Дуготрајна побољшања радне меморије и дугорочног памћења код старијих одраслих особа са понављајућом неуромодулацијом, део 3

Репликација примарних налаза у независном узорку.

Извели смо додатни експеримент да тестирамо да ли се примарна запажања из Експеримента 1 реплицирају у независном узорку. Експеримент 3 се састојао од 30 старијих учесника рандомизираних да би примили или ДЛПФЦ гама или ИПЛ тета неуромодулацију током обављања задатка слободног опозива.

Постоји блиска веза између неуромодулације и памћења. Неуромодулација побољшава памћење промовишући везе и пренос информација између можданих ћелија. Сећање је важан камен темељац људског опстанка и развоја. Кроз неуронску регулацију, може нам помоћи да боље савладамо и применимо знање.

Неуромодулација може утицати на многе аспекте памћења. Прво, неуромодулација може утицати на активност у церебралном кортексу, модулирајући на тај начин перцепцију, пажњу и когнитивне способности. Они су основа за формирање памћења, а кроз неуромодулацију нам могу помоћи да боље разумемо, запамтимо и применимо информације.

Друго, неуромодулација такође може да модулише везе и сигнализацију између неурона. Број и структура веза између неурона може директно утицати на способност памћења. Везе и сигнализација између неурона могу се побољшати неуромодулацијом, чиме се побољшава способност памћења.

Поред тога, неуромодулација може утицати на хипокампус и друге неуронске популације у мозгу како би промовисала дуготрајно задржавање и преглед памћења. Кроз неуромодулацију, можемо боље да регулишемо везе између популација неурона и побољшамо кодирање и складиштење сећања.

У закључку, веза између неуромодулације и памћења је веома блиска. Побољшањем неуромодулације можемо побољшати наше памћење и боље схватити и применити знање. Ово има позитиван утицај на наше учење, рад и живот, тако да треба обратити пажњу на утицај неуромодулације на памћење и промовисати развој неуромодулације и памћења кроз физичке вежбе, регулацију исхране итд. Види се да смо треба побољшати памћење, а цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење јер је цистанцхе десертицола традиционални кинески медицински материјал који има много јединствених ефеката, од којих је једно побољшање памћења. Ефикасност млевеног меса потиче од различитих активних састојака које садржи, укључујући киселину, полисахариде, флавоноиде, итд. Ови састојци могу да унапреде здравље мозга на различите начине.

Кликните на суплементе да бисте побољшали памћење

Протокол неуромодулације који је следио био је у великој мери сличан Експерименту 1, осим што је неуромодулација изведена три, а не четири узастопна дана и није укључивала дуготрајно праћење.

Перформансе меморије су испитиване на почетку и током сваке неуромодулационе сесије. Мешовита АНОВА са даном (основна линија, дан 1, дан 2 и дан 3) и серијском позицијом (првенство, средина 1, средина 2, средина 3 и недавно) као фактори унутар субјеката и група (ДЛПФЦгама и ИПЛ тета) као између- фактор испитаника је открио значајне разлике у перформансама меморије (дан × серијска позиција × група: Ф7.9,220.8=6.315, П<0.001, ηp 2=0.184; Fig. 6a), and this effect remained significant even after accounting for covariates (F7.7,176.1=5.887, P<0.001, ηp 2=0.204). 

Праћење АНОВА открило је значајну интеракцију између серијске позиције и групе 2. и 3. дана неуромодулације и значајну интеракцију између дана и групе за кластере примата и скорије (Допунска табела 4). Двострани т-тестови независног узорка показали су да су перформансе меморије у примарном кластеру значајно побољшане у ДЛПФЦ гама групи у односу на ИПЛ тхета групу на дан 2 и дан 3 неуромодулације (слика 6а, врх).

Перформансе у недавном кластеру биле су значајно веће у ИПЛ тета групи у односу на ДЛПФЦ гама групу 3. дана интервенције (Слика 6а, доле). Ови резултати су паралелна запажања из Експеримента 1 (слика 2а, лево). Основни учинак се није разликовао између ове две групе (додатна табела 4), чиме су искључене неспецифичне разлике између група.

Испитујући однос између основне когнитивне функције и перформанси меморије, открили смо да су појединци са нижим резултатима МоЦА у ДЛПФЦгамма групи показали боље перформансе памћења на дан 3 само у примарном кластеру (р13=−0.672, П=0.006; Слика 6б,ц), док су они са нижим резултатима МоЦА у ИПЛ тета групи показали боље перформансе меморије 3. дана само у кластеру недавно (р13= −0,618,П=0.014; слика 6д,е), слично налазима у експерименту 1 (слика 5).

Заједно, ова запажања на независном узорку учесника реплицирају примарне налазе Експеримента 1, додатно јачајући поверење у закључке извучене из њих.

Дискусија

Представљамо доказе за селективна побољшања код ВМ и ЛТМ код старијих одраслих особа кроз дисоцијабилно просторноспектрално увлачење можданих ритмова, а побољшања се одржавају најмање 1 месец након интервенције. Експеримент 1 је показао да су селективне промене функције ВМ и ЛТМ могуће кроз увлачење тетарритма у ИПЛ и гама ритмова у ДЛПФЦ, респективно.

Експеримент 2 је показао да пребацивање фреквенција модулације између два региона није дало никакве користи. Сходно томе, комбинација анатомске локације и ритмичке фреквенције одређује одговарајући супстрат за побољшање памћења.

Штавише, потврђено је да су побољшања примећена током Експеримента 1 последица увлачења функционално специфичних можданих кола, а не због неспецифичних ефеката као што је трансретина или транскутана стимулација 33.

Поред тога, приметили смо већа побољшања код особа са лошијом когнитивном функцијом. Ови налази су даље реплицирани у независном узорку у Експерименту 3.

Даље смо открили да брзина којом се функција меморије побољшава током интервенције предвиђа снагу памћења 1 месец након интервенције, што даје важну метрику за мерење одзива на лечење у будућим студијама.

Заједно, ови налази сугеришу да се функција памћења може селективно и одрживо побољшати код старијих одраслих кроз модулацију функционално специфичних можданих ритмова.

Специфичност са којом су различити протоколи ритмичке неуромодулације утицали на различите меморијске функције може изгледати изненађујуће имајући у виду литературу која документује општу укљученост фронталних и паријеталних региона и тета и гама ритма у ВМ и ЛТМ функцију36,37.

Ово је посебно случај јер је неуромодулација изведена и током кодирања и током поновног позивања свих речи представљених током листе. Наши налази снажно сугеришу да су наше интервенције манипулисале са две различите когнитивне операције. Пратећи оквир дуал-сторе-а, претпостављамо да је ИПЛтхета модулација побољшала ВМ операције.

Међутим, за разлику од претходних студија неуромодулације са визуелнопросторним меморандумима18, не мислимо да је ИПЛ тета модулација побољшала ВМ капацитет сам по себи. Да је то био случај, побољшања у перформансама меморије би такође била примећена у неким кластерима средњих позиција поред кластера недавности.

Такође не очекујемо повећање опште функције пажње са ИПЛ тета модулацијом. Иако се претпоставља да паријетални тета ритмови олакшавају узорковање са пажњом38, мало је доказа који би указивали на промене у пажњи са паријеталним тета увлачењем39.

Уместо тога, ми предлажемо да је ИПЛ тета модулација можда олакшала временску сегрегацију између узастопних меморијских репрезентација, минимизирајући интерференције међу њима15.

Штавише, познато је да тета ритмови олакшавају присјећање посредовано временским контекстом40, потенцијално одражавајући заједнички неурофизиолошки механизам који лежи у основи очуваног одржавања и контекстно-базираног преузимања ВМ репрезентација. Интринзична ограничења ВМ капацитета, на која неуромодулација не утиче, могу ограничити ова побољшања само на касније речи на листи, чиме се само побољшава кластер недавности.

Ако је тако, онда ови налази могу одражавати додатни приступ за неинвазивно побољшање ВМ функције у оквиру утицајне теорије спајања тета-гама унакрсних фреквенција15, поред промене меморијског капацитета18.

Могућност да, иако је ИПЛ тетамодулација можда олакшала одржавање и опозив ставки латералног списка, можда није побољшала пренос претходно представљених информација у ЛТМ, можда је додатно допринела овим селективности ефеката. Ово би могло бити због присуства различитих механизама кодирања за два меморијска складишта, што је могућност подржана недавном студијом транскранијалне магнетне стимулације (ТМС)14.

Алтернативно, пренос репрезентација између два меморијска система може укључивати одвојене процесе извршне контроле41 на које не утиче тренутни дизајн неуромодулације. Сходно томе, ИПЛ тета модулација можда није утицала на меморијске репрезентације у примарном кластеру. Уместо тога, побољшања у ефекту примата су се појавила селективно са ДЛПФЦ гама модулацијом.

Овај протокол је можда селективно побољшао способност преузимања репрезентација које су одвојено кодиране или пренете у ЛТМ, потенцијално утичући на хипокампус и друге структуре темпоралног режња42, које такође истовремено показују гама активност током одложеног опозива36. Претходна студија неуромодулације, иако је испитивала функцију памћења код младих одраслих особа са конвенционалним тАЦС-ом у једној сесији, усклађена је са овим предлогом22.

Према томе, иако је познато да и тета и гама ритмови, и ДЛПФЦ и ИПЛ региони генерално доприносе перформансама ВМ и ЛТМ, они могу индексирати различите когнитивне процесе који селективно леже у основи раздвојивих побољшања уочених у тренутној студији.

Налази ове студије такође доприносе расправама о теоријским моделима слободног присећања. Сегрегиране неуронске базе ефеката примата и недавности биле су тема о којој се жестоко расправља у неуропсихологији са опречним доказима14,43. Селективна модулација ефеката примата и недавности примећена у тренутној студији подржава различите основне механизме, у складу са моделима дуал-сторе11 и неуропсихолошким запажањима12,13.

Међутим, наши налази, тренутно, нису некомпатибилни са алтернативним моделима слободног опозива. На пример, једна теорија приписује ефекте примата 'дуготрајној радној меморији' у којој операције дуготрајног складиштења и преузимања подржавају ВМ функцију која зависи од структура за проналажење које зависе од стручности44,45. Ово гледиште није у супротности са претходно поменутом хипотезом да је ДЛПФЦ гама неуромодулација можда утицала на проналажење са ЛТМ-а, иако - у овој услузи ВМ са погледом.

Начин да се раздвоји између ове две перспективе је коришћење метода персонализације за модулацију стручности45, у ком случају би ова теорија предвидела јачи ефекат ДЛПФЦ гама неуромодулације у присуству јачих структура за проналажење зависне од стручности. Надаље, иако су теорије контекстуалног преузимања нису дизајнирани да објасне ефекте примата, дефицити у ефектима примата код старијих одраслих приписују се процесима пажње46, који су заузврат повезани са ДЛПФЦ гама активношћу47. ДЛПФЦ гама неуромодулација је можда додатно побољшала унутрашњи градијент у ефикасности механизама кодирања са предностима за ране догађаје у серији46. Посебно је повећана гамаактивност у темпоралном режњу повезана са овим ефектом17.

Као што је горе дискутовано, ДЛПФЦ гама неуромодулација је можда довела до низводних ефеката на гама активност у структурама темпоралног режња42, појачавајући ефекат примата. Да ли ДЛПФЦ гаманеуромодулација посебно утиче на процесе проналажења ЛТМ-а или механизме пажње може се потенцијално решити кроз агрануларну анализу перформанси меморије унутар примациклустера.

На пример, налог за проналажење ЛТМ предвиђа адитивни помак на перформансе меморије са повећањем серијске позиције у примарном кластеру због сличних предности за процесе преузимања на свим серијским позицијама, док рачун пажње предвиђа смањење нагиба перформанси меморије као функцију ове серијске позиције , чиме се одражава стабилизација континуиране пажње46.

Успех протокола неуромодулације у селективном манипулисању ефектом примата биће моћно средство за тестирање ових конкурентских предвиђања. Будуће студије које су довољно моћне да систематски тестирају ове хипотезе могу раздвојити ова конкурентна предвиђања како би прецизирали и помирили различите теорије слободног опозива.

Овај рад доприноси растућој литератури која сугерише потенцијалне клиничке користи за функцију памћења код старијих особа са неинвазивним техникама7. Протоколи који се користе у тренутној студији показују да се меморијска функција може селективно побољшати за најмање 1 месец након 4-дневне интервенције. Ови дуготрајни ефекти могу настати услед неуропластичних промена48 након фазног закључавања интринзичних можданих ритмова помоћу тАЦС49.

Поред тога, ови налази сугеришу да се функционална диференцијација, која се обично смањује са старењем50, може промовисати кроз функционално специфичну неуромодулацију. Налази из ове студије могу мотивисати неколико линија истраживања да даље испитају њихов клинички потенцијал. На пример, будуће студије би требало да испитају могућност генерализације ових налаза на различите когнитивне парадигме које обухватају функцију памћења у различитим сензорним доменима и да их реплицирају у већим студијским узорцима.

Штавише, потребно је утврдити како промовисати одрживе ефекте који прелазе 1-месечно трајање посматрано у тренутној студији. Персонализација неуромодулационог протокола према индивидуалним анатомским и функционалним карактеристикама је један од могућих приступа6.

Поред тога, специфична фреквенција унутар тхета и гама опсега, број и трајање сесија модулације, оптимални јаз између узастопних сесија и интеракција основне когнитивне и неуронске функције са овим метрикама могу се систематски мењати да би се одредио најоптималнији дизајн модулације.

Штавише, поред МоЦА, будуће студије би требало да користе свеобухватније неуропсихолошке процене за квантификацију основне когнитивне функције и њене повезаности са побољшањима изазваним тАЦС-ом.

Коначно, поред потенцијалних користи за здраве старије одрасле особе, требало би испитати транслационе импликације за особе са неуропсихијатријским и неуродегенеративним поремећајима, посебно оне са селективним дефицитом памћења10 и са ризиком од фордеменције5. Налази из ове студије служе као одскочна даска ка истраживању ових питања од клиничког интереса.

Онлине садржај

Било које методе, додатне референце, резимеи извештаја о истраживању природе, изворни подаци, проширени подаци, додатне информације, признања, информације о рецензирању; појединости о ауторским доприносима и супротстављеним интересима; а изјаве о доступности података и кодова доступне су нахттпс://дои.орг/10.1038/с41593-022-01132-3.

Референце

1. Центри за контролу и превенцију болести. Трендови у старењу-САД и широм света. ММВР Морб. Мортал. Вкли. Реп. 52, 101–104 (2003). 106.

2. Саманез-Ларкин, ГР & Кнутсон, Б. Доношење одлука у мозгу старења: промене у афективним и мотивационим круговима. Нат. Рев. Неуросци. 16, 278–289 (2015).

3. Сøраас, А. ет ал. Проблеми са меморијом који су сами пријавили 8 месеци након ЦОВИД-19инфекције. ЈАМА Нетв. Отвори 4, е2118717 (2021).

4. Рапп, ПР & Амарал, ДГ Индивидуалне разлике у когнитивним и неуробиолошким последицама нормалног старења. Трендс Неуросци. 15,340–345 (1992).

5. Гаутхиер, С. ет ал. Благо когнитивно оштећење. Ланцет 367, 1262–1270 (2006).

6. Гровер, С., Нгуиен, ЈА & Реинхарт, РМГ Синхронизација можданих ритмова ради побољшања когниције. Анну. Рев. Мед. 72, 29–43 (2021).

7. Реинхарт, РМГ & Нгуиен, ЈА Радна меморија је оживјела код старијих особа синхронизацијом ритмичких можданих кола. Нат. Неуросци. 22, 820–827 (2019).

8. Цован, Н. Које су разлике између дугорочне, краткорочне и радне меморије? Прог. Браин Рес. 169, 323–338 (2008).

9. Паркинсон, СР, Линдхолм, ЈМ и Инман, ВВ Анализа разлика у годинама у непосредном опозиву. Ј. Геронтол. 37, 425–431 (1982).

10. Сулливан, ЕВ & Сагар, ХЈ Двострука дисоцијација краткорочног и дуготрајног памћења за невербални материјал код Паркинсонове болести и глобалне амнезије. Даља анализа. Браин 114, 893–906 (1991).

11. Аткинсон, РЦ & Схифрин, РМ Људско памћење: предложени систем и његови контролни процеси. у Те Псицхологи оф Леарнинг анд Мотиватион:Адванцес ин Ресеарцх анд Теори том 2 (ед. Спенце, КВ) 89–195 (Ацадемиц Пресс, 1968).

12. Бадделеи, АД & Варрингтон, ЕК Меморијско кодирање и амнезија. Неуропсицхологиа 11, 159–165 (1973).

13. Схаллице, Т. & Варрингтон, ЕК Независно функционисање вербалних меморија: неуропсихолошка студија. КЈ Екп. Психол. 22, 261–273 (1970).

14. Инноценти, И. ет ал. ТМС интерференција са механизмима примата и скорије открива бимодално епизодично кодирање у људском мозгу. Ј. Цогн. Неуросци. 25,109–116 (2013).

15. Лисман, ЈЕ & Јенсен, О. Тета-гама неуронски код. Неурон 77, 1002–1016 (2013).

For more information:1950477648nn@gmail.com