Prefrontálna transkraniálna stimulácia jednosmerného prúdu globálne zlepšuje učenie, ale selektívne nezosilňuje výhody cielenej reaktivácie pamäte pri bdelom stave Konsolidácia pamäte, časť 4

4.3. Konsolidácia emocionálnych spomienok a lateralizácia tDCS polarity

Predpokladali sme, že anodická excitačná stimulácia pravého DLPFC (s kathodalinhibičnou stimuláciou ľavého DLPFC) by zvýšila selektívny zosilňovací účinok TMR pre negatívne páry slov.

Medzi excitačnou stimuláciou a pamäťou je úzky vzťah. Keď sa cítime vzrušení, naše telo uvoľňuje chemikálie, ako je adrenalín a dopamín, ktoré pomáhajú zvyšovať naše vedomie a koncentráciu a zlepšujú našu pamäť.

Napríklad, keď sa pri učení niektorých abstraktných a zložitých pojmov cítime zvedaví alebo sa z nejakého dôvodu vzrušujeme, toto vzrušenie stimuluje náš mozog a uľahčí nám zapamätanie si nových poznatkov.

Okrem toho je cvičenie aj dobrým stimulantom. Výskumy ukazujú, že cvičenie aktivuje neuróny v mozgu, čo zlepšuje pamäť. Je to preto, že cvičenie môže podporovať uvoľňovanie dopamínu v tele, vďaka čomu sa cítime vzrušení a šťastní, čím sa zlepšuje naša pamäťová schopnosť.

Musíme si však dávať pozor na to, že vzrušenie nemôže byť príliš vysoké ani príliš nízke. Keď sa cítime príliš vzrušení, náš mozog môže byť zanesený alebo môže byť ťažké sústrediť sa a myslieť, čo negatívne ovplyvňuje pamäť. Preto musíme udržiavať mierny stav vzrušenia, aby sme si zlepšili pamäť.

Stručne povedané, existuje úzky vzťah medzi excitačnou stimuláciou a pamäťou. Stimuláciou pocitov vzrušenia a podnecovaním uvoľňovania chemikálií v tele, ako je dopamín, môžeme zvýšiť naše vedomie, koncentráciu a pamäť. Preto by sme mali vyskúšať rôzne metódy na stimuláciu nášho vzrušenia, aby sme zlepšili našu pamäťovú schopnosť. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť Cistanche deserticola pochádza z mnohých aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na vedieť spôsoby, ako zlepšiť funkciu mozgu

Naše výsledky však nepotvrdili účinok tDCS v závislosti od polarity na konsolidáciu negatívnych položiek. Preto nemôžeme dospieť k záveru, že polarita tDCS aplikovaná počas konsolidačného intervalu moduluje TMR pre negatívne spomienky.

Rovnako ako v prípade globálneho efektu TMR je však možné, že hlavný a silný účinok tDCS na celkový výkon pamäte maskoval špecifický účinok polarity tDCS na konsolidáciu párov negatívnych slov.

Aj keď by sa táto možnosť mala preskúmať v ďalších štúdiách, iným sa podobne nepodarilo preukázať medzihemisférické disociácie medzi ľavým a pravým DLPFC pri spracovaní negatívnych emócií alebo dokonca získali neočakávané opačné účinky. Napríklad sa zistilo, že anodický tDCS nad ľavým DLPFC uľahčuje rozpoznávanie negatívnych a pozitívnych výrazov tváre (s výraznejším prínosom pre pozitívne emócie), zatiaľ čo neovplyvňuje emocionálny stav účastníkov [81].

Podobne Penolazzi a kol. [82] zistili, že pravá anodická/ľavá katódová stimulácia nad frontotemporálnymi oblasťami uľahčila vyvolanie príjemných obrazov, zatiaľ čo ľavá anodická/pravá katódová stimulácia zlepšila vyvolanie nepríjemných obrazov.

Napriek tomu by sa naše výsledky mali brať opatrne, pretože páry neutrálnych slov boli už na konci učenia lepšie zakódované ako negatívne. Lepšie učenie pre neutrálne predmety je prekvapujúce vzhľadom na to, že vzbudzovanie negatívneho emocionálneho materiálu je zvyčajne lepšie zakódované [83].

Väčšina štúdií skutočne skúmala vplyv emocionálnej valencie v časovom priebehu konsolidácie pamäte a zistila, že emocionálne spomienky sa zvyčajne lepšie zapamätajú v priebehu času [84], pravdepodobne preto, že amygdala sprostredkúva organizáciu spomienok v hipokampe a neokortexe [85,{2 }}]. V tejto štúdii boli účastníci požiadaní, aby sa naučili slovné dvojice pri počúvaní emocionálne zhodného zvuku.

Neboli požiadaní, aby sa naučili zvuk. Preto zvuky pôsobili skôr ako kontextové (špecifické pre slovný pár) ako prvky, ktoré sa treba naučiť. Očakávalo sa, že výhody TMR pri vybavovaní pamäte budú súvisieť s prehrávaním sluchových podnetov. Tu špekulujeme, že slabšie kódovanie negatívnych asociácií súvisí s tým, že vzrušujúce negatívne zvuky pôsobili ako kontextové narážky.

V skutočnosti veľmi vzrušujúci emocionálny kontext môže zhoršiť procesy formovania pamäti. Štúdia fMRI [87] napríklad poukázala na negatívne korelácie medzi výkonnosťou spomínania a aktiváciou amygdaly počas kódovania párov negatívnych slov a neutrálnych tvárí, čo naznačuje, že aktivácia amygdaly vyvolaná negatívnymi emóciami môže narušiť výkon asociatívnej pamäte.

Okrem toho Zhang a kol. [88] ukázali, že veľmi vzrušujúce emocionálne obrázky zhoršujú rozpoznávanie neutrálnych slov. Zistili, že vysoko vzrušujúce kontexty vyvolali pozitívnejšie ERP (v porovnaní s kontextom s nízkym vzrušujúcim), čo naznačuje, že ich automatické zachytenie pozornosti a prítomnosť kognitívnych zdrojov použitých na prekonanie rušenia vyvolaného kontextom s vysokým vzrušujúcim vzrušením, čo by nakoniec narušilo učenie.

Nemožno teda vylúčiť, že vzrušujúci účinok negatívnych zvukov spojených s dvojicami slov bol príliš vysoký, čo by posunulo pozornosť účastníkov smerom k zvukom na úkor priradených negatívnych dvojíc slov v porovnaní s neutrálnymi dvojicami slov. Predchádzajúce štúdie tiež zistili špecifický škodlivý účinok vzbudzovania negatívnych emócií na asociatívne učenie [89–91].

Takýto posun pozornosti mohol interferovať s procesmi kódovania a neskoršieho vyhľadávania, možno maskovaním špecifického účinku pravej anodickej/ľavej katódovej stimulácie DLPFC. negatívne asociácie sa opierajú o rozdielne účinky negatívnych emócií na položku verzus asociatívnu pamäť.

V skutočnosti sa bežne predpokladá, že negatívny emocionálny obsah zvyšuje pamäť na obsah zvýšením aktivity amygdaly, zatiaľ čo väzba položiek a kontextu pod vplyvom hippokampálnej aktivity môže byť narušená, čo vedie k škodlivému účinku negatívnych emócií na asociatívnu pamäť. Guez a spol. [90] zistili, že negatívne emocionálne vzrušenie malo výraznejší škodlivý účinok na asociatívnu pamäť v porovnaní s pamäťou položiek.

Podobne Bisby a kol. [91] zistili priaznivý vplyv negatívnych emócií na pamäť položiek, zatiaľ čo zhoršovali asociatívnu pamäť. Preto ďalšie vysvetlenie slabšieho kódovania negatívnych párov asociatívnych slov pozorovaných v našej štúdii môže pochádzať z procesu duálnej pamäte, ktorý rozdielne spúšťa emocionálnu výhodu pre pamäť položiek, ale nevýhodu pre asociatívnu pamäť.

4.4. Žiadne dlhodobé výhody TMR a tDCS

30 až 40 % miera zabúdania bola podobne pozorovaná vo všetkých podmienkach pri opätovnom testovaní o týždeň neskôr, čo naznačuje, že prínosy TMR v bdelom stave a tDCS na konsolidáciu pamäte sú krátkodobé, na rozdiel od predchádzajúcich správ (napr. [43–45]).

Vysoká úroveň pamäťového výkonu dosiahnutého pri prvej relácii vyvolania môže maskovať dlhodobý prínos TMR a tDCS v našej štúdii. Napríklad vo Flöel a kol. V štúdii [45] mohli mať starší jedinci väčší priestor na zlepšenie pamäte, čím sa z dlhodobého hľadiska zvýšilo potenciálne zlepšenie pamäte súvisiace s DCS.

Ďalším možným vysvetlením je, že prezentovanie zvukových pripomienok počas obdobia bdelého odpočinku spočiatku zvyšuje súvisiace spomienky, ale súčasne ich uvádza do labilnejšieho stavu, ktorý je náchylnejší na vonkajšie zásahy, čo nakoniec vedie k zabudnutiu.

Ukázalo sa napríklad, že opätovné vystavenie kontextovému pachu počas bdelosti zhoršuje vyhľadávanie lokalizácie obrazu [29], pravdepodobne preto, že spomienky sú po reaktivácii labilnejšie a je potrebné ich konsolidovať [70,92], ale pozri [93].

Navyše, časový interval medzi učením a oneskoreným vyvolaním bol sedem dní bez akýchkoľvek pripomienok. Vyvolávanie spomienok počas po sebe nasledujúcich dní by mohlo z dlhodobého hľadiska viesť k identifikovateľným výhodám. Na rozlúštenie časových účinkov techník tDCS a TMR sú potrebné ďalšie štúdie.

5. Závery

Stručne povedané, v tejto štúdii sme ukázali, že TMR počas bdelého obdobia odpočinku prospieva konsolidácii krátkodobej pamäte. Sprievodný tDCS buď na pravom alebo ľavom DLPFC však viedol k oveľa vyšším, ale nešpecifickým vylepšeniam pamäte, čím sa zrušila alebo aspoň zatienila výhoda TMR.

Nakoniec naše výsledky nepreukázali na polarite závislý hemisférický účinok tDCS na konsolidáciu emocionálne negatívnych spomienok.

Je zrejmé, že stimulácia DLPFC počas 20 minút po učení sa zistila ako prospešná pre konsolidáciu verbálnych deklaratívnych spomienok. Zvýšením kortikálnej excitability v prefrontálnych oblastiach môže tDCS uprednostňovať hippocampokortikálny dialóg, ktorý utlmuje procesy konsolidácie pamäte.

Príspevky autora: MG bola hlavným výskumníkom tejto štúdie. MAN prispel k experimentálnemu dizajnu a redakcii článku. PP prispel k experimentálnemu dizajnu, analýze údajov a redakcii článku. Všetci autori si prečítali publikovanú verziu rukopisu a súhlasili s ňou.

Financovanie: Štúdia bola podporená projektom FRS-FNRS Projet de recherche (PDR) T.0109.13 a projektom FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN. V čase štúdie bol Médhi Gilson výskumným pracovníkom FRS-FNRS.

Vyhlásenie inštitucionálneho revízneho výboru: Štúdia bola vykonaná v súlade s usmerneniami Helsinskej deklarácie a schválená etickou komisiou fakulty na Université Libre deBruxelles (kód protokolu 026/2016, dátum schválenia 15. marca 2016).

Vyhlásenie informovaného súhlasu: Písomný informovaný súhlas sa získal od všetkých subjektov zapojených do štúdie.

Vyhlásenie o dostupnosti údajov: Nespracované údaje sú verejne dostupné na https://osf.io/4a3d5/ (prístupné 27. mája 2020).

Poďakovanie: Ďakujeme Paolovi Bartolomeovi za pomoc pri zbere údajov.

Konflikty záujmov: Autori nevyhlasujú žiadny konflikt záujmov.

Referencie

1. Mcgaugh, JL Časovo závislé procesy v pamäťovom úložisku. Veda 1966, 153, 1351–1358. [CrossRef]

2. Buzsaki, G. Dialóg hippocampo-neokortikálny. Mozgová kôra 1996, 6, 81–92. [CrossRef]

3. Peigneux, P.; Orbán, P.; Balteau, E.; Degueldre, C.; Luxen, A.; Laureys, S.; Maquet, P. Offline pretrvávanie cerebrálnej aktivity súvisiacej s pamäťou počas aktívneho bdelosti. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [CrossRef]

4. Tambini, A.; Davachi, L. Prebudená reaktivácia predchádzajúcich skúseností konsoliduje spomienky a skresľuje poznanie. Trends Cogn. Sci.2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Konsolidácia pamäte počas bdelého odpočinku. Trends Cogn. Sci. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]

6. Humiston, GB; Tucker, MA; Summer, T.; Wamsley, EJ Pokojové stavy a konsolidácia pamäte: Predregistrovaná replikácia a metaanalýza. Sci. Rep. 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]

7. Sara, SJ Opätovná aktivácia, načítanie, prehrávanie a opätovné skonsolidovanie v spánku a mimo neho: Spájanie bodov. Predné. Správaj sa. Neurosci. 2010,4, 185. [CrossRef] [PubMed]

8. Skaggs, MY; Mcnaughton, BL Prehrávanie sekvencií vzplanutia neurónov v potkanom hipokampe počas spánku po priestorovej skúsenosti. Science 1996, 271, 1870–1873. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com