Separácia vzoru a zdrojová pamäť Zapojenie odlišných hipokampálnych a neokortikálnych oblastí počas získavania

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Úvod

Podrobné znázornenia minulých udalostí sa spoliehajú na schopnosť vytvárať asociácie medzi položkami a ich kontextovými vlastnosťami (tj zdrojPamäť), ako aj schopnosť zreteľne reprezentovať novú udalosť od podobnej udalosti uloženej vPamäť(tj oddelenie vzorov). Je známe, že tieto procesy zapájajú hipokampus, aj keď nie je jasné, či zdieľajú podobné mechanizmy. Nie je tiež známe, či a v ktorej oblasti (regiónoch) sa činnosť súvisiaca s týmito procesmi prekrýva a/alebo interaguje. Tu sme použili fMRI s vysokým rozlíšením na preskúmanie príspevkov hipokampálnych podpolí a neokortikálnych oblastí k separácii vzorov a zdrojuPamäťs experimentálnou paradigmou, ktorá súčasne testovala oboje. Počas kódovania mužské a ženské ľudské subjekty náhodne študovali položky v jednom zo štyroch kvadrantov na obrazovke. Počas testu si prezerali opakované položky (ciele), podobné položky (návnady) a nové položky (fólie) a mali uviesť, či je každá položka stará, podobná alebo nová. Po každom posúdení položky boli subjekty požiadané, aby označili kvadrant, v ktorom bol prezentovaný pôvodný stimul. Každý pokus o návnadu mal teda zložku diskriminácie návnady (oddelenie vzoru zdanenia) a posúdenie miesta (zdrojová pamäťZistili sme dva hlavné profily odozvy: (1) signály súvisiace so separáciou vzorov v DG/CA3 a peririnálnom kortexe a (2) zdrojPamäťsignály v zadnom CA1, parahipokampálnom kortexe a uhlovom gyre. Voxelová analýza celého mozgu odhalila, že aktivita sa týkala diskriminácie a zdrojaPamäťsa do značnej miery neprekrývala. Tieto zistenia naznačujú, že odlišné procesy sú základom získavania vzorovo oddelených reprezentácií položiek a pamätania zdrojových informácií.

Kľúčové slová: kontext; fMRI; hippocampus;Pamäť; oddelenie vzorov;zdrojová pamäť

Výhoda byliny cistanche: zlepšuje pamäť

Podrobné epizodické spomienky závisia od schopnosti vytvárať asociácie medzi položkami a kontextami (tj zdrojová pamäť), ako aj od schopnosti rozlišovať medzi podobnými položkami alebo udalosťami v pamäti (tj separácia vzorov). Množstvo dôkazov naznačuje, že zdrojová pamäť sa spolieha na hipokampus, o ktorom sa predpokladá, že predstavuje spojenie medzi položkami a kontextom (Diana et al., 2007). Štúdie na hlodavcoch ukázali, že hipokampálne CA1 „miesto bunky“ môžu kódovať asociácie medzi objektmi a miestami (Komorowski et al., 2009), zatiaľ čo štúdie na ľuďoch s použitím fMRI s vysokým rozlíšením preukázali zvýšenú aktivitu v CA1 a subikule počas asociatívnej pamäte. kódovanie a vyhľadávanie (Eldridge a kol., 2005; Viskontas a kol., 2009; Suthana a kol., 2015). Štúdie zdrojovej pamäte zvyčajne porovnávajú aktivitu súvisiacu s rozpoznávaním položiek s (S ) a bez (S μ ) špecifickým kontextovým detailom (napr. priestorové umiestnenie) a majú tendenciu porovnávať samotné rozpoznávanie položiek (S μ ) s menej podrobnou pamäťou s nižšou vernosťou. (Frithsen a Miller, 2014; Hutchinson a kol., 2014). Tieto štúdie často nedokážu preukázať zapojenie hipokampu pri rozpoznávaní položiek bez získania súvisiaceho kontextu (S μ ). Samotná pamäť položiek však môže byť veľmi podrobná. Na ich odlíšenie od podobných položiek v pamäti sa musia vytvoriť zreteľné, verné reprezentácie položiek (prostredníctvom oddelenia vzorov). Predpokladá sa, že podobne ako zdrojová pamäť, aj separácia vzorov závisí od hipokampu s dôkazmi u hlodavcov (Leutgeb a kol., 2007; Neunuebel a Knierim, 2014), ako aj v paradigmách ľudskej mnemotechnickej diskriminácie (Bakker a kol., 2008; Berron a kol. al., 2016), čo naznačuje, že zubatý gyrus (DG) hrá rozhodujúcu úlohu pri ortogonalizácii prekrývajúcich sa vstupov.

Kliknite na Cistanche pre pamäť

Mimo hippocampu sa predpokladá, že široká sieť zadných mediálnych kortikálnych oblastí podporuje kontext a zdrojovú pamäť (Ranganath a Ritchey, 2012; Reagh a Ranganath, 2018). Parahippokampálna kôra (PHC) kóduje priestorové/kontextové informácie popri hipokampe, zatiaľ čo aktivita v laterálnom zadnom parietálnom kortexe, najmä v uhlovom gyrus, je spojená s vyhľadávaním epizodických detailov (Johnson a kol., 2013; Hutchinson a kol., 2014). Nedávno štúdie zistili, že kortikálne oblasti mimo hipokampu môžu tiež prispieť k oddeleniu vzorov (Reagh a Yassa, 2014; Leal a Yassa, 2018). Napríklad nedávna práca našej skupiny ukázala, že perirhinálna kôra (PRC), časť ventrálneho „čoho“ prúdu vyčnievajúceho do hipokampu, je zapojená počas mnemotechnickej diskriminácie podobných objektov (Reagh a Yassa, 2014).

Použitím dobre overenej úlohy rozlišovania položiek, ktorá bola upravená tak, aby obsahovala komponent zdrojovej pamäte, predchádzajúca práca v našom laboratóriu ukázala, že správne úsudky o zdrojovej pamäti sa môžu vyskytnúť v neprítomnosti separácie vzorov (tj falošných poplachov), čo naznačuje, že tieto procesy, ktoré pravdepodobne závisia od detailných reprezentácií hipokampu, sú prinajmenšom behaviorálne disociovateľné (Kim a Yassa, 2013). Avšak rozsah, v akom tieto procesy produkujú odlišné alebo prekrývajúce sa signály v hipokampálnych subregiónoch a kortikálnych oblastiach, nie je známy. V tejto štúdii sa použila fMRI s vysokým rozlíšením (1, 8 mm s pokrytím takmer celého mozgu) na súčasné posúdenie hipokampálneho podpoľa a kortikálnej aktivity počas rozlišovania podobných položiek návnady a úsudkov zdrojovej pamäte pre tieto položky. Predchádzajúce štúdie fMRI pozorovali aktivitu v oblasti DG/CA3 počas správneho odmietnutia podobných návnad, ktorá bola porovnateľná s aktivitou nových fólií (Bakker et al., 2008). Tento vzor aktivity je v súlade so signálom separácie vzoru v tom, že s podobnými položkami sa zaobchádza ako s novými položkami a nevyvolávajú potlačenie opakovania (tj adaptáciu na fMRI) pozorované pri identických opakovaniach. Predpovedali sme, že tento signál separácie vzoru uvidíme v DG/CA3 počas správneho odmietnutia podobných návnad, zatiaľ čo iné podoblasti hipokampu (CA1 a subiculum) by boli citlivé na pamäť zdroja (vyššie úrovne aktivity pre správny zdroj v porovnaní s nesprávnym zdrojové rozsudky). Keďže sme získali pokrytie fMRI v blízkosti celého mozgu, dokázali sme tiež preskúmať, ktoré oblasti mimo hipokampu vykazovali disociovanú alebo prekrývajúcu sa separáciu vzorov a signály zdrojovej pamäte.

Cistanche môže zlepšiť pamäť

Materiály a metódy

Predmety

Do štúdie bolo pôvodne prijatých 31 zdravých jedincov z Kalifornskej univerzity v Irvine a z väčšej komunity Orange County. Z tejto počiatočnej vzorky bola jedna vylúčená z dôvodu poruchy zariadenia na skeneri, jedna bola vylúčená z dôvodu predčasného odstúpenia od experimentu, dve boli vylúčené z dôvodu náhodného výkonu pri aspoň jednej úlohe a dve boli vylúčené z dôvodu nadmerného pohybu počas skenovania. Výsledkom bola konečná vzorka 25 subjektov zahrnutých do našich analýz (17 žien, vekové rozpätie 18 – 29 rokov, priemer 20,6 roka, SD 2,47 roka). Všetci jedinci boli pri nábore skrínovaní na neurologické stavy (napr. mŕtvicu alebo duševné ochorenie v anamnéze), nedostatok spánku a hlavné symptómy depresie (prostredníctvom Beckovho inventára depresie). Subjekty poskytli písomný informovaný súhlas po Inštitucionálnej revíznej rade Kalifornskej univerzity v Irvine a za svoju účasť boli odmenení.

Úloha

Úloha bola upravená z našej predchádzajúcej práce (Kim a Yassa, 2013) a optimalizovaná na použitie v skeneri MRI (obr. 1A). Účastníci najskôr dokončili náhodnú fázu štúdie, v ktorej sa 226 bežných objektov objavilo v jednej zo štyroch pozícií na obrazovke na 3 sekundy (interstimulačný interval 1 s) a mali za úlohu uviesť, či sa každý objekt bude častejšie nachádzať v interiéri alebo exteriéri. Obrazovka bola rozdelená do štyroch rovnakých kvadrantov a objekty sa objavili v jednej zo štyroch pozícií (náhodne v rámci stimulačnej sady pre každý subjekt). Po fáze štúdie sa uskutočnila prekvapivá testovacia fáza pozostávajúca z 300 pokusov. Z 300 bolo 74 objektov úplne nových (fólie), 74 bolo identických so študovanými objektmi (cieľmi) a 150 bolo podobných, ale nie identických so študovanými objektmi (návnady). Podobne ako vo fáze štúdie sa objekty objavili na obrazovke na 3 sekundy a subjekty mali za úlohu posúdiť, či je každý objekt „starý“, „podobný“ alebo „nový“ (zodpovedajúci cieľom, návnadám a fóliám). Okrem toho po posúdení položky účastníci dokončili posúdenie zdrojovej pamäte. Ak účastníci vybrali „starý“ alebo „podobný“ po oneskorení, boli vyzvaní na obrazovke s očíslovanými kvadrantmi a dostali 3 s na výber kvadrantu, v ktorom videli pôvodný objekt. V prípade návnad bolo subjektom objasnené, že úsudok o zdroji sa týka študovanej položky, ktorej je návnada podobná (poskytuje stav, v ktorom pravdepodobne došlo k oddeleniu vzorov, ako aj k kontextovému získaniu pamäte). Ak si účastníci namiesto kvadrantového úsudku vybrali „nový“, boli vyzvaní, aby uviedli, či sú si svojím úsudkom „istí“ alebo „neistí“ (v našich analýzach sme nerozlišovali medzi týmito konkrétnymi úsudkami a zahrnuli sme len tento nasledujúci – pre fólie, aby sa zhodovali s časom, ktorý zabralo posúdenie zdroja pri pokusoch s terčom a návnadou). Odpovede sa uskutočňovali stlačením tlačidla a ikony na obrazovke zodpovedajúce každému tlačidlu sa po stlačení rozsvietili na červeno, aby pomohli pri mapovaní účastníkov k požadovaným odpovediam.

MRI

získavanie Údaje neuroimagingu boli získané na 3.0 skeneri Tesla Philips Achieva s použitím 32-kanálovej cievky na kódovanie citlivosti v Neuroscience Imaging Center na Kalifornskej univerzite v Irvine. Na začiatku každej relácie sa získal 3D MP-RAGE štrukturálny sken s vysokým rozlíšením (0,75 mm izotropné voxely): TR 11 ms, TE 4,43 ms, 200 plátky, 0,75 mm izotropné, FOV 231 240 150. Skenovanie fMRI pozostávalo z T2*-váženej EPI sekvencie s použitím BOLD kontrastu: TR 3000 ms, TE 26 ms, uhol prevrátenia 70 stupňov, 43 rezov, rozlíšenie 1,8 ± 1,8 mm v rovine, hrúbka stonky rezu 1,8 mm s medzerou 0,2 mm, FOV 180 77,4 180. Rezy boli získané ako čiastočný axiálny objem a bez ofsetu alebo angulácie, poskytujúce takmer pokrytie celého mozgu. Na zabezpečenie stabilizácie signálu T1 boli získané štyri počiatočné "fiktívne skeny". Pre každého účastníka bolo získaných celkom 6 funkčných cyklov: 2 študijné fázy a 4 testovacie fázy. Každý priebeh štúdie trval 387 s (123 dynamiky) a každý skúšobný chod 468 s (150 dynamiky).

Predspracovanie MRI a segmentácia oblasti záujmu

Všetky údaje neuroimagingu boli vopred spracované a analyzované pomocou analýzy funkčných NeuroImages (AFNI, verzia 17.2.00) (Cox, 1996) na platformách GNU/Linux a Mac OSX. Analýzy prebiehali väčšinou podľa štandardizovaného postupu afni{4}}proc.py. EPI boli korigované na pohyb (3dvolreg) a načasovanie rezu (3dTshift), maskované na vylúčenie voxelov mimo mozgu (3dautomask) a boli vyhladené (3dmerge) pomocou 2.{{1{18}}}} mm Gaussovho FWHM jadra . Parametre korekcie pohybu boli uložené do textových súborov na neskoršie použitie pri lineárnej regresii (pozri analýzu údajov MRI). Každý beh bol tiež opovrhovaný, aby sa ďalej znížil vplyv pohybu na dáta (3dDespike). Funkčné skeny boli zarovnané s MP-RAGE zbavenou lebky každého subjektu (align_epi_anat.py). Použili sme pokročilé normalizačné nástroje na zabalenie štrukturálneho skenu každého účastníka do našej vlastnej internej izotropnej šablóny s vysokým rozlíšením 0,75 mm pomocou nelineárnej registrácie SyN (Avants et al., 2011). Parametre z týchto deformácií sa použili aj na deformáciu funkčných skenov do priestoru šablón pre skupinové analýzy ROI. Masky sa prevzorkovali tak, aby zodpovedali rozlíšeniu vyhladených údajov fMRI (2,0 mm izotropné) a ďalej sa maskovali, aby sa vylúčili čiastočne vzorkované voxely v rámci a naprieč behom (3dcalc). Nakoniec sme normalizovali údaje na globálny priemer v rámci cyklu (3dcalc), takže následné koeficienty odrážajú percentuálnu zmenu oproti základnej hodnote.

Hipocampal ROI sme definovali na základe našich zavedených protokolov (napr. Yassa et al., 2010; Reagh a Yassa, 2014) (obr. 2). Stručne, segmentácia hipokampálnych podpolí sa uskutočnila podľa protokolu SY, ktorý opísali Yushkevich et al. (2015) pomocou našej vlastnej šablóny skupiny s vysokým rozlíšením, hoci hranica CA1-subikula bola aktualizovaná, aby odrážala nedávne úsilie o harmonizáciu medzi protokolmi segmentácie hipokampu (Wisse et al., 2017). Rovnako ako v predchádzajúcich štúdiách (Reagh et al., 2017) sme segmentovali predné verzus zadné časti hipokampálnych podpolí vzhľadom na hypotézy o špecifickom zapojení zadného mediálneho temporálneho laloku (MTL) v kontextovej pamäti (Ranganath a Ritchey, 2012). Toto oddelenie bolo umiestnené na reze bezprostredne za vrcholom uncal, takže naše „predné“ hipokampálne oddelenie sa vzťahuje špecificky na hlavu hipokampu, zatiaľ čo „zadné“ oddelenie sa vzťahuje na telo a chvost. ROI uhlového gyrusu bola definovaná ako inkluzívna oblasť záujmu sústredená na uhlový gyrus, ale zahŕňajúca susedné oblasti zadného parietálneho kortexu.

Experimentálny dizajn a štatistická analýza

Behaviorálne analýzy. Štatistické analýzy sa uskutočnili pomocou GraphPad Prism 8.1.2. Pokusy boli klasifikované podľa položky (staré, podobné, nové) a zdroja úsudku (zdroj správny a zdroj nesprávny) a vypočítal sa podiel odpovedí pre každý typ pokusu. Aby sme otestovali behaviorálne účinky, vykonali sme ANOVA s opakovanými opatreniami pre ciele aj návnady s odozvou položky (stará a podobná) a zdrojovou pamäťou (zdroj správny a zdroj nesprávny) ako faktory v rámci subjektu. Post hoc t-testy sa uskutočnili pomocou Holm-Sidakovho viacnásobného porovnávacieho testu na preskúmanie významných interakcií.

MRI metódy. Do analýz boli zahrnuté iba údaje o vyhľadávaní. Skonštruovali sme GLM s regresormi pre zásahy do cieľa, správne odmietnutie návnady (LCR) a návnadu falošných poplachov (LFA) so správnymi aj nesprávnymi zodpovedajúcimi úsudkami o zdroji, ako aj prekazením správnych odmietnutí (zrútenie sa pri úsudkoch spoľahlivosti). Falošné falošné poplachy, minutia cieľa, minutia návnady a pokusy bez odozvy sa zrútili do stavu, v ktorom sa nestali zaujímavé vzhľadom na ich vzácnosť a ťažkosti s interpretáciou. Dodatočne sme zahrnuli regresory pre šesť pohybových vektorov odvodených z kroku predspracovania korekcie pohybu (x, y, z, sklon, natočenie, vybočenie). GLM bol spustený v AFNI pomocou 3dDeconvolve. Dekonvolúcia hemodynamickej odozvy sa uskutočnila pomocou funkcií stanu pokrývajúcich nástup stimulu do 15 s po nástupe so 6 funkciami odhadu distribuovanými v tomto časovom okne. Parametre pohybu boli zadané do modelu ako explicitné regresory, aby sa znížil vplyv pohybu hlavy na odhady parametrov súvisiacich s úlohou, a boli zadané pokusy bez odozvy, aby sa tieto nejednoznačné pokusy vylúčili z ovplyvnenia zvyškov modelu. Okrem toho boli vektory modelujúce časový posun zadané ako regresory pokrývajúce polynómy prvého, druhého a tretieho rádu. Pri vytváraní našich odhadov odozvy pre naše podmienky záujmu sme explicitne odpočítali odmietnutia novej fólie ako základnú podmienku. Stručne povedané, toto vedie k interpretácii, že odchýlky od základnej línie sú pravdepodobne spôsobené pamäťou. Pre všetky funkčné chody boli TR s pohybom presahujúcim 0.5 mm posunutie rámu (ale pod naším prahom vylúčenia 3 mm) cenzurované z analýz, ako aj bezprostredne predchádzajúce a nasledujúce TR. Nakoniec bol globálny signál z komôr a bielej hmoty vylúčený z voxelov šedej hmoty pomocou ANATICOR (Jo et al., 2010). Tieto postupy „vyčistenia údajov“ sa použili na vylúčenie účinkov pohybu hlavy na aktivačné profily v možnom rozsahu (Power et al., 2012).

Konečné váhy zadané do analýz druhej úrovne pozostávali z priemeru prvých troch funkcií odhadu (zameraných na zachytenie vrcholu odpovede BOLD). ROI analýzy. Pre naše analýzy ROI boli hmotnosti prevedené na percentuálnu zmenu oproti základnej hodnote a potom extrahované z a priori ROI (3dmaskave). Štatistické analýzy boli vykonané pomocou GraphPad Prism 8.1.2 a SPSS 26.0 (IBM). Obojsmerné ANOVA s opakovanými meraniami s rozlišovaním návnad (LCR a LFA) a zdrojovou pamäťou (správnou a nesprávnou) ako faktory v rámci subjektu sa použili na skúmanie účinkov v hipokampálnych a neokortikálnych ROI. Pre regióny, v ktorých sa aktivita medzi hemisférami líšila, sa pravá a ľavá hemisféra posudzovali oddelene. Pre regióny, v ktorých bola aktivita vysoko konzistentná (napr. zadný DG/CA3 a uhlový gyrus), boli údaje zrútené naprieč hemisférami. Aby sme priamo porovnali pozorovanú separáciu hipokampálnych vzorov a efekty zdrojovej pamäte, previedli sme druhú odmocninu čiastočných μ 2 pre diskrimináciu návnad a efekty zdrojovej pamäte na Fisherov z. Potom sme zaznamenali Z-skóre rozdielu v týchto hodnotách medzi subregiónmi (napr. Z skóre Fisherovho z (návnada) v DG/CA3 μ Fisherova z (návnada) v CA1). Holm-Sidak korekcia cez hipokampálne podpolia (n 12) sa použila na preskúmanie, ktoré hipokampálne účinky prežili korekciu viacnásobného porovnávania. Pre regióny, kde sme pozorovali hlavný účinok diskriminácie návnad, sme vykonali jednovzorkové t-testy porovnávajúce aktivitu pre LCR so základnou líniou (odmietnutia podľa fólie). V oblastiach, kde aktivita nebola konzistentná s predpokladanými signálmi zdroja pamäte so separáciou vzorov, boli do analýzy zahrnuté cieľové zásahy. Pre tieto oblasti sa vykonali dvojcestné ANOVA s opakovanými opatreniami s pamäťou položiek (LCR, LFA a cieľové zásahy) a zdrojovou pamäťou (správnou a nesprávnou) ako faktormi v rámci subjektu. Na testovanie hlavných účinkov pamäte položiek boli použité post hoc t-testy využívajúce Holm-Sidakov test viacnásobného porovnávania.

Voxelwise analýzy. Okrem nášho prístupu založeného na návratnosti investícií založenom na hypotéze sme pomocou AFNI, verzia 17.2, skúmali prieskumné funkčné mapy takmer celého mozgu diskriminácie návnad a hlavných účinkov súvisiacich so zdrojom, ako aj oblasti prekrývania.00. Aby sme to urobili, zadali sme koeficienty každého subjektu do ANOVA s opakovanými meraniami (3dANOVA3), s rozlišovaním návnad (LCR a LFA) a zdrojovou pamäťou (správnou a nesprávnou) ako fixnými faktormi v rámci subjektu a subjektmi ako náhodným faktorom. Významné aktivačné mapy boli upravené pre viacnásobné porovnania pomocou rodinnej korekcie chybovosti s minimálnym rozsahom 46 súvislých voxelov na prahu p 0,05 (3dClustSim, nedávno aktualizovaný s cieľom riešiť neúmyselnú infláciu). Pre vizualizáciu sme binarizovali významné F-štatistické mapy pre jednotlivé efekty diskriminácie návnady a zdrojovej pamäte a potom sme ich spojili do jednej mapy pomocou jednoduchej krokovej funkcie (tj voxely s efektom návnady dostali hodnotu 1, voxely so zdrojovým efektom dostali hodnotu hodnotu 2 a voxely s prekrývajúcimi sa efektmi získali kombinovanú hodnotu 3).

Výsledky

Zistenia správania

Najprv sme skúmali priemerný podiel starých, podobných a nových odpovedí pre každý typ stimulu (cieľ, návnada alebo fólia) (obr. 1B). Celkovo boli subjekty schopné správne identifikovať ciele ako staré (65 percent) a fólie ako nové (69 percent), zatiaľ čo návnady boli často nesprávne identifikované ako staré (36 percent) namiesto podobných (49 percent). Tento vzorec správania naznačuje distribúciu LCR a LFA a replikuje predchádzajúce výsledky pomocou rovnakej úlohy (Kim a Yassa, 2013). Ďalej sme skúmali výkon v druhej fáze posudzovania zdrojovej pamäte. Uskutočnili sme ANOVA s opakovanými meraniami naprieč odozvou položky (stará a podobná) a zdrojovou pamäťou (zdroj správny a zdroj nesprávny) pre ciele aj návnady. V prípade cieľov sme zistili hlavný účinok odozvy na položku a zdrojovej pamäte, ako aj interakcie (odozva položky: F(1,24) 53,4, p 1,5 10 μ 7, zdroj: F(1,24 ) 5,7, p 0,3, interakcia: F(1,24) 16,6, 0.0004), s väčším počtom cieľových zásahov (ciele správne identifikované ako staré), než boli ciele nesprávne identifikované ako podobné a správnejšie ako nesprávne úsudky o zdroji. Post hoc t-testy ukázali, že subjekty častejšie posudzovali správne zdroje pamäte pre zásahy cieľov (F(1,24) 5,7, p 0,02; správny zdroj vs nesprávny zdroj: priemerný rozdiel 0,14, p 0,05), čo naznačuje, že keď subjekty mali presnejšiu reprezentáciu cieľovej položky mali tendenciu mať lepšiu zdrojovú pamäť pre túto položku. V prípade návnad sme zistili vyššiu mieru správnych odmietnutí (návnady správne identifikované ako podobné, LCR) ako falošných poplachov (návnady nesprávne identifikované ako staré, LFA) (F(1,24) 4,8, p 0,04) (obr. 1C) , ale žiadny významný rozdiel v počte správnych a nesprávnych zdrojových úsudkov (F(1,24) 3,14, p 0,09). Je kritické, že tieto údaje kopírujú predchádzajúce výsledky naznačujúce behaviorálnu disociáciu medzi zdrojovou pamäťou a separáciou vzorov, čo ukazuje, že správne úsudky o zdrojovej pamäti sa môžu vyskytnúť bez separácie vzorov (tj falošných poplachov) a že oddelenie vzorov na úrovni položiek môže nastať pri nesprávnom zdroji. pamäťové súdy.

Neuroimagingové nálezy

Použili sme fMRI s vysokým rozlíšením (1,8 mm izotropné), čo umožňuje akvizíciu takmer celého mozgu, aby sme preskúmali regionálnu aktivitu zapojenú počas posudzovania pamäte položiek a zdrojov. Pre každú ROI sme vykonali ANOVA opakovaných meraní na návnadách s rozlišovaním návnad (LCR a LFA) a pamäťou zdroja (zdroj správny a zdroj nesprávny) ako fixné faktory. Pre regióny, kde sme pozorovali hlavný účinok diskriminácie návnad, sme vykonali t-testy porovnávajúce aktivitu pre LCR so základnou líniou (odmietnutia podľa fólie). Obrázky 3 a 4 predstavujú percentuálnu zmenu signálu pre každú z uvažovaných podoblastí vo všetkých podmienkach záujmu (LCR, LFA, cieľové zásahy, posudzované samostatne pre podmienky S a Sμ).

Odlišné oddelenie hipokampálnych vzorov a zdrojové pamäťové signály

Aktivita v ľavom prednom DG/CA3 a bilaterálnom zadnom DG/CA3 bola vyššia pre správne odmietnutia ako pre falošné poplachy, pričom aktivita pre správne odmietnutia bola na rovnakej úrovni ako pri správnych odmietnutiach fólie (tj základná línia) (obr. 3C,E,F; ľavý predný DG/CA3: F(1,24) 6,9, p 0.016, t-test LCR vs základná hodnota: t(24) 0,46, p {{ 21}},65; ľavé zadné DG/CA3: F(1,24) 5,426, p 0.029, t-test LCR vs. základná hodnota: t(24) 1,3, p {{ 38}}.22; pravý zadný DG/CA3: F(1,24) 1{{4{{50}}}}}.6, p 0.0{ {80}}3, t-test LCR vs. základná hodnota: t(24) 0,35, p {{1{{107}}1}},73 ). Tento vzor aktivity je v súlade so signálom oddeľovania vzoru (obr. 3A) v tom, že so správne odmietnutými návnadami sa zaobchádza, ako keby to boli nové položky (tj s fóliou správne odmietnutia), zatiaľ čo návnady mylne identifikované ako staré vykazujú potlačenie opakovania. Aktivita v pravom zadnom CA1 bola silnejšie zapojená do správneho úsudku o zdroji ako v prípade nesprávneho úsudku o zdroji (obr. 3J; pravý zadný CA1: F(1,24) 12,6, p 0,002), čo je v súlade so signálom zdrojovej pamäte (obr. 3B ). Okrajový vplyv zdroja bol tiež v pravom zadnom subikule (F(1,24) 2,7, p 0,11; obr. 3N). Tieto zdrojové účinky boli tiež pozorované, keď boli do analýzy zahrnuté zásahy do cieľa (pravý zadný CA1: F(1,24) 18,8, p 0,0002; pravý zadný subikulum: F(1,24) 8,9, p 0,006). Aby sme presnejšie porovnali separáciu vzorov a zdrojové efekty naprieč podoblasťami, previedli sme čiastočné μ 2 na Fisherovo z, potom sme Z-skórovali rozdiel v týchto hodnotách medzi podoblasťami. Zistili sme, že efekt separácie vzoru bol o niečo väčší v pravej zadnej časti DG/CA3 (pravá zadná návnada DG/CA3 μ pravá zadná návnada CA1 Z rozdiel 1,8, p 0,07) a že zdrojový efekt bol o niečo väčší v pravej zadnej časti CA1 (pravý zadný DG/CA3 zdroj μ pravý zadný CA1 zdroj Z rozdiel μ 1,9, p 0,05). Podobný vzorec sa zistil pri porovnaní účinkov v ľavej prednej a zadnej časti DG/CA3 a CA1 (ľavá predná návnada DG/CA3 μ pravá zadná návnada CA1 Z rozdiel 1,4, p 0,16; ľavá predná návnada DG/CA3 μ pravá zadná návnada CA1 Z rozdiel μ 2,05, p 0,04; ľavá zadná návnada DG/CA3 μ pravá zadná návnada CA1 Z rozdiel 1,2, p 0,2; ľavá zadná DG/CA3 zdroj μ pravá zadná CA1 zdroj Z rozdiel μ 1,85, p 0,06). Efekt separácie vzorov v pravom zadnom DG / CA3, ako aj zdrojový efekt v pravom zadnom CA1, prežili Holm-Sidakovu korekciu pre viacnásobné porovnania v hipokampálnych podpoliach (n 12).

Známe signály a nové signály v ľavom zadnom CA1 a ľavom PHC Aktivita v ľavom zadnom CA1 a ľavom PHC vykazovali profily odozvy, ktoré neboli konzistentné s predpovedanou separáciou vzorov alebo signálmi zdrojovej pamäte alebo interakciou medzi nimi. V ľavej zadnej časti CA1 bol hlavný účinok zdroja; avšak aktivita pre nesprávne úsudky o zdroji bola väčšia ako pre správne úsudky o zdroji (S μ ＝ S ) (F(1,24) 5.9, p 0.02). V ľavom PHC bol hlavný účinok diskriminácie návnady, pričom aktivita pre správne odmietnutie návnady bola väčšia ako pre falošné poplachy návnady (F(1,24) 6.3, p 0.02). Avšak aktivita pre správne odmietnutie návnady bola zvýšená v porovnaní s východiskovou hodnotou (LCR ＝ základná hodnota) (t(24) 2,5, p 0.02). Ako také boli cieľové zásahy zahrnuté do ANOVA, aby sa lepšie preskúmalo zapojenie týchto oblastí počas rozpoznávacej pamäte, čo viedlo k 2 2 opakovaným meraniam ANOVA s pamäťou položiek (LCR, LFA a cieľové zásahy) a zdrojovou pamäťou (správny zdroj a zdroj nesprávny) ako fixné faktory. Keď boli zahrnuté cieľové zásahy, pozorovali sme vplyv pamäte položky (obr. 3I; F(2,48) 5,4, p 0.008) a zdroja (F( 2,48) 6.2, p 0.02) v ľavom zadnom CA1, pričom post hoc testy ukázali väčšiu aktivitu pre zásahy cieľov ako pre LCR a LFA (LCR verzus zásahy: priemerný rozdiel μ { {60}}.07, p 0,01; LFA vs. prístupy: priemerný rozdiel μ 0,06, p 0,03). Tento vzor aktivity by mohol odrážať „signál známosti“, ktorý sa často pozoruje v hipokampe, s väčšou aktivitou pre predtým videné položky ako pre nové položky (Reagh a kol., 2014; Rutishauser a kol., 2015). Ľavý PHC vykazoval účinok oboch položiek (obr. 4E; F(2,48) 6,7, p 0,003) aj zdroja (F(1,24) 7,9, p 0,01), s vyššou aktivitou pre správne odmietnutia (LCR vs LFA : priemerný rozdiel 0,08, p 0,01; LCR vs zhody: priemerný rozdiel 0,1, p 0,004) a pre nesprávne úsudky o zdroji. Hoci táto oblasť vykazovala väčšiu aktivitu pre LCR ako pre LFA, nesleduje to štandardný separačný signál pozorovaný v mnohých štúdiách fMRI, pretože aktivita pre správne odmietnutia návnady nebola na rovnakej úrovni ako aktivita pre správne odmietnutie fólie (LCR ＝ FCR). Zvýšená aktivita pri získavaní správnych odmietnutí by skôr mohla odrážať obzvlášť silnú signalizáciu noviniek. Neistota týkajúca sa zdroja informácií o položke by mohla prispieť k zvýšenej aktivite pri pokusoch s nesprávnym zdrojom pozorovaným v ľavom zadnom CA1 aj v ľavej PHC.

Voxelova analýza

Aby sme identifikovali oblasti, v ktorých by sa mohli prekrývať účinky diskriminácie návnad a pamäte zdroja, ktoré boli mimo našich a priori ROI, vykonali sme prieskumnú voxelovú analýzu. Uskutočnili sme ANOVA s opakovanými opatreniami s rozlišovaním návnad (LCR vs LFA) a zdrojovou pamäťou (zdroj správny verzus nesprávny zdroj) ako fixnými faktormi. Obrázok 5 ukazuje zhluky voxelov, ktoré vykazovali hlavný účinok rozlišovania návnady (červená) alebo zdroja (modrá), ako aj voxelov, ktoré vykazovali hlavný účinok rozlišovania návnad a zdroja (zelená). Táto analýza odhalila tri hlavné témy. Po prvé, aktivita súvisiaca s rozlišovaním lákadiel viedla k silnej aktivite vo ventrálnom vizuálnom prúde a prednom MTL, najmä prednom hipokampe a PRC. Naopak, aktivita súvisiaca so zdrojovou pamäťou poháňala aktivitu v oblastiach ako mPFC, retrospleniálny kortex a uhlový gyrus, ktoré sa často podieľajú na zdrojovej pamäti (Ranganath a Ritchey, 2012; Johnson a kol., 2013; Hutchinson a kol., 2014 ). Okrem toho boli efekty zdrojovej pamäte vo veľkej miere prítomné v zadnom MTL, vrátane hipokampu a PHC. Po druhé, aj keď to bolo menej zrejmé v našich analýzach založených na návratnosti investícií, zdá sa, že diskriminácia návnady a zdrojové účinky vykazujú prekvapivý stupeň laterality v MTL. Okrem predo-zadných disociácií bola aktivita súvisiaca s návnadou v MTL viac vľavo lateralizovaná, zatiaľ čo aktivita súvisiaca so zdrojovou pamäťou bola viac vpravo lateralizovaná. Po tretie, napriek niektorým zdieľaným voxelom v retrospleniálnej kôre, precuneus a pravouhlom gyre, mapy diskriminácie návnad a zdrojovej pamäte sa prekvapivo neprekrývali. Toto je obzvlášť nápadné vzhľadom na množstvo voxelov poháňaných návnadou alebo zdrojom, ktoré susedia, ale nie sú zdieľané.

Doplnok Cistanche:zlepšiť pamäť

Diskusia

Opisujeme štúdiu fMRI s vysokým rozlíšením navrhnutú na súbežné testovanie zdrojovej pamäte a separácie vzorov a na hodnotenie hipokampálnych subpolí a neokortikálnych príspevkov k týmto procesom. Replikovaním našej predchádzajúcej behaviorálnej práce sme zistili, že správne úsudky o zdrojovej pamäti sa môžu vyskytnúť pri absencii separácie vzorov (a naopak), čo naznačuje, že tieto procesy sú behaviorálne disociovateľné. Zistili sme tiež disociáciu v signálnych profiloch spojených s týmito procesmi, pričom hipokampálne podpolia a kortikálne ROI vykazujú prevažne neprekrývajúce sa účinky. V žiadnej z testovaných oblastí nebola pozorovaná žiadna interakcia medzi pamäťou zdroja a rozlišovaním návnad. Tieto zistenia naznačujú, že hoci zdrojová pamäť a separácia vzorov prispievajú k podrobnej epizodickej pamäti a obe závisia od hipokampu, tieto procesy sú podporované odlišnými nervovými mechanizmami.

Ako sa predpokladalo, pozorovali sme signál v DG / CA3 konzistentný so separáciou vzorov, s aktivitou pre LCR vyššou ako pre LFA a na rovnakej úrovni s aktivitou pre nové fólie. To je v súlade s navrhovanou úlohou tohto regiónu pri ortogonalizácii prekrývajúcich sa vstupov. Pozorovali sme zdrojový pamäťový signál v pravom zadnom CA1 a pravom zadnom subikule, v súlade s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré preukázali zvýšenú aktivitu pri získavaní správnych úsudkov o asociatívnej pamäti v týchto oblastiach (Eldridge a kol., 2005; Viskontas a kol., 2009; Stevenson a kol., 2018). Žiadne hipokampálne podpole nevykazovalo prekrývajúce sa účinky rozlišovania návnad a pamäte zdroja alebo významnú interakciu.

Poznamenávame, že naša metóda testovania mnemotechnickej diskriminácie a sprievodný nedostatok prispôsobenia odpovede BOLD v reakcii na podobné položky je nepriamym meradlom oddelenia vzorov. Okrem toho, napriek pozorovanej disociácii v signálnych profiloch naprieč hipokampálnymi podpoliami, tieto údaje by sa nemali chápať tak, že naznačujú, že tieto oblasti nie sú zapojené do zdrojov pamäte ani do procesov separácie vzorov. Existuje veľa dôkazov, ktoré naznačujú, že región DG/CA3 podporuje zdrojovú pamäť, keď sa položky a ich súvisiaci kontext prekrývajú (napr. parkovanie auta každý deň na rovnakom pozemku). Okrem toho sa o subregióne CA3 dlho predpokladalo, že sa podieľa na dokončovaní vzorov alebo pri získavaní súvisiacich informácií, keď sú prezentované s čiastočným podnetom (O'Reilly a Norman, 2002; Kumaran a kol., 2016). Tento proces je považovaný za kritický pre zdrojovú pamäť (napr. prezeranie položky môže spustiť vyhľadávanie umiestnenia tejto položky). Predpokladá sa, že CA1 podporuje separáciu vzorov prepojením vzorovo oddelených reprezentácií v CA3 späť so vstupnými vzormi v entorinálnom kortexe (Norman, 2010). CA1 môže tiež prispieť k mnemotechnickej diskriminácii tým, že pôsobí ako detektor „zhody-nezhody“, ktorý signalizuje nezrovnalosti medzi získanou originálnou položkou a návnadou (Duncan et al., 2012). Keďže subikulum slúži ako hlavný výstup hipokampu, táto oblasť je pravdepodobne zapojená do mnohých procesov závislých od hipokampu, vrátane zdrojovej pamäte a separácie vzorov. V súlade s tým tvrdíme, že tak zdrojová pamäť, ako aj separácia vzorov sa spoliehajú skôr na zložité hipokampálne obvody než na odlišné oblasti. Nedávna štúdia Libby et al. (2018) zistili, že vzorce aktivity hipokampu rozlišovali medzi podobnými položkami a podobnými kontextami, ale zovšeobecňovali sa na podobné položky v kontexte, čo naznačuje zložité interakcie. Avšak disociované signály vyvolané zdrojovou pamäťou a separáciou vzorov v tejto štúdii naznačujú, že tieto procesy sa môžu spoliehať na odlišné nervové mechanizmy, ktoré možno identifikovať, keď sú tieto dva procesy postavené proti sebe v experimentálnom dizajne.

Táto disociácia bola tiež pozorovaná mimo hipokampu, pričom PHC a uhlový gyrus vykazovali zvýšenú aktivitu pre správne posúdenie zdroja (žiadny signál separácie vzoru) a PRC vykazoval separačný signál vzoru (žiadny signál zdroja pamäte). Tento model aktivity je v súlade s dobre zavedenou úlohou PHC v priestorovom/kontextovom spracovaní a úlohou uhlového gyrusu pri získavaní epizodických detailov. Ako súčasť ventrálneho prúdu „čo“ je už dlho známe, že ČĽR sa podieľa na rozpoznávaní položiek. Nedávna práca našej skupiny využívajúca podobnú úlohu ukázala, že tento región je zapojený počas mnemotechnického rozlišovania podobných objektov (Reagh a Yassa, 2014). Súčasné výsledky kopírujú tento efekt a pridávajú sa k rastúcej literatúre, ktorá skúma účinky podobné separácii vzorov v kortikálnych oblastiach (Reagh a Yassa, 2014; Kent a kol., 2016; Pidgeon a Morcom, 2016). Predpokladá sa, že ČĽR je zapojená do komplexných percepčných diskriminácií, ktoré môžu prispieť k následnej mnemotechnickej diskriminácii (Barense et al., 2011). Tieto výsledky sú tiež v súlade s reprezentačným-hierarchickým modelom, ktorý tvrdí, že ČĽR predstavuje komplexné prvky položiek, ktoré sú menej pravdepodobné, že budú zdieľané medzi podobnými položkami, a ako také môžu vyriešiť interferenciu medzi týmito položkami (Kent et al., 2016). . Hoci to nemusí odrážať separáciu vzorov v tradičnom zmysle výpočtových modelov, predstavuje to spôsob rozlišovania medzi prekrývajúcimi sa vstupmi. Disociácia medzi zdrojovou pamäťou a signálmi separácie vzorov bola ďalej potvrdená voxelovou analýzou, ktorá odhalila, že s výnimkou niektorých zdieľaných voxelov v zadných kortikálnych oblastiach sa aktivita súvisiaca s rozlišovaním lákadiel a zdrojovou pamäťou do značnej miery neprekrývala.

Aj keď sme sa pokúsili interpretovať výsledky v rámci našich hypotéz, nemôžeme vylúčiť možnosť, že k pozorovanému vzoru výsledkov mohli prispieť aj iné faktory. Keďže naša experimentálna paradigma používala podobné objekty na oddelenie daňových vzorov a priestorové umiestnenie na testovanie zdrojovej pamäte, jednou z alternatívnych interpretácií je, že pozorovaná separácia vzorov a efekty zdrojovej pamäte by mohli odrážať objektové verzus priestorové spracovanie. Táto interpretácia však nevysvetľuje, prečo sa pozorované účinky zhodujú so špecifickým profilom odozvy vymedzeným naším predpovedaným signálom oddeľovania vzorov, pričom aktivita pre správne odmietnutie je väčšia ako pre falošné poplachy a je na rovnakej úrovni ako pri správnom odmietnutí fólie. Okrem toho, ak je tento efekt poháňaný výlučne spracovaním objektov, nie separáciou vzorov, nemuseli by sme nevyhnutne očakávať, že tento efekt uvidíme v DG/CA3, pretože rozpoznávanie objektov často nezapája hipokampus. Na rozdiel od toho, rozpoznávanie objektov tvárou v tvár interferencii, zdanlivo separácii vzorov, zapája DG/CA3, čo naznačuje, že to je to, čo poháňa pozorované účinky v tejto oblasti. Disociácia pozorovaná v ČĽR a PHC je v súlade s objektovou verzus priestorovou interpretáciou, pretože je známe, že tieto oblasti sú zapojené do objektového a priestorového spracovania. Keďže sa však ukázalo, že DG/CA3 reaguje na objektové aj priestorové spracovanie, doménová špecifickosť jasne nevysvetľuje pozorovaný vzor výsledkov. Budúce štúdie by mohli použiť rôzne typy separácie vzorov alebo úsudkov o zdrojoch na určenie, či sú pozorované javy špecifické pre objektové/priestorové spracovanie alebo zovšeobecňujú naprieč modalitami.

Druhou možnosťou je, že efekty separácie vzorov a zdrojovej pamäte mohli byť riadené kódovaním verzus získavanie, pretože správne odmietnutie podobných návnad by mohlo zahŕňať relatívne viac procesov súvisiacich s kódovaním. Kódovanie a vyhľadávanie sú však vysoko dynamické procesy a kombinácia procesov kódovania a získavania prispieva k rozlišovaniu položiek aj k pamäti zdroja. Napríklad správne odmietnutie podobných návnad pravdepodobne zahŕňa stratégiu „odvolanie na odmietnutie“. Treťou možnosťou je, že efekty separácie vzorov a zdrojovej pamäte mohli byť poháňané separáciou vzorov a dokončovaním vzorov, pretože úsudky o zdrojovej pamäti zahŕňajú získanie priestorovej polohy na základe čiastočného podnetu (položky). Oddeľovanie vzorov a dokončovanie vzorov sa však navzájom nevylučujú a podobne ako procesy súvisiace s kódovaním a získavaním sa pravdepodobne podieľajú na všetkých našich rôznych typoch pokusov. Mohli by sme napríklad tvrdiť, že diskriminácia položiek zahŕňa aj dokončenie vzoru, pretože tieto pokusy pravdepodobne zahŕňajú stratégiu „odvolanie na odmietnutie“, ako je uvedené vyššie. Ako také, ani kódovanie verzus vyhľadávanie, ani separácia vzorov verzus disociácie dokončenia vzoru jasne nevysvetľujú pozorovaný vzor výsledkov.

Efekty zdrojovej pamäte boli vo veľkej miere prítomné v zadnom MTL, vrátane zadného hipokampu a PHC, čo je v súlade s nedávnymi teóriami zahŕňajúcimi túto oblasť ako súčasť vysoko prepojenej zadnej siete, o ktorej sa predpokladá, že je zapojená do kontextového a priestorového spracovania, vrátane uhlového gyrusu a retrospleniálneho kortexu. (Ranganath a Ritchey, 2012). Je zaujímavé, že efekty separácie vzorov boli prítomné v prednej aj zadnej časti DG / CA3. Zatiaľ čo niektoré teórie spájajú predný hipokampus s väčším priebehom pamäte založenej na hĺbke, ako poznamenal Poppenk et al. (2013), to by mohlo odrážať nerovnomerné rozloženie podpoľa DG/CA3 cez dlhú os hipokampu, pričom zadný hipokampus má vyšší pomer DG/CA3 v porovnaní s inými podpoliami. Naše výsledky naznačujú, že prinajmenšom v rámci DG / CA3 predný aj zadný hipokampus podporujú podrobnú epizodickú pamäť.

Tieto výsledky zdôrazňujú hodnotu testovania viacerých aspektov epizodickej pamäte v jedinej experimentálnej paradigme. Hoci zdrojová pamäť a separácia vzorov zaberajú hipokampus, súčasným testovaním oboch procesov sme boli schopní pozorovať, či a kde sa aktivita súvisiaca s týmito procesmi prekrýva a / alebo interaguje. Tu sme zistili, že zdrojová pamäť a separácia vzorov zrejme používajú odlišné mechanizmy. Táto disociácia môže vysvetliť, prečo ľudia môžu mať veľmi jasnú pamäť pre kontext, ale nesprávne identifikujú konkrétnych ľudí alebo položky. Budúce štúdie môžu preskúmať okolnosti, za ktorých môže zdrojová pamäť a separácia vzorov interagovať.

zlepšiť pamäťcistanche