Промене мождане повезаности током спавања транскранијалном неуростимулацијом затворене петље предвиђају осетљивост метамеморије, део 3

РЕЗУЛТАТИ

Ефекти понашања

Како су известили Пилли ет ал. (2020), СТАМП стимулација није довела до значајног побољшања укупне тачности памћења. Међутим, СТАМП стимулација је довела до побољшане осетљивости метамеморије трећег дана експеримента (после ноћи 2).

Метамеморијска осетљивост се односи на нечију свест и разумевање способности памћења коју поседује, док се способност памћења односи на способност памћења особе која се показује у специфичној пракси. Између њих двоје постоји близак однос.

Прво, осетљивост на метамеморију директно утиче на перформансе меморије. Ако особа верује да има самопоуздање у вези са одређеним типом памћења, он или она ће теже радити на томе да га запамти и боље ће радити на тој врсти задатка памћења. Насупрот томе, ако особа нема поверења у своје способности памћења, то може довести до тога да слабије обавља задатке памћења, чиме се смањује њихова способност памћења.

Друго, позитивна осетљивост на метамеморију помаже у побољшању памћења. Ако особа верује да постоји простор за побољшање своје способности памћења, биће активнија у тренирању своје способности памћења, чиме ће се побољшати тачност и постојаност памћења. Они који верују да је њихова способност памћења достигла врхунац често нису у стању да прихвате нове изазове памћења и на тај начин пропуштају прилику да побољшају своју способност памћења.

Стога, морамо активно да негујемо своју осетљивост на мета-меморију, да прекинемо ограничења и подешавања наших способности памћења и да верујемо да можемо наставити да се побољшавамо у задацима памћења. У исто време, такође морамо да се ослонимо на акумулирану обуку и праксу да бисмо побољшали своју способност памћења како бисмо је могли ефикасније користити у специфичној пракси. Само на тај начин можемо максимизирати свој меморијски потенцијал и постићи боље резултате. Види се да морамо побољшати памћење, а цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење, јер и цистанцхе десертицола може да регулише равнотежу неуротрансмитера, као што је повећање нивоа ацетилхолина и фактора раста. Ове супстанце су веома важне за памћење и учење. Поред тога, Цистанцхе десертицола такође може побољшати проток крви и промовисати испоруку кисеоника, што може осигурати да мозак добије довољно хранљивих материја и енергије, чиме се побољшава виталност и издржљивост мозга.

Кликните на суплементе да бисте побољшали памћење

Конкретно, зависни т-тестови који упоређују осетљивост метамеморије у различитим условима открили су да је осетљивост у Таг & Цуе услову била значајно већа од услова Таг & Но Цуе [т(23)=3.51, прилагођено п < 0 .01, Холм–Бонферонијева корекција за два поређења; упарени узорак Цохен'сд=0.72] и Схам услов [т(23)=2.089, прилагођен п=0.048, Холм–Бонферони исправка за два поређења; Коенов д=0.43].

Значајно побољшање у осетљивости метамеморије пронађено је тек трећег дана експеримента. Стога је примена СТАМП-ова током СВО-а у две ноћи након једнократног гледања довела до специфичног побољшања метамеморије за епизоде ​​које су биле и означене и означене.

Промене глобалне кохерентности

Као први пролаз, испитали смо свеукупне промене у средњој кохерентности преко скалпа услед СТАМП стимулације да бисмо утврдили да ли је стимулација довела до било каквих мерљивих промена у повезивању.

Поред тога, покушали смо да поновимо претходни рад и проценимо да ли би стимулација произвела сличне промене у кохерентности као учење током спавања (Молле ет ал., 2004). Претходни рад (Молле ет ал., 2004) известио је о модулацији кохеренције делта, вретена и гама опсега током спавања након учења; насупрот томе, други радови (Поланија ет ал., 2011) су показали повећану повезаност у свим фреквентним опсезима након тДЦС стимулације.

Стога смо претпоставили да би СТАМП стимулација повећала средњу кохерентност у поређењу са Схамовим стањем у делта, вретену и гама опсегу, али смо испитали разлике и у другим тракама уз конзервативно статистичко тестирање.

Средње вредности иЦох у свим фреквентним опсезима су израчунате за активну и лажну основну исправку података да би се истражиле промене глобалне повезаности, и стога су спроведени једнострани т-тестови на средњим вредностима кохерентности у сваком фреквентном опсегу и исправљени због коришћења лажне стопе откривања п< 0.05 (Benjamini & Hochberg, 1995). 

Мапе кохерентности које показују већу повезаност у активном стању на целој кожи главе су визуелизоване постављањем прага визуелизације на максимум Схам услова за сваки фреквентни опсег, у суштини одузимајући Схам услов. Промене средње кохерентности изазване стимулацијом у различитим фреквентним опсезима су приказане на слици 3.

Дијаграми топографије приказују кохерентност између парова електрода у активном стању, ограничену кохерентношћу у Схам стању, док оквири приказани на прагу средње вредности кохеренције по целом скалпу. Анализа укупних промена у кохерентности на целом скалпу открила је да су СТАМП-ови произвели значајно повећање средње кохеренције у више фреквентних опсега.

ЕЕГ кохеренција је значајно повећана након СТАМП-ова у тхета, алфа и вретенастим тракама (п < 0.05) у поређењу са Схамовим стањем. Средња кохеренца у делта, бета и гама опсегу се није значајно разликовала између услова стимулације . Дакле, СТАМП стимулацијом изазване промене у повезивању мозга у специфичним фреквентним опсезима.

Класификација и предвиђање понашања

Резултати анализе класификације су уцртани на Слици 4 и наведени у Табели 1. Вредности просечне важности у прегибима за карактеристике које је изабрала Борута приказане су на левој страни, а карактеристике које се доследно сматрају важним су означене зеленом бојом (значајно изнад просечног максимума сенке). У свим преклопима, радијус у опсегу вретена (12–15 Хз) је доследно изабран као најважнија карактеристика.

Остале важне карактеристике су: дужина путање (12–15 Хз) и средња кохерентност и густина (3–8 Хз). РОЦ криве перформанси класификатора су приказане на десној страни. Као што је наведено у Масон и Грахам (2002), Манн–Вхитнеи У тестови су спроведени на сваком класификатору да би се утврдило да ли је учинак класификатора статистички значајан изнад шансе (АУЦ=0.5). Сви тестови су показали значајне п вредности (п < 0,001).

Додатно смо израчунали интервале поверења од 95% користећи приступ поновног узорковања астратификованог покретања са 10,000 почетних реплика, што је даље показало перформансе класификације изнад шансе (Царпентер & Битхелл, 2000).

Дакле, тачност класификације је била изнад шансе, а узимање главних варијабли из класификацијских и регресионих анализа (дужина путање у 16–30 Хз и радијус у 12–15 Хз) довело је до најбољих перформанси класификације.

Као пратећа анализа, четири карактеристике одабране Борута алгоритмом за класификацију су подвргнуте т-тестовима, тестирајући разлику у повезаности између активних и лажних услова. Резултирајуће п вредности су исправљене са стопом лажног откривања постављеном на {{ 2}}.05.

Кориговане п вредности за дужину путање и радијус од 12–15 Хз и средњу кохерентност од 3–8 Хз су биле значајне (п=0.029); густина од 3–8 Хз је такође била значајна на алфа нивоу значаја (п=0.05). Стога су карактеристике повезивања које су значајно измењене након активне стимулације у поређењу са лажном стимулацијом пронађене путем цевовода за избор карактеристика. Карактеристике дужине пута и радијуса од пре до постстимулације су значајно смањене у активном стању у поређењу са Схам, док су средња кохерентност и карактеристике густине значајно повећане у поређењу са Схам.

Оквирни графикони који приказују ове карактеристике за оба услова представљени су на слици С3 пратећих информација. Резултати анализе предвиђања понашања приказани су на слици 5 и наведени у табели 2.

Овде су промене у неуронским мерама након стимулације коришћене као карактеристике за предвиђање промене у тесту метамеморије присећања (АУЦ) и за Таг & Цуе и за Схамцондитионс од 2. до 3. дана да би се идентификовали односи између мозга и понашања.

Вредности важности из Боруте за теоријске карактеристике графова су уцртане на левој страни, дужина путање у бета опсегу (16–30 Хз) сматрала се веома важном за предвиђање промена у осетљивости метамеморије, и једина изабрана карактеристика. Однос између промене дужине путање од 16–30 Хз изазване стимулацијом и промене АУЦ учинка преко ноћи за активне (Таг & Цуе) податке и лажне услове приказани су на десној страни.

Корелација између промене дужине путање бета опсега и промене у АУЦ била је значајна за Активно стање (р=−0.66, п=0.003), што указује да су појединци са смањеном дужином пута након СТАМП-а имали тенденцију да покажу позитивну промену у перформансама памћења. Овај однос није био значајан за Схам услов (р=−0.22, п=0.39).

На основу резултата ових анализа, спроведене су накнадне линеарне регресије предвиђајући преко ноћи промену метакогнитивне осетљивости користећи дужину путање у опсегу 16–30 Хз и за Активне податке и за Схам податке.

За активне податке, дужина путање од 16–30 Хз значајно је предвидела АУЦ промену (т=−3,56, п=0.003, прилагод. Р{{7} }.41). За Схамове податке, дужина пута од 16–30 Хз није била значајан предиктор (т=−0,88, п=0,39, прилагод. Р2=−0,01). Додатне анализе за поређење активних и лажних услова такође су обављене и даље су наведене у пратећим информацијама.

ДИСКУСИЈА

У овом експерименту, учесници су се бавили епизодним задатком памћења док су примали јединствене просторно-временске обрасце транскранијалне електричне стимулације, а подскуп образаца је поново примењен током виших стања СВОс у наредним ноћима да би се подстакла реактивација специфичних повезаних сећања (видети Пилли ет ал., 2020).

Овде извештавамо о променама у функционалној повезаности мозга изазване овим тЕС обрасцима током спавања које су предвиђале промене у осетљивости метамеморије од пре до спавања.

Користећи технике машинског учења да идентификујемо важне карактеристике за класификацију између активне и лажне стимулације, открили смо да се карактеристике повезивања у тета и вретенастим тракама значајно разликују између ова два стања.

Поред тога, открили смо да промене дужине путање у бета опсегу предвиђају промене у осетљивости меморије, при чему је повећање перформанси током ноћи повезано са смањењем дужине бета путање након стимулације.

Узети заједно, ови резултати доприносе растућем броју истраживања која истражују неуронске процесе у основи реактивације меморије и консолидације током спавања и сугеришу да модулација дужине путање на одређеним фреквенцијама током процеса консолидације може довести до већег самопоуздања и бољег доношења одлука за новоконсолидована сећања.

Кратки рафали тЕС-а, или СТАМП-ова, коришћени у тренутном експерименту, повећали су кохерентност целокупног скалпа у нижим фреквентним опсезима – наиме, у тхета, алфа и вретенастим опсезима, или у суштини од 3–15 Хз. Занимљиво је да су промене у повезивању са вретенастим тракама током спавања такође пронађене након учења; међутим, промене у повезивању нису нађене у делта или гама опсезима након СТАМП стимулације, што је донекле у супротности са претходним експерименталним радом (Молле ет ал., 2004).

Међутим, протокол стимулације који је овде коришћен у великој мери се разликовао од претходних студија – наиме, користили смо кратке рафале просторно-временски распоређених електричних струја које су првенствено биле дизајниране да упућују специфична сећања због њихове јединствености и повезаности са периодом кодирања, а не да модулирају или уносе специфичне осцилације. Важно је да је активност у пријављеним фреквентним опсезима, посебно у опсезима тета и вретена, повезана са процесом консолидације меморије (Старесинает ал., 2015).

Према томе, СТАМП-ови су можда модулирали текуће процесе реактивације или консолидације меморије током спавања, што је довело до промена у повезаности у посматраним фреквентним опсезима. Недавни рад је довео у питање ефикасност тЕС-а у значајном утицају на понашање (Хорватх ет ал., 2015), такође као у својој способности да модулише обрасце нервног покретања или осцилаторну активност (Лафон ет ал., 2017; Ворослакос ет ал., 2018).

Међутим, друге студије су показале мерљиве неуронске промене код људи и нељудских примата након тЕС-а, чак и при нижим нивоима интензитета (Хуанг ет ал., 2017; Краусе ет ал., 2017; Опитз ет ал., 2016). Посебна брига је способност тЕС-а, посебно стимулације наизменичном струјом, да привуче нервне осцилације на одређену фреквенцију.

Овде не тврдимо да су пријављене електрофизиолошке промене последица осцилаторног увлачења кратким налетима стимулације, или да ми индукујемо ове промене де ново, већ да СТАМП-ови делују тако да појачавају текуће процесе консолидације меморије, који се дешавају кроз суптилне модулације мреже -ниво повезивања. Ми бисмо тврдили да су уочени обрасци повезивања током спавања природни феномени који се јављају и доводе до консолидације меморије, а СТАМП стимулација је деловала на ове већ постојеће процесе како би повећала осетљивост на метамеморију.

Пријављена модулација теоретских метрика графова у тета и вретенастим тракама након СТАМП-ова је у складу са претходним истраживањем које имплицира ове осцилације у процесима реактивације и консолидације меморије. Циљана реактивација меморије током спавања са слушним сигналима изазива повећање тета и снаге вретена (Онг ет ал., 2016; Сцхреинер ет ал., 2015; Сцхреинер & Расцх, 2014).

Бројне студије су такође показале значај активности тхета-опсега за кодирање меморије и проналажење током буђења (Бацкус ет ал., 2016; Лега ет ал., 2012; Нихус & Цурран, 2010); посебно, тета осцилације у хипокампузи су критичне за епизодично кодирање меморије (Хасселмо ет ал., 2002; Лин ет ал., 2017). Слично, таламокортикална вретена су повезана са епизодним памћењем (Ван Дер Хелм ет ал., 2011) и играју важну улогу у процесу консолидације меморије, потенцијално олакшавајући пренос новокодираних информација у медијалним темпоралним режњевима до стабилних репрезентација у можданој кори (Сирота и сар., 2003. Старесина и сар., 2015.);

Током спавања, Тхета активност можда указује на процес реактивације меморије, док активност вретена може одражавати активну консолидацију реактивираних сећања. Овде су СТАМП-ови можда указивали на реактивацију повезаних сећања, што је довело до појачане консолидације ових информација. Ова консолидација је довела до побољшања самопоуздања за успомене низводно.

Теоријске мере графа тета опсега које су значајно модулисане СТАМП-овима биле су средња кохерентност и густина. Средња кохерентност се односи на просечну кохерентност у свим врховима, док се густина израчунава као број веза у графу, нормализован укупним могућим бројем веза (Спорнс, 2003).

Промене у овим мерама сугеришу да су СТАМП-ови повећали укупну кохерентност у тхета опсегу између канала, што је довело до већег броја ивица изнад граничног прага и тиме веће просечне густине везе. Ова већа кохерентност и густина могу одражавати повећање размене информација у тхетабанду између неуронских области након СТАМП-ова. Ово је у складу са претходним налазима који имплицирају повећање тета кохеренције између хипокампуса и риналног кортекса (Фелл ет ал., 2003), као и фронталног кортекса (Андерсон ет ал., 2009; Бенцхенане ет ал., 2010), што је важно за учење и памћење, и потенцијално критични за реактивацију памћења (Царр ет ал., 2011).

Теоријске мере графа вретена које су се значајно разликовале након СТАМП стимулације биле су дужина путање и радијус. Ове мере су повезане - радијус се односи на минимални ексцентрицитет графа, а дужина путање се односи на просечан ексцентрицитет графа, где је ексцентрицитет чвора дефинисан као максимално растојање до било ког другог чвора (Спорнс, 2003).

Дужина путање се често сматра мером мрежне интеграције или ефикасности преноса информација, при чему мање дужине путање одражавају већу ефикасност (Буллморе & Спорнс, 2009; Реијневелд ет ал., 2007).

Овде су СТАМП-ови довели до просечног смањења дужине путање и радијуса у траци вретена, што значи да су просечни и минимални ексцентрицитет смањени, а ефикасност преноса информација повећана.

Ово може одражавати реорганизацију мреже према мрежи у малом свету (Ваттс & Строгатз, 1998), скоро оптималној структури између савршено уређеног и насумично организованог система, омогућавајући већу флексибилност и синхронизацију неуронске активности (Барахона & Пецора, 2002. Бассетт & Буллморе, 2006; Масуда & Аихара, 2004). Промене у "малом свету" се често мере као промене у дужини пута без истовремених промена у локалном груписању или коефицијенту кластера.

Стога, примећена промена дужине путање може да сугерише појачану синхронизацију између области мозга, што доводи до ефикаснијег преноса информација помоћу вретена. Имајте на уму да су ефекти у тхета опсегу били ближе повезани са укупним променама средње кохерентности - у суштини, промене у величини повезивања за разлику од ефикасности.

Док ови подаци не могу да успоставе узрочну везу између ових промена, хипотетичка веза је да је СТАМП изазвао већу повезаност у тета опсегу (Фелл ет ал., 2003), а ефикасност преноса информација вретена, мерена дужином путање, повећана је да би се компензовала за ово повећање, што доводи до повећане реактивације меморије.

For more information:1950477648nn@gmail.com