliver stabil efter en efterfølgende periode med vågenhed; og (iii) udforske virkningen af ​​nattesøvn på kodningen af ​​følelsesmæssig information.

2|MATERIALER OG METODER

2.1|Deltagere

Fyrre deltagere mellem 18 og 34 år (17 M, 23 F; middelalder ± standardafvigelse=23.575 ± 3.161) og uden nogen større fysisk, neurologisk eller psykologisk tilstand deltog i denne undersøgelse. Deltagerne blev tilfældigt tildelt en Sleep First Group (SF; 8 M, 12 F) eller en Wake First Group (WF; 9 M, 11 F), som sørgede for to forskellige eksperimentelle forhold. Alle deltagere gav informeret samtykke. Studieprotokollen blev godkendt af den lokale etiske komité.

2.2|Stimuli og opgave

Neutrale og følelsesmæssige billeder (N=180) blev udvalgt fra EmoMadrid-databasen (Carretié, Tapia, Lopez-Martín, & Albert, 2019), allerede valideret til affektiv forskning og yderligere testet i en pilotprøve af studerende fra Padua Universitet for at bekræfte dets gyldighed i en italiensk prøve (N=20; pilotdata vil ikke blive præsenteret i dette manuskript). Hvert billede i databasen kommer med en række parametre, inklusive Valens- og Arousal-værdier udtrykt på en 5-punkt Likert-skala fra 2 (meget negativ/meget rolig) til +2 (meget positiv/meget ophidsende ).

Grunden til, at EmoMadrid er blevet valgt frem for det mere populære International Affective Picture System (IAPS; Lang, Bradley, & Cuthbert, 2008) er, at selv om sidstnævnte har været meget brugt til affektiv forskning, præsenterer det nogle store problemer vedrørende forældelsen af ​​nogle billeder og deres kulturgeografiske baggrund, som for det meste er repræsentativ for USA (Carretié et al., 2019; Henrich, Heine, & Norenzayan, 2010).

Den eksperimentelle opgave omfattede en kodningsfase og tre hukommelsestest (T1, T2, T3), som alle blev bygget ved hjælp af PsychoPy-softwaren (Peirce et al., 2019). Kodningssættet indeholdt 90 billeder (45 negativer + 45 neutrale). Under kodningen blev hvert billede vist på skærmen i 2 sekunder, hvorefter deltagerne blev bedt om at rapportere deres opfattede vurderinger af Valence og Arousal.

Hukommelsestest inkluderede 6{{10}} billeder hver, hvoraf 30 (15 negative + 15 neutrale) allerede var blevet vist under indkodningsfasen, mens de andre 3{{ 21}} (15 negative + 15 neutrale) var nye. Alle testsæt blev bygget til at balancere tematisk indhold (hvert sæt indeholdt det samme antal billeder, der afbilder dyr, mennesker, landskaber og objekter) og ophidselses-/valensniveauer (negativ valensmiddel ± standardafvigelse=1,38 ± {{23} }.08; Negativ arousal-middelværdi ± standardafvigelse = 1.13 ± 0.04; Neutral valensmiddelværdi ± standardafvigelse=0.16 ± 0.06; Neutral arousal-middelværdi ± standardafvigelse=0.03 ± 0.10 ). Hvert billede dukkede op på skærmen i 2 sekunder, hvorefter deltagerne blev bedt om at svare, om de allerede havde set det under indkodningen eller ej, og at rapportere deres opfattede vurderinger af valens og ophidselse.

Hukommelsesydelsen blev vurderet gennem d-prime-indekset. Specifikt beregnede vi Hit Rate (HR; andelen af ​​gamle billeder korrekt identificeret som "allerede set") og False Alarm Rate (FAR; andelen af ​​nye billeder fejlagtigt identificeret som "allerede set"). Ud fra disse to indekser, ifølge Signal Detection Theory (Macmillan & Creelman, 2004), beregnede vi diskriminationsindekset d-prime som forskellen mellem HR og FAR z-scores ved hjælp af formlen d-prime=zHR zFAR . For d-prime, HR og FAR beregnede vi også ændringen i hukommelsesydelse mellem T2 og T1 som T2score/T1score*100 og ændringen i hukommelsesydelse mellem T3 og T2 som T3score/T2score*100.

2.3|Søvnovervågningsenhed

Søvnætter blev overvåget ved hjælp af Dreem Headband (DH; Dreem SAS, Paris), en bærbar enhed, der er blevet valideret som et bærbart alternativ til PSG (Arnal et al., 2020). Pandebåndet leveres med forskellige sensorer, herunder fem tørre elektroder (O1, O2, FpZ, F7, F8), hvilket giver syv bipolære EEG-afledninger (FpZ–O1, FpZ–O2, FpZ–F7, F8–F7, F7–01, F8–O2 , FpZ–F8), et 3D-accelerometer til at måle åndedrætsfrekvensen og holde styr på bevægelser og positioner, og et pulsoximeter til at måle puls. DH kan indsamle og gemme fysiologiske mål i realtid i løbet af natten; rå registrerede data er tilgængelige fra en dedikeret cloud-tjeneste. DH bruger en valideret automatisk søvnscoring til at give klassiske søvnmålinger (f.eks. søvnvarighed, tid brugt i forskellige søvnstadier).

2.4|Procedure

Hele proceduren varede 3 dage for hver deltager (figur 1), med forskellig fordeling af opgaver for SF og WF. Hver deltager fik detaljerede mundtlige og skriftlige instruktioner om, hvordan man registrerer søvnnætter og udfører eksperimentelle opgaver.

På den første dag blev alle deltagere bedt om at udfylde en række online spørgeskemaer for at opnå grundlæggende demografi (alder, køn, erhverv), kontrollere for tilstedeværelsen af ​​angst eller depressive symptomer med Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS; Zigmond & Snaith) , 1983), undersøger global søvnkvalitet gennem Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI; Buysse, Reynolds III, Monk, Berman, & Kupfer, 1989) og døgnpræferencer gennem den ultrakorte version af Munich ChronoType Questionnaire (MCTQ; Ghotbi et al. ., 2020) og Morningness-Eveningness Questionnaire reduceret version (MEQ-r; Natale, Esposito, Martoni, & Fabbri, 2006), og for at registrere den første nats søvn.

Fra den anden dag blev instruktionerne ændret afhængigt af den eksperimentelle tilstand: for WF fandt indledende indlæring (kodning) sted kl. 09:00 ± 1:00 timer, efterfulgt af en øjeblikkelig hukommelsestest ( T1), mens den anden test (T2) skulle afsluttes kl. 21:00 ± 1:00 timer.

Derefter skulle deltagerne registrere den anden nats søvn og gennemføre den sidste hukommelsestest (T3) kl. 09:00 ± 1:00 timer den følgende dag. Instruktionerne for SF var ens, bortset fra det faktum, at eksperimentelle opgaver blev flyttet med et 12-times interval, så den indledende læring ville finde sted lige før de skulle sove. Således skulle kodningsfasen og T1 afsluttes kl. 21:00 ± 1:00 timer på den anden dag, mens de resterende tests (T2 og T3) var planlagt til henholdsvis 09: 00 ± 1:00 timer og 21:00 ± 1:00 timer den følgende dag, efter den anden nats søvn blev registreret. For at forhindre eventuelle ordreeffekter blev alle tests udlignet mellem deltagerne for i alt seks mulige kombinationer.

Desuden blev præsentationsrækkefølgen af ​​billeder randomiseret for hver opgave. Før hver forsøgssession skulle deltagerne udfylde en kort række spørgeskemaer, der ændrede sig afhængigt af tidspunktet på dagen. Morgenspørgeskemaerne omfattede en PSQI (Buysse et al., 1989) til at teste søvnkvaliteten relateret til den foregående nat, en Samn-Perelli-skala (Samn & Perelli, 1982) og en Stanford Sleepiness-skala (Hoddes, Zarcone, Smythe, Phillips, & Dement, 1973) for at undersøge henholdsvis årvågenhed og træthedsniveauer, hvorimod aftenspørgeskemaerne kun omfattede en Samn-Perelli og en Stanford Sleepiness Scale.

2,5|Statistisk analyse

Demografi (alder, køn) og psykologiske og søvnparametre for de to grupper blev sammenlignet ved hjælp af uafhængige t-tests og χ2 --tests. For hver sammenligning rapporterede vi Cohens d som et mål for effektstørrelse.

Ændringer i hukommelsens ydeevne på tværs af testsessioner er blevet analyseret ved hjælp af følgende plan. For det første gennemførte vi for hver variabel af interesse en omnibus blandet-ANOVA med testsessioner (T1, T2, T3) og type billede (negativ, neutral) som inden for emnets faktorer og gruppe (SF, WF) som mellem- emnefaktor.

Derefter, for at teste den første eksperimentelle hypotese (dvs. lavere glemsel efter en nats søvn), udførte vi en blandet ANOVA ved at bruge ændringer fra T1 til T2 som afhængige variabler med billedtype (negativ, neutral) som inden for emnet faktor og gruppe (SF, WF) som mellem-fagsfaktor. For at teste vores anden eksperimentelle hypotese (dvs. hukommelsesydelsen efter en nats søvn forbliver stabil efter efterfølgende vågning), udførte vi endnu en blandet ANOVA ved at bruge ændringer fra T2 til T3 som afhængige variabler, type billede (negativ, neutral) som inden for- emner faktor og gruppe (SF, WF) som mellem-fag faktor.

For at vurdere ændringerne i følelsesmæssig reaktivitet (arousal og valens) udførte vi to separate omnibus mixed-ANOVA med testsessioner (kodning, T1, T2, T3) og type billede (negativ, neutral) som inden for-subjektsfaktorer og gruppe (SF, WF) som mellem-fagsfaktor. For alle ANOVA'erne rapporterede vi η2 p som et mål for effektstørrelse for de vigtigste faktorer og interaktioner, og vi rapporterede både ukorrigeret og Holm-test post hoc-analyse ved at bruge Cohens d som et mål for effektstørrelse for post hoc-sammenligninger.

Forholdet mellem søvnparametre og ydeevne samt Arousal og Valence er blevet undersøgt separat for de to grupper ved hjælp af Pearsons korrelationer. For WF undersøgte vi forholdet mellem søvnparametre registreret natten før kodning og variablerne af interesse, såsom d-prime, valens og ophidselsesvurderinger ved T1. For SF'eren undersøgte vi forholdet mellem søvnparametre registreret natten efter kodning og ændringen i ydeevne fra T1 til T2. En værdi på p < 0.05 blev brugt som det signifikante niveau.

Udover signifikanstestning af nulhypoteser brugte vi også Bayesiansk statistik til at estimere sandsynligheden for, at den alternative hypotese er sand givet dataene. Specifikt rapporterede vi Bayes-faktoren (BF10), med værdier større end tre, der indikerer moderat evidens for den alternative hypotese (H1), og BF10-værdier lavere end 0.3 moderat understøtter nulhypotesen (H0; Jarosz & Wiley, 2014). For ANOVA'erne blev BF10 beregnet ved hjælp af metoden med tværmatchede modeller. Alle analyserne blev udført ved hjælp af JASP version 0.16.2 (JASP Team, 2022). Undersøgelsen var ikke forhåndsregistreret.

FIGUR 2 (a) Valens- og (b) ophidselsesvurderinger som funktion af typen af ​​stimuli (negative og neutrale billeder) ved indkodningen (Enc) og de tre testsessioner (T1, T2, T3). Fejlbjælker repræsenterer standardfejlen for gennemsnittet.

For more information:1950477648nn@gmail.com