Улога поремећаја спавања и упале за просторно памћење

Контакт: Аудреи Хуaudrey.hu@wecistanche.com

АПСТРАКТАН

Просторна меморија је функција мозга укључена у вишеструка понашања као што је планирање руте или присјећање локације објекта. Формирање просторне меморије ослања се на хомеостазу различитих биолошких система, укључујући здрав сан и имунолошки систем који добро функционише. Док се сматра да сан промовише стабилизацију и складиштење просторних сећања, значајни докази показују да имуни систем модулира неуронске процесе који леже у основи просторне меморије, као што су неуропластичност хипокампуса, дуготрајна потенцирање и неурогенеза. Насупрот томе, када је сан поремећен и/или дође до стања повећане имунолошке активације, хипокампални регулаторни путеви се мењају, што на нивоу понашања – може довести до оштећења просторне меморије. У овом кратком прегледу, резимирам како сан и имуни систем доприносе процесима просторне меморије. Поред тога, представљам нове доказе који сугеришу да поремећај сна и запаљење могу заједно нарушити просторно памћење. разматрају се могуће ублажавање рик за оштећење просторне меморије.

ПОБОЉШАЈТЕ МЕМОРИ ЦИСТАНЦХЕ ПРОИЗВОДИ

1. Представљање

Просторна меморија, коју генерално карактерише способност учења, складиштења и присећања просторних информација, је функција мозга укључена у вишеструка понашања као што је планирање руте до жељеног места или подсећање на локацију објекта. Чврсти докази из студија и на животињама и на људима показали су да просторно памћење снажно зависи од хипокампуса и повезаних мрежа (Бирд и Бургесс, 2008), што просторно памћење чини изузетним моделом за транслациона истраживања. Почетни научни интерес за просторно памћење био је снажно вођен открићем такозваних "ћелија места" у хипокампусу пацова. Године 1971. неуронаучник Џон О'Киф објавио је рад у којем је известио да се одређена група ћелија хипокампалног неурона активира великом брзином кад год се пацов нађе на одређеном месту у окружењу и предложио је да се ове „ћелије места“ основа за формирање просторне карте (О'Кеефе и Достровски, 1971). Овај рад, уз новије откриће „мрежастих ћелија“ у енторхиналном кортексу, довео је до доделе Нобелове награде за медицину или физиологију 2014. Џону О'Кифу, Меј-Бриту и Едварду Мозеру за њихово откриће ћелија које чине систем позиционирања у мозгу (Нобелова награда за физиологију и медицину, 2014).

Формирање просторне меморије се ослања на хомеостазу различитих биолошких система, укључујући здрав сан и добро функционишући имуни систем: док се сматра да сан промовише стабилизацију првобитно лабилних трагова просторне меморије и њихову интеграцију у неокортикалне мреже за дуготрајно складиштење. (Расцх и Борн, 2013), сматра се да имуни систем модулира неуронске процесе који су у основи просторне меморије као што су неуропластичност хипокампуса, дуготрајна потенциација (ЛТП) и неурогенеза (Иирмииа и Госхен, 2011). Насупрот томе, када је сан поремећен и/или дође до стања појачане имунолошке активације (тј. упале), вишеструки хипокампални путеви се мењају, што - на нивоу понашања - може довести до оштећења просторне меморије. Занимљиво је да конвергентне линије истраживања сугеришу да поремећај сна и упала могу да деле заједничке биолошке путеве за ометање процеса просторне меморије, што има клиничке импликације за неколико (неуро)психијатријских поремећаја повезаних са дисфункцијом хипокампуса, укључујући Алцхајмерову болест (Цоугхлан ет ал., 2018) и велика депресија (Гоулд ет ал., 2007; Цорнвелл ет ал., 2010).

У овом кратком прегледу говорим о томе како нормалан и поремећен сан двосмерно утиче на формирање просторне меморије и како нормална и прекомерна активација имуног система утиче на просторну меморију. Штавише, представљам нове доказе који указују на то да поремећај спавања и упала могу заједно нарушити просторну меморију. На крају, истичем потенцијале интегрисаних стратегија које циљају на поремећај спавања и упале како би се евентуално ублажио ризик од оштећења просторне меморије.

ЦИСТАНЦХЕ: ПОБОЉШАЈТЕ ПАМЋЕЊЕ

2 Формирање просторне меморије зависно од спавања

Спавање је природно стање свести које карактерише смањена реакција на спољашње стимулусе и потиснута моторна активност (Круегер ет ал, 2016). Као што се процењује електроенцефалограмом (ЕЕГ). сан се може поделити у две главне фазе. који се смењују на цикличан начин: спавање без брзог покрета очију (НРЕМ) и спавање са брзим покретима очију (РЕМ). Код људи, НРЕМ сан се даље може поделити на фазе Н1, Н2 и Н3 за повећање дубине сна. Н3 или спороталасни сан (СВС) је дефинисан најдубљим НРЕМ спавањем, који доминира првом половином ноћног сна. Заузврат, РЕМ сан је најинтензивнији током друге половине ноћног сна. Код људи, НРЕМ-РЕМ циклуси трају између 80 и 110 мин, док су код глодара НРЕМ-РЕМ циклуси компримовани, трају приближно 15 мин.

Сматра се да и НРЕМ и РЕМ сан комплементарно регулишу различите аспекте меморијских система. Према такозваној „хипотези о двоструком процесу“ консолидације меморије, сматра се да СВС посебно промовише формирање декларативне меморије зависне од хипокампуса (као што је просторна меморија), док се сматра да РЕМ спавање подржава формирање не-декоративне меморије. памћење независно од хипокампуса (као што је процедурална и емоционална меморија) (Ацкерманн анд Расцх.2014).

На ћелијском нивоу, електрофизиолошке студије на животињама, неке од њих датирају пре три деценије или више. Хаие је показао да пацови показују обрасце пуцања у ћелијама хипокампалног места током истраживања околине, који се касније понављају истим редоследом током каснијег НРЕМ спавања (Павлидес и Винсон, 1989; Вилсон и МцНаугхтон, 1994; Кудримоти ет ал, 1999; Схен ет ал., 1998; Скаггс и МцНаугхтон, 1996; Ји и Вилсон, 2007; Лее и Вилсон, 2002). Ову такозвану „поновну репродукцију хипокампуса“ током НРЕМ сна карактеришу кратке, високофреквентне осцилације познате и као „оштре таласне таласе“ (СВР), за које се сматра да преносе просторне информације из хипокампуса у неокортикалне мреже за дуготрајно складиштење. (Бузсак, 2015). Утврђено је да селективна супресија СВР-а током НРЕМ спавања након учења нарушава формирање просторне меморије код пацова (Гирардеау ет ал, 2009). Занимљиво је да је неколико студија на животињама показало да изложеност различитим сензорним стимулансима током просторног учења и поново током накнадног НРЕМ спавања након учења има потенцијал да повећа репродукцију хипокампуса. На пример, показало се да излагање пацова звуку током просторног учења и поново током НРЕМ спавања након учења појачава брзину репродукције хипокампуса током НРЕМ спавања након учења (Бендор и Вилсон, 2012). Међутим, треба напоменути да је поред НРЕМ спавања-а мали број студија такође идентификовао понављање хипокампуса током РЕМ спавања (Лоуие и Вилсон, 2001; Пое ет ал, 2000), па чак и током периода тихог будности (ОНЕилл ет ал. ал, 2006; Фостер и Вилсон, 2006; Диба и Бузаки, 2007). Штавише, иако су првенствено примећени у ћелијама хипокампалног места, ограничени подаци су такође описали појаву неуронске репродукције у субкортикалним и кортикалним регионима мозга, укључујући вентрални стријатум (Лансинк ет ал., 2009), као и визуелни (Ји и Вилсон, 2007) , префронтални (Еустон ет ал, 2007), паријетални (Вилбер ет ал, 2017) и моторни кортекс (Раманатхан ет ал, 2015).

На молекуларном нивоу, сматра се да сан олакшава процесе просторне меморије промовисањем вишеструких сигналних путева који регулишу синаптичку снагу и контролишу транскрипцију гена у вези са пластичношћу и транслацију протеина, као што је сигнализација цикличног аденозин монофосфата (цАМП), протеин киназе А (ПКА) , митоген-активирана протеин киназа (МАПК), као и активност цАМП-респонсе елемент-биндинг протеин (ЦРЕБ) (Хавекес и Абел, 2017; Хавекес ет ал, 2012; Принце и Абел, 2013).

Паралелно са налазима студија на животињама, све већи број доказа такође имплицира улогу сна у регулацији просторне меморије код људи. На пример, неколико студија је показало да се перформансе у просторном задатку побољшавају током периода спавања након учења, у поређењу са периодом будности (Феррара ет ал., 2006, 2008; Нгуиен ет ал., 2013; Вамслеи и сар., 2010; Варга и сар., 2016; Ноацк ет ал., 2017; Таламини и сар., 2008). У складу са „хипотезом о двоструком процесу“ консолидације меморије (Расцх и Борн, 2013), значајни докази имплицирају да СВС може играти посебно истакнуту улогу у формирању просторне меморије код људи која зависи од спавања. На пример, рани ноћни сан, који је богат СВС, сугерише се да је посебно важан за формирање просторне меморије зависне од хипокампуса, док се касно ноћно спавање, богато РЕМ сном, сматра кориснијим за недекларативни типови памћења независни од хипокампуса (Плихал и Борн, 1999). У складу са овим појмом, ограничени докази су показали да су побољшања просторних перформанси преко ноћи у корелацији са количинама спороталасне активности (Вамслеи ет ал., 2010; Варга ет ал., 2016). Поред тога, неколико студија снимања повезало је формирање просторне меморије зависно од спавања са повећањем активације хипокампуса и повезаних мрежа. На пример, студија позитронске емисионе томографије (ПЕТ) коју су урадили Пеигнеук ет ал. открили су да степен протока крви у хипокампу током СВС након учења предвиђа побољшање у просторном задатку који је процењен следећег дана (Пеигнеук ет ал., 2004). Штавише, студија функционалне магнетне резонанце (фМРИ) коју су урадили Орбан ет ал. су показали да сан након учења промовише интеграцију недавно стечених просторних информација у мреже повезане са хипокампусом (Орбан ет ал., 2006). Још једна фМРИ студија Рауцхса ет ал. испитали су ефекте спавања након учења у односу на депривацију сна након учења на неуралне супстрате просторне меморије и открили да је код испитаника који су спавали након учења просторна меморија повезана са повећаном задњом кортикалном активношћу, док је код испитаника који су били подвргнути депривацији сна након учење, просторна меморија је била повезана са повећаном парахипокампалном и медијалном темпоралном активношћу (Рауцхс ет ал., 2008). Занимљиво је да је неколико студија показало да се понављање хипокампуса током НРЕМ спавања дешава и код људи (Брагин ет ал., 1999; Стаба ет ал., 2002; Норман ет ал., 2019; Акмацхер ет ал., 2008), и да су количине Понављање хипокампуса током НРЕМ спавања након учења корелира са просторном меморијом процењеном следећег дана (Варга ет ал., 2016; Морони ет ал., 2014). Штавише, неколико студија је такође испитало експериментално појачање хипокампалне репродукције зависне од сна код људи. Расцх ет ал. на пример, изложили су субјекте специфичном мирису током учења просторног окружења, и поново током каснијег сна након учења, и открили да – у односу на контролно стање (где није било мириса током спавања) – поновно излагање мирису током СВС, али не током РЕМ спавања, резултирао је већом заједничком активацијом хипокампуса и побољшаним перформансама просторне меморије следећег дана (Расцх ет ал., 2007). У складу са овим налазима, друга студија је показала да је праћење недавно научило просторне информације са мирисом током СВС активирало хипокампалну активност и стабилизовало формирање просторне меморије (Диекелманн ет ал., 2011). Поред тога, Рудои ет ал. изложио субјекте одређеним звуцима током фазе учења просторног задатка и поново током накнадног НРЕМ спавања након учења, и открио да је након буђења побољшана просторна меморија за информације које су претходно биле упарене са слушним знаком, у поређењу са информацијама које су није упарен са слушним знаком (Рудои ет ал., 2009). Коначно, ван Донген ет ал. изложили субјекте звуцима током фазе учења просторног задатка и открили да су субјекти који су били поново изложени звуцима током накнадног СВС-а показали повећану активацију (пара)хипокампалних неурона, што је такође било у корелацији са проналажењем просторне меморије процењеним следећег дана (ван Донген ет ал., 2012).

ЕФЕКТИ ЦИСТАНЦХЕ: ПРОТИВУПАЛА

3. Поремећај спавања и просторно памћење

Поремећај спавања (тј. потешкоће при падању или одржавању сна) је веома распрострањена здравствена тегоба која се јавља код више од једне трећине одраслих у Сједињеним Државама (Национална фондација за спавање, 2020). Док је поремећај спавања повезан са опадањем различитих когнитивних домена (Краусе ет ал., 2017), експериментални подаци показују да су хипокампус и просторна меморија посебно рањиви на ефекте губитка сна (Хавекес и Абел, 2017). Заиста, мноштво студија на животињама показало је да различити облици експерименталне депривације сна (СД), укључујући фрагментацију сна, као и делимични и потпуни СД, поуздано изазивају изражене дефиците у перформансама просторне меморије зависне од хипокампуса (Цолавито ет ал., 2013. ). За разлику од здравог сна, показало се да СД слаби молекуларне догађаје укључене у формирање просторне меморије, као што је сигнализација цАМП, ПКА, ЦРЕБ и мете рапамицина (мТОР) код сисара (Хавекес и Абел, 2017; Хавекес ет ал. ., 2012; Принц и Абел, 2013).

Важно је да ограничени докази такође сугеришу да СД ремети просторну меморију зависну од хипокампуса код људи (Феррара ет ал., 2008; Пенг ет ал., 2020). Штавише, клиничка запажања су документовала да пацијенти који пате од клиничког поремећаја сна често показују недостатак просторне меморије. На пример, пацијенти са несаницом, веома распрострањеним поремећајем спавања који се карактерише прекинутим, нересторативним сном и дневним оштећењима когнитивног функционисања, показују лошије перформансе у просторном задатку, у поређењу са здравим контролама (Ли ет ал. , 2016; Цхен ет ал., 2016; Кхассавнех ет ал., 2018; Хе ет ал., 2021). Слично томе, пријављено је да субјекти са лошим квалитетом сна „налик несаници“ имају лошије резултате у просторном задатку, у поређењу са онима са добрим квалитетом сна (Валера ет ал., 2016). Занимљиво је да је серија неуроимагинг студија открила да пацијенти са несаницом показују смањење волумена хипокампуса, у поређењу са здравим контролама (Риеманн ет ал., 2007; Јоо ет ал., 2014; Емамиан ет ал., 2021), и да лош субјективни квалитет сна код пацијената са несаницом повезан је са атрофијом хипокампуса (Јоо ет ал., 2014; Коо ет ал., 2017). Међутим, друге студије нису успеле да покажу повезаност између несанице и запремине хипокампуса (Винкелман ет ал., 2010; Нох ет ал., 2012). Поред тога, постоје докази да пацијенти са апнејом у сну, стањем које је обележено абнормалним дисањем током спавања, показују сличне дефиците у просторној меморији (Даурат ет ал., 2008; Муллинс ет ал., 2021). Као што је наведено, већина претходних истраживања на људима имплицирала је улогу СВС-а у формирању просторне меморије. Међутим, недавна студија код пацијената са апнејом открила је да фрагментација РЕМ сна током спавања након учења умањује побољшање просторне меморије преко ноћи и да је степен РЕМ фрагментације у корелацији са лошијим перформансама током ноћи (Варга ет ал., 2014).

4. Имунолошки посредована регулација просторне меморије

Иако се раније сматрало местом са привилегованим имунитетом, сада је добро утврђено да је мозак снажно повезан са имунолошким системом и да имунолошки посредовани процеси доприносе регулацији вишеструких функција мозга (Дантзер, 2018). Док у нормалним, мирним условима, имуни систем промовише ремоделирање неуронских кола која леже у основи просторне меморије, укључујући неуропластичност хипокампуса, ЛТП и неурогенезу, показало се да прекомерна активација имуног система нарушава различите аспекте функционисања хипокампуса и сродних понашања (Иирмииа и Гошен, 2011).

Животињски модели су пружили увид у неколико путева кроз које имуни систем комуницира са мозгом (као што је претходно прегледано (Дантзер ет ал., 2008)): на пример, молекуларни обрасци повезани са периферним патогеном (ПАМП) и цитокини активирају аферентне нерве који пројектују до мозга; заузврат, ПАМП-ови стимулишу ћелије сличне макрофагима које експримирају Толл-лике рецепторе (ТЛР) у циркумвентрикуларним органима и хороидном плексусу да производе проинфламаторне цитокине, који касније могу ући у мозак; штавише, крвно-мождана баријера активно транспортује различите имуномодулаторне молекуле уи из мозга, док је такође показано да се периферне имуне ћелије саобраћају у васкулатури мозга и паренхима. Треба напоменути да прекомерна активација ових путева имунитета до мозга изазива такозвано „понашање болести“, констелацију понашања, укључујући губитак апетита, умор, социјално повлачење и повећан бол, за које се сматра да олакшава опоравак и опоравак од болести и болести (Дантзер и Келлеи, 2007).

Важно је да када периферни инфламаторни сигнали стигну до мозга, резидентна микроглија у мозгу се активира, што доводи до смањене неурогенезе сузбијањем пролиферације неуронских матичних ћелија, повећањем апоптозе неуронских прогениторних ћелија и смањењем преживљавања новоразвијених неурона и њихове интеграције у постојеће неуронска кола, са штетним последицама по неуропластичност хипокампуса и процесе просторне меморије (Цхеснокова ет ал., 2016). На пример, бројне студије на животињама су доследно показале да примена липополисахарида (ЛПС), бактеријског агенса који поуздано индукује ТЛР-4-посредовану производњу проинфламаторних цитокина као што су интерлеукин (ИЛ)-1, ИЛ{ {4}}, и фактор некрозе тумора (ТНФ)- (Сцхедловски ет ал., 2014; Акира и Такеда, 2004), нарушавају способност формирања просторне меморије (Схав ет ал., 2001; Араи ет ал., 2001; Спаркман ет ал., 2005а, 2005б; Даниел ет ал., 2014; Валеро ет ал., 2014; Анаеигоудари ет ал., 2016; Абаресхи ет ал., 2016; Танака ет ал., 2006; Зхао ет ал., 2019 ). Слично, показало се да интрацеребровентрикуларна ињекција проинфламаторних цитокина нарушава процесе просторног памћења (Оитзл ет ал., 1993; Гибертини ет ал., 1995; Сонг и Хорробин, 2004), док се кришке хипокампалне фламме мозга суперфузују са пропорцијама мозга. пријављено је да цитокини инхибирају синаптичку снагу хипокампуса и ЛТП (Катсуки ет ал., 1990; Беллингер ет ал., 1993). Поред тога, низ генетских студија дао је убедљиве доказе да трансгени мишеви са прекомерном експресијом ИЛ-1 (Мооре ет ал., 2009; Хеин ет ал., 2010) или ТНФ- (Фиоре ет ал., 2000) показују смањене перформансе просторне меморије, док нокаут-мишеви којима недостаје ИЛ-6 (Браида ет ал., 2004) или ТНФ- (Голан ет ал., 2004) показују побољшане перформансе просторне меморије. Интригантно, сматра се да се ефекти упале на просторну меморију зависну од хипокампуса могу модификовати, као што је показало неколико студија на животињама које су показале да излагање антиинфламаторним агенсима умањује штетне ефекте упале на просторну меморију, па чак и побољшава просторну меморију ( Ормерод ет ал., 2013; Вадхва ет ал., 2017а; Цуи ет ал., 2008; Марцхалант ет ал., 2008; Хе ет ал., 2011; Кумар ет ал., 2018). Док се велика већина претходних истраживања упале и просторног памћења фокусирала на експерименталне животињске моделе, мање се зна о улози упале за просторну меморију код људи. Ипак, ограничени докази указују на то да прекомерна активација инфламаторног одговора такође нарушава процесе просторне меморије код људи. На пример, клиничка запажања су показала да пацијенти са инфламаторном болешћу, као што је реуматоидни артритис (Цхаурасиа ет ал., 2020; Петра ет ал., 2020) или мултипла склероза (Броцхет и Рует, 2019), показују веће потешкоће у памћење и призивање просторних информација, у поређењу са здравим контролама. Штавише, у недавној плацебо контролисаној студији (Харрисон ет ал., 2014), здрави субјекти су прошли ПЕТ скенирање и задатак просторног памћења пре и после инфламаторног изазова (тј. интрамускуларне вакцинације против тифуса). У овој студији, субјекти су показали оштећење просторне меморије након упалног изазова, ефекат који је био посредован променама мождане активности у темпоралном режњу. У другој плацебо контролисаној студији (Реицхенберг ет ал., 2001), здрави субјекти су примили интравенску ињекцију ЛПС-а, што је изазвало поремећај фигуралне меморије (форма меморије која је функционално повезана са просторном меморијом), а ова оштећења памћења изазвана ЛПС-ом су била у корелацији. са системским концентрацијама ТНФ-. Међутим, за разлику од ових налаза, недавна плацебо контролисана студија показала је да је третман миноциклином, централно пенетрантним антибиотиком са антиинфламаторним својствима, у ствари резултирао оштећењем перформанси просторне меморије (Беренс ет ал., 2020).

ЕФЕКТИ ЦИСТАНЦХЕ

5. Конвергентни путеви

Иако је претходни рад испитивао улогу поремећаја спавања и упале за просторну меморију првенствено у одвојеним студијама, нове линије истраживања имплицирају да поремећај сна и упала могу заједно нарушити процесе просторне меморије. У нормалним условима сан и имунитет деле реципрочан однос, тако да активација имуног система мења динамику сна. док цурење има кључну улогу у хомеостатској регулацији имунолошке функције и инфламаторног одговора (Ирвин, 2019). Заузврат, код људи се показало да експериментални СД активира инфламаторне путеве на више биолошких нивоа (као што је претходно прегледано (Ирвин и Опп ,2017)): на пример, пријављено је да СД изазива повећање системских инфламаторних маркера, моноцитну производњу инфламаторних цитокина, транскрипциону активност нуклеарног фактора (НФ)-кБ и трансдуктора сигнала и активатора транскрипције (протеини породице СТАД, транскрипција ИЛ -6 и ТНФа месинџер рибонуклеинске киселине, и експресија проинфламаторног транскриптома. Штавише, мета-анализа је открила да је природни поремећај сна, као што је несаница, повезан са повећањем системских инфламаторних маркера, укључујући Ц-реактивни протеин и ИЛ-6 (Ирвин ет ал., 2016). Заузврат, гомилање доказа имплицира да инфламаторни сигнали генерисани на периферији мењају активност региона мозга и неуротрансмитерски системи укључени у регулацију сна (Ирвин, 2019).

Занимљиво је да убедљиви подаци са животињских модела имплицирају упалу као механички пут који повезује поремећај спавања са оштећењем просторне меморије. Рад на глодарима, на пример, показао је да СД изазива упалу хипокампуса, што је индексирано повећаном концентрацијом ИЛ-6 и активацијом микроглије у хипокампусу (Иин ет ал, 2017). Треба напоменути, недавна механичка студија на животињама од стране Вадхва ет ал. (2017б) су показали да СД изазива повећање про- и смањење експресије антиинфламаторних цитокина, заједно са дефицитима у просторној меморији. У њиховој студији, Вадхваетал. показао да су дефицити просторне меморије у корелацији са концентрацијама ИЛ-1, ИЛ-6 и ТНФ- у хипокампусу и плазми, што имплицира да се СД-индуковани дефицити у просторној меморији приписују појачаној регулацији неуроинфламације . Као део њихове студије, Вадхва ет ал. такође су изложили своје тестне животиње антиинфламаторном агенсу, који не само да је смањио про- и повећао нивое антиинфламаторних цитокина у хипокампусу и плазми, већ је такође промовисао неурогенезу и побољшао СД-индукована оштећења у просторној меморији. У складу са овим налазима, концептуално повезана студија исте групе открила је да инхибиција микроглијалне активације са антиинфламаторним агенсом умањује ометајуће ефекте СД на неурогенезу хипокампуса и просторну меморију (Вадхва ет ал.2017а).

Имајући у виду реципрочне интеракције између поремећаја спавања и упале, њихове индивидуалне повезаности са оштећењем просторне меморије, и конвергентне доказе да упала може посредовати у вези између поремећаја сна и дефицита просторне меморије, оба фактора – поремећај сна и упала – могу деловати заједно на нарушавају процесе просторне меморије. Заиста, ако здрав сан и имунолошка функција позитивно регулишу просторну меморију, и ако експериментални и натуралистички поремећаји спавања, као и упална стања, нарушавају просторну меморију, онда би истовремени поремећај спавања и запаљења могао активирати конвергентни пут за оштећење просторне меморије. . Стога, појединци који истовремено доживљавају поремећај сна и појачана стања упале могу бити посебно изложени ризику од развоја оштећења просторне меморије. Заиста, такав концептуални приступ у којем поремећај спавања и упала међусобно делују и заједно нарушавају просторну меморију има импликације на различите здравствене исходе. На пример, сматра се да и поремећај сна и упала доприносе патофизиологији Алцхајмерове болести (Ирвин и Витиелло, 2019), болести коју карактерише неуродегенерација хипокампуса, као и губитак просторног памћења. Занимљиво је да је недавна студија Цоугхлан ет ал. показали су да појединци у ризику од развоја Алцхајмерове болести показују измењене обрасце просторне навигације пре појаве било каквих проблема са памћењем, што сугерише да би се просторно понашање могло користити као исплатив когнитивни биомаркер за откривање Алцхајмерове болести у претклиничким фазама (Цоугхлан ет ал. , 2018). Поред тога, поремећај сна и упала су такође добро утврђени фактори ризика за развој велике депресије (Ирвин и Пибер, 2018), болести која је – заузврат – повезана са оштећењима просторне меморије зависне од хипокампуса (Гоулд ет ал. ., 2007; Цорнвелл ет ал., 2010). Коначно, концептуални модел у којем поремећај спавања и упала заједно доприносе оштећењу просторне меморије могао би бити посебно изражен за старије одрасле особе, популацију за коју је посебно познато да испољава поремећај сна (Ли ет ал., 2018), повећану инфламаторну активност (Францесцхи ет ал. ал., 2000; Цамписи, 2013; Францесцхи и Цамписи, 2014; Кеннеди ет ал., 2014; Пибер ет ал., 2019) и дефицити у просторној меморији (Ле он ет ал., 2016; Корман ет ал., 2019 Моффат ет ал., 2001; Фостер ет ал., 2012). Међутим, да би се проценио овај предложени модел, потребна су даља истраживања. Заиста, будућа истраживања би могла експериментално тестирати одвојене и заједничке ефекте експерименталног СД-а и изложености ЛПС-у на просторну меморију, или проценити лонгитудинални допринос поремећаја сна и упале оштећењу просторне меморије и придруженим (неуро)психијатријским болестима. Штавише, будућа истраживања би такође могла да испитају да ли концептуални приступ различито утиче на појединачне фазе просторног памћења (тј. стицање, консолидација, подсећање) или чак на друге меморијске функције и когнитивне домене, као што су процедурална и вербална меморија, пажња, извршно функционисање, расположење регулација и социјално/емоционално процесирање, за које се раније показало да су рањиви и на периоде сна (МцЦои и Стрецкер, 2011) и на упале (Боллен ет ал., 2017).

6. Интервенције усмерене на поремећај сна и упале

С обзиром на одвојене и заједничке доприносе поремећаја спавања и упале оштећењу просторне меморије, интервенције које циљају на поремећај сна и упалу могу бити од помоћи у смањењу ризика од пада просторне меморије.

Међу бихевиоралним приступима који циљају на поремећај сна, когнитивна бихејвиорална терапија за несаницу (ЦБТ-И) и интервенције ума и тела (МБИ), као што је Таи Цхи Цхи (ТЦЦ), посебно су обећавајуће стратегије. ЦБТ-И обухвата стратегије фокусиране на контролу стимулуса (која се бави негативним асоцијацијама између кревета и будности), ограничење спавања (које ограничава време у кревету проведено будно и побољшава квалитет сна) и хигијену сна (која подучава праксе животног стила као што је држање редован распоред спавања, мирно окружење за спавање и избегавање понашања које омета сан) (Трауер ет ал., 2015; Морин ет ал., 2006). Заузврат, утврђено је да ТЦЦ, који комбинује спору физичку активност са опуштањем да би служио као медитација покрета, побољшава симптоме несанице (Ирвин ет ал., 2008; Ли ет ал., 2004; Раман ет ал., 2013), са доказ да је ефикасност ТЦЦ-а упоредива са ЦБТ-И (Ирвин ет ал., 2014). Важно је да недавни докази из рандомизованих контролисаних студија показују да и ЦБТ-И и ТЦЦ не само да побољшавају квалитет сна, већ такође имају потенцијал да пониште повећање системских, ћелијских и транскрипционих индекса упале изазвано несаницом (Ирвин ет ал., 2015. , 2017). С обзиром да ЦБТ-И и МБИ немају озбиљне контраиндикације, ове интервенције треба сматрати ефикасним стратегијама за пацијенте са поремећајем сна и/или инфламаторним профилом. Међутим, да ли су ЦБТ-И и МБИ такође ефикасни у циљању дефицита просторне меморије (вероватно кроз побољшање поремећаја спавања и смањење упале) није познато и будућа истраживања би требало да тестирају ову хипотезу.

Поред ЦБТ-И и МБИ, постоји неколико других понашања везаних за здравље за које се раније показало да ублажавају запаљенску активност (као што је претходно рецензирано (Глеесон ет ал., 2011)): на пример, показало се да физичка вежба има анти- инфламаторни ефекти кроз неколико путева, као што је смањење висцералне масти, повећање производње антиинфламаторних цитокина и смањење експресије ТЛР-а на имуним ћелијама и циркулишућим проинфламаторним медијаторима. Занимљиво је да је неколико студија показало да физичке вежбе такође побољшавају квалитет и трајање сна (Долезал ет ал., 2017), док су подаци из рандомизованих контролисаних студија показали да физичка вежба побољшава просторно памћење (десет Бринке ет ал., 2015.) и чак повећава хипокампални том (Ерицксон ет ал., 2011). Поред тога, велики број доказа указује на то да специфична храна, као што је цела храна на биљној бази, има потенцијал да смањи запаљенску активност (Рицкер и Хаас, 2017), док акумулирани докази указују на то да прехрамбене навике такође утичу на физиологију сна (Ст. -Онге ет ал., 2016; Франк ет ал., 2017). Коначно, ограничени подаци за обе животиње (Росс ет ал., 2009; Зхао ет ал., 2017; Хенри и Стонер, 2011; Рендеиро ет ал., 2013) и студије на људима (де Вриес ет ал., 2020) сугеришу да промене у навикама у исхрани могу такође утицати на процесе просторног памћења.

ЕФЕКТИ ЦИСТАНЦХЕ

7. Закључак

У овом чланку сумирао сам конвергентне путеве којима поремећај спавања и запаљење нарушавају просторну меморију (слика 1). Док већина нашег механичког разумевања улоге поремећаја спавања и упале за просторну меморију потиче од студија на животињама, мање се зна о заједничком доприносу поремећаја сна и упале процесима просторне меморије код људи. Као што је приказано на слици 2, постоји неколико путева који би потенцијално могли бити циљани да би се евентуално ублажио ризик од оштећења просторне меморије. Међутим, потребна су даља истраживања како би се проценили одвојени и заједнички доприноси поремећаја сна и упале оштећењу просторне меморије код људи, посебно код старијих одраслих особа – популације за коју је добро познато да показује високу преваленцију поремећаја сна, повећан ниво упале и дефицити просторне меморије и сродне болести. Заиста, стицање увида у то како специфични аспекти поремећаја спавања и упале утичу на процесе просторне меморије могло би да усмери развој интервенција које циљају на путеве између поремећаја сна, упале и оштећења просторне меморије. Таква прецизност у карактеризацији профила спавања и упале може имати потенцијал да побољша и побољша третмане здравствених исхода повезаних са оштећењем просторне меморије.

2. Шематски преглед доприноса сна и имунолошке функције просторној меморији у моделима здравља и болести.

Скраћенице: СВС ¼ спороталасно спавање; РЕМ ¼ спавање са брзим покретима очију; ЛТП ¼ дуготрајно потенцирање; ЦБТ-И ¼ когнитивно бихејвиорална терапија за несаницу

МБИ ¼ интервенције ума и тела

Признања

Овај рад је подржан од стране Берлинског института за здравље (БИХ) Клиничарски научни програм који финансирају Цхарите-Университатсмедизин Берлин и БиХ, Мак Каде фондација, Њујорк и Норман Цоусинс Центар за психонеуроимунологију Универзитета Калифорније, Лос Анђелес (УЦЛА). Аутор је желео да се захвали др Мајклу Ирвину на његовом вођењу и промишљеним увидима током процеса концептуалног уоквиривања овог рада.