Префронтальна транскраніальна стимуляція постійним струмом глобально покращує навчання, але не вибірково потенціює переваги цільової реактивації пам’яті під час консолідації пам’яті у стані неспання. Частина 4
Mar 29, 2024
4.3. Консолідація емоційних спогадів і латералізація полярності tDCS
Ми припустили, що анодальна збуджувальна стимуляція правого DLPFC (з катодно-гальмівною стимуляцією лівого DLPFC) посилить вибірковий ефект посилення TMR для негативних пар слів.
Існує тісний зв'язок між стимуляцією збудження і пам'яттю. Коли ми відчуваємо збудження, наш організм виділяє такі хімічні речовини, як адреналін і дофамін, які допомагають підвищити нашу усвідомленість і концентрацію, а також покращити нашу пам’ять.
Наприклад, під час вивчення деяких абстрактних і складних понять, якщо ми відчуваємо цікавість або з якоїсь причини починаємо хвилюватися, це збудження стимулює наш мозок і полегшує запам’ятовування нових знань.
Крім того, фізичні вправи також є хорошим стимулятором. Дослідження показують, що фізичні вправи активують нейрони в мозку, що покращує пам’ять. Це пояснюється тим, що фізичні вправи можуть сприяти вивільненню дофаміну в організмі, змушуючи нас почуватися збудженими та щасливими, таким чином покращуючи нашу пам’ять.
Однак потрібно звернути увагу на те, що хвилювання не може бути занадто високим або занадто низьким. Коли ми відчуваємо надмірне збудження, наш мозок може стати захаращеним, або нам може стати важко зосередитись і думати, що негативно впливає на пам’ять. Тому нам потрібно підтримувати помірний стан збудження, щоб покращити пам’ять.
Таким чином, існує тісний зв'язок між стимуляцією збудження та пам'яттю. Стимулюючи почуття збудження та спонукаючи організм виділяти такі хімічні речовини, як дофамін, ми можемо підвищити нашу усвідомленість, концентрацію та пам’ять. Тому ми повинні спробувати різні методи, щоб стимулювати наше збудження, щоб покращити нашу пам’ять. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність Cistanche deserticola пояснюється багатьма активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.
Клацніть «Знай, як покращити роботу мозку».
Однак наші результати не підтвердили залежний від полярності ефект tDCS для консолідації негативних елементів. Таким чином, ми не можемо зробити висновок, що полярність tDCS, застосована протягом інтервалу консолідації, модулює TMR для негативних спогадів.
Однак, як і для глобального ефекту TMR, можливо, що основний і потужний вплив tDCS на загальну продуктивність пам’яті маскує специфічний вплив полярності tDCS на консолідацію негативних пар слів.
Хоча цю можливість слід досліджувати в подальших дослідженнях, інші аналогічно не змогли підтвердити міжпівкульну дисоціацію між лівим і правим DLPFC при обробці негативних емоцій або навіть отримали несподівані протилежні ефекти. Наприклад, виявлено, що анодальний tDCS над лівим DLPFC полегшує розпізнавання негативних і позитивних виразів обличчя (з більш вираженою користю для позитивних емоцій), в той час як це не впливає на емоційний стан учасників [81].
Так само Penolazzi та ін. [82] виявили, що стимуляція правого аноду/лівого катода над лобно-скроневими областями полегшує запам’ятовування приємних зображень, тоді як стимуляція лівого аноду/правого катода покращує запам’ятовування неприємних зображень.
Незважаючи на це, наші результати слід сприймати обережно, оскільки пари нейтральних слів були краще закодовані, ніж негативні, вже наприкінці навчання. Вищий рівень навчання для нейтральних предметів дивує, враховуючи, що пробуджуючий негативний емоційний матеріал зазвичай краще кодується [83].
Дійсно, більшість досліджень, присвячених дослідженню впливу емоційної валентності на тривалість консолідації пам’яті, виявили, що емоційні спогади зазвичай краще запам’ятовуються з часом [84], ймовірно, через те, що мигдалеподібне тіло опосередковує організацію спогадів у гіпокампі та неокортексі [85,{{2]. }}]. У цьому дослідженні учасників попросили вивчити пари слів, слухаючи емоційно конгруентний звук.
Їх не просили вивчити звук. Таким чином, звуки діяли як контекстуальні (специфічні для пари слів) сигнали, а не елементи, які потрібно вивчити. Очікувалося, що переваги TMR для пригадування пам’яті будуть пов’язані з відтворенням слухових сигналів. Ми припускаємо, що слабше кодування негативних асоціацій пов’язане з тим фактом, що пробуджувальні негативні звуки діяли як контекстуальні сигнали.
Дійсно, сильно збудливий емоційний контекст може погіршити процеси формування пам’яті. Наприклад, дослідження fMRI [87] підкреслило негативні кореляції між продуктивністю пригадування та активацією мигдалеподібного тіла під час кодування негативних слів і пар нейтральних облич, припускаючи, що активація мигдалеподібного тіла, викликана негативними емоціями, може порушити продуктивність асоціативної пам’яті.
Крім того, Zhang et al. [88] показали, що сильно збудливі емоційні картинки погіршують розпізнавання нейтральних слів. Вони виявили, що контексти з сильним збудженням викликають більше позитивних ERP (порівняно з контекстами з низьким збудженням), що свідчить про їхнє автоматичне захоплення уваги та наявність когнітивних ресурсів, задіяних для подолання перешкод, спричинених контекстом із сильним збудженням, що зрештою може погіршити навчання.
Таким чином, не можна виключити, що збудливий ефект негативних звуків, пов’язаних із парами слів, був занадто сильним, що переключило б увагу учасників на звуки на шкоду асоційованим негативним парам слів у порівнянні з нейтральними парами слів. Попередні дослідження також виявили специфічний шкідливий вплив збудження негативних емоцій на асоціативне навчання [89–91].
Таке переміщення уваги могло заважати кодуванню та подальшим процесам пошуку, можливо, маскуючи специфічний ефект стимуляції правого аноду/лівого катода DLPFC. На додаток до ефекту перешкод через контекст сильного збудження, ще одне можливе та додаткове пояснення слабшого кодування негативні асоціації ґрунтуються на диференціальному впливі негативних емоцій на предмет і на асоціативну пам’ять.
Дійсно, зазвичай припускають, що негативний емоційний вміст покращує пам’ять на вміст, підвищуючи активність мигдалеподібного тіла, тоді як зв’язування предметів і контексту, підпорядкованих активності гіпокампу, може бути порушено, що призводить до шкідливого впливу негативних емоцій на асоціативну пам’ять. Гез та ін. [90] виявили, що негативне емоційне збудження має більш виражений шкідливий вплив на асоціативну пам’ять порівняно з пам’яттю предметів.
Подібним чином Bisby et al. [91] виявили сприятливий вплив негативних емоцій на запам’ятовування предметів, тоді як вони погіршували асоціативну пам’ять. Таким чином, інше пояснення слабшого кодування негативних асоціативних пар слів, яке спостерігалося в нашому дослідженні, може випливати з процесу подвійної пам’яті, який по-різному викликає емоційну перевагу для пам’яті предметів, але недолік для асоціативної пам’яті.
4.4. Відсутність довгострокових переваг TMR і tDCS
Відсоток забування від 30 до 40% спостерігався аналогічно в усіх умовах при повторному тестуванні через тиждень, що свідчить про те, що пов’язані з неспання TMR і tDCS переваги консолідації пам’яті є короткочасними, всупереч попереднім звітам (наприклад, [43–45]).
Високий рівень продуктивності пам’яті, досягнутий під час першого сеансу пригадування, міг замаскувати довгострокову користь TMR і tDCS у нашому дослідженні. Наприклад, у Flöel et al. дослідження [45], літні суб’єкти могли мати більше можливостей для покращення пам’яті, збільшуючи потенційне покращення пам’яті, пов’язане з DCS, у довгостроковій перспективі.
Інше можливе пояснення полягає в тому, що слухові нагадування під час періоду неспання спочатку посилюють пов’язані спогади, але водночас переводять їх у більш лабільний стан, більш сприйнятливий до зовнішнього втручання, що зрештою призводить до забуття.
Наприклад, було показано, що повторний вплив контекстного запаху під час неспання погіршує відновлення розташування зображення [29], ймовірно, через те, що спогади стають більш лабільними після реактивації та потребують повторної консолідації [70,92], але див. [93].
Крім того, проміжок часу між навчанням і відкладеним пригадуванням становив сім днів без будь-яких нагадувань. Відтворення спогадів протягом послідовних днів могло призвести до помітних переваг у довгостроковій перспективі. Потрібні подальші дослідження, щоб роз’єднати часові ефекти методів tDCS і TMR.
5. Висновки
Підводячи підсумок, у цьому дослідженні ми показали, що TMR під час періоду неспання спочиває на користь консолідації короткочасної пам’яті. Однак супутня tDCS праворуч або ліворуч DLPFC призвела до значно вищих, але неспецифічних покращень пам’яті, таким чином скасувавши або принаймні затьмаривши перевагу TMR.
Нарешті, наші результати не засвідчили залежного від полярності півкульного ефекту tDCS на консолідацію емоційно-негативних спогадів.
Помітно, що стимуляція DLPFC протягом 20 хвилин після навчання виявилася корисною для консолідації вербальних декларативних спогадів. Завдяки підвищенню коркової збудливості в префронтальних областях, tDCS може сприяти гіпокампокортикальному діалогу, який блокує процеси консолідації пам’яті.
Внесок автора: MG був провідним дослідником цього дослідження. MAN зробив внесок у розробку експерименту та редакцію статті. PP брав участь у плануванні експерименту, аналізі даних і редагуванні статті. Усі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису.
Фінансування: дослідження було підтримано FRS-FNRS Projet de Recherche (PDR) T.0109.13 і FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN project. На час дослідження Меді Гілсон був науковим співробітником FRS-FNRS.
Заява інституційної ревізійної ради: дослідження було проведено відповідно до вказівок Гельсінської декларації та схвалено Комітетом з етики факультету Брюссельського вільного університету (код протоколу 026/2016, дата схвалення 15 березня 2016 р.).
Заява про інформовану згоду: письмова інформована згода була отримана від усіх учасників дослідження.
Заява про доступність даних: необроблені дані є загальнодоступними за адресою https://osf.io/4a3d5/ (доступ 27 травня 2020 р.).
Подяка: ми дякуємо Паоло Бартоломео за допомогу в зборі даних.
Конфлікт інтересів: автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.
Список літератури
1. Макго, Дж. Л. Залежні від часу процеси в пам'яті. Наука 1966, 153, 1351–1358. [CrossRef]
2. Бузсакі, Г. Гіппокампо-неокортикальний діалог. Кора головного мозку 1996, 6, 81–92. [CrossRef]
3. Пенье, П.; Орбан, П.; Балто, Е.; Degueldre, C.; Люксен, А.; Laureys, S.; Maquet, P. Offline стійкість церебральної активності, пов'язаної з пам'яттю, під час активного неспання. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [CrossRef]
4. Тамбіні, А.; Давачі, Л. Пробуджена реактивація попереднього досвіду консолідує спогади та зміщує пізнання. Тенденції Cogn. наук. 2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Консолідація пам'яті під час неспання. Тенденції Cogn. Sci. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]
6. Хьюмістон, Великобританія; Такер, MA; Літо, Т.; Wamsley, EJ Стани спокою та консолідація пам’яті: попередньо зареєстрована реплікація та мета-аналіз. Sci. Rep. 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]
7. Sara, SJ Реактивація, відновлення, відтворення та повторна консолідація уві сні та поза ним: з’єднання крапок. Фронт. поведінка. Неврологія. 2010, 4, 185. [CrossRef] [PubMed]
8. Скаггс, WE; Макнотон, Б. Л. Відтворення послідовностей активації нейронів у гіпокампі щурів під час сну після просторового досвіду. Наука 1996, 271, 1870–1873. [CrossRef]
For more information:1950477648nn@gmail.com
