Investigarea asociațiilor între reducerea întârzierii cu structura creierului, memoria de lucru și memoria episodică Partea 1

Introducere:

Reducerea întârziată (DD), preferința pentru recompense mai mici și mai devreme față de cele mai mari și mai târziu, este un fenomen comportamental important pentru funcționarea zilnică de interes din ce în ce mai mare în psihopatologie. Mecanismele neurobiologice din spatele DD sunt slab înțelese, iar literatura privind corelațiile structurale ale DD arată inconsecvențe.

Odată cu dezvoltarea rapidă a societății moderne, viața oamenilor devine din ce în ce mai rapidă, iar memoria lor scade constant. Cu toate acestea, ne putem îmbunătăți capacitățile de memorie prin reducerea întârzierii.

Reducerea întârziată este o strategie de consum, adică atunci când achiziționați bunuri, veți vedea informații promoționale, precum „50% reducere” sau „primiți un cadou în plus” înainte de a plăti. Acest lucru va fi foarte interesant, dar va trebui să plătiți pentru timpul și banii dvs. înainte de a obține ceva de valoare. Reducerile întârziate vă fac să vă gândiți bine dacă să profitați de reducerea imediată acum sau să așteptați o reducere mai mare sau un cadou mai bun.

Reducerea întârziată ne poate ajuta să ne îmbunătățim abilitățile de memorie, deoarece necesită viteza noastră de gândire și reacție și ne cere să gândim clar și să luăm decizii informate cu privire la fiecare alegere. Acest lucru ne poate ajuta să ne exersăm abilitățile de gândire în fiecare zi și ne poate ajuta să ne ocupăm mai bine de problemele din muncă și din viață.

Reducerea întârziată ne ajută, de asemenea, să recunoaștem ceea ce avem nevoie. Așteptând o reducere mai bună sau un cadou mai bun, eliminăm nevoia de achiziții impulsive și ne dăm șansa de a ne gândi la ceea ce avem nevoie, încurajându-ne astfel să luăm decizii de cumpărare mai inteligente și să evităm pierderea timpului și a banilor.

Reducerea întârziată ne poate ajuta să ne îmbunătățim abilitățile cognitive și de luare a deciziilor, ajutându-ne să gândim lucrurile mai clar și să alegem acțiunile adecvate. Deci, să folosim reducerea întârzierii ca o strategie proactivă pentru a ne îmbunătăți abilitățile cognitive și de luare a deciziilor. Se poate observa că trebuie să ne îmbunătățim memoria. Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc cu multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea cărnii tocate vine din numeroasele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid, polizaharide, flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului într-o varietate de moduri.

Faceți clic pe Cunoașteți memoria pe termen scurt cum să vă îmbunătățiți

Metode:

Aici am folosit un set mare de date disponibil în mod deschis (n=1196) pentru a investiga asocierile cu performanța memoriei și corelațiile cu materia albă și gri ale DD utilizând analiza componentelor independente legate.

Rezultate:

DD mai mare a fost legat de volumul de substanță cenușie temporală anterior mai mic. Asociațiile DD cu volumul total cortical, volumele subcorticale, markerii organizării microscopice a substanței albe, memoria de lucru și scorurile de memorie episodică nu au fost semnificative după controlul educației și veniturilor.

Concluzie:

Efectele de dimensiune comparabile cu cea pe care am identificat-o ar fi puțin probabil să fie replicate cu dimensiunile eșantioanelor comune în multe studii anterioare din acest domeniu, ceea ce poate explica incongruențele din literatură. Lipsa și dimensiunea redusă a efectelor detectate în datele noastre subliniază importanța utilizării eșantioanelor mari împreună cu metode care să se adapteze structurii lor statistice și controlului adecvat pentru factorii de confuzie, precum și necesitatea de a concepe paradigme cu fiabilitate îmbunătățită a parametrilor sarcinii în studiile legate de structura creierului și cognitive. abilități cu DD.

Cuvinte cheie:
întârzierea reducerii; alegeri intertemporale; rețele structurale; imagistică prin rezonanță magnetică; structura creierului.

Introducere

Când ne confruntăm cu dilema de a alege între o recompensă care se va concretiza imediat și o recompensă mare care va fi amânată, o alegem adesea pe prima. Acest comportament, denumit reducere temporală sau întârziere (DD), poate fi observat la oameni și animale și este interpretat din punct de vedere economic ca o scădere a valorii subiective a articolelor atunci când un subiect trebuie să aștepte o întârziere pentru a le obține (Samuelson 1937; Storyet al. 2016). Oamenii reduce atât recompensele primare, cum ar fi mâncarea, drogurile sau sexul, cât și recompensele monetare (Mcclure et al.2007; Odum 2011).

Alegerile care implică recompense acordate la diferite întârzieri (alegeri intertemporale) sunt omniprezente și pot avea consecințe semnificative. O anumită cantitate de reducere poate fi o caracteristică adaptativă în multe situații, de exemplu, cele în care livrarea recompenselor viitoare este foarte incertă (Story et al. 2016).

Cu toate acestea, există diferențe interindividuale remarcabile în ceea ce privește modul în care oamenii ignoră recompensele viitoare, iar alegerile intertemporale dezadaptative sunt frecvent observate în tulburările mintale, cum ar fi dependența (Mackillop et al. 2011; Amlung et al. 2017), schizofrenia (Ahn et al. 2011) și depresia. (Takahashi et al. 2008; Pulcu et al. 2014). În domeniul psihiatriei, există un mare interes pentru DD din cauza potențialului său de a îndeplini criteriile domeniului de cercetare (Cuthbert și Insel 2013) ca dimensiune comportamentală a psihopatologiei care poate dezvălui caracteristici neurobiologice (Lempert et al. 2018).

O modalitate obișnuită de a măsura DD este de a prezenta subiecților opțiuni binare între o recompensă mai mică dată imediat și o recompensă mai mare dată în viitor ("alegeți între 50 USD astăzi sau 100 USD în 6 luni") și să se potrivească unui model care prezice răspunsurile lor pe baza rata de actualizare ipotetică (Samuelson 1937; Mazur1987). Nivelul de actualizare astfel măsurat arată o fiabilitate înaltă după retestare și poate fi privit ca o trăsătură a subiectului (Odum 2011; van den Bos et al. 2014).

În general, studiile care investighează legătura dintre diferențele structurale ale creierului și DD converg către o rețea de regiuni despre care se crede că sprijină evaluarea recompensei, prospectarea episodică și controlul de sus în jos (Peters și Büchel2011; Owens et al. 2017), dar au dat rezultate parțial contradictorii, posibil. datorită dimensiunilor mici ale eșantionului (Kable și colab. 2015; Pehlivanova și colab. 2018). Au fost raportate asocieri negative cu ratele de actualizare cu volumul materiei cenușii (GMV) sau grosimea cortexului lateralprefrontal (PFC) (Bjork et al. 2009; Cho et al. 2013), gyrus frontal superior (Schwartz et al. 2010), medial. PFC, cortexul cingulat anterior (Bernhardt et al. 2014), și putamen (Dombrovski și colab. 2012).

Pe de altă parte, DD mai mare a fost legată de un volum mai mare al striatului ventral și al cortexului cingulat posterior (Schwartzet al. 2010) și creșterea GMV locală în polul frontal și girusul frontal mediu (Wang et al. 2016), prefrontal medial și cingulatul anterior. regiuni (Cho et al. 2013) și caudate (Tschernegg et al. 2015); unele dintre aceste asocieri pozitive le contrazic pe cele negative menționate mai sus. Cel mai mare studiu până în prezent la adulții mai tineri a constatat o reducere mai mare cu GMV mai mic în girul temporal mediu și cortexul entorinal (Owens et al. 2017).

Literatura care leagă diferențele dintre substanța albă și DD este și mai rară și constă în studii cu eșantioane relativ mici. DD a fost legată de variația fasciculelor longitudinale superioare (Mohammadi și colab. 2016) și inferioare (Olson și colab. 2009; Herting și colab. 2010; Mohammadiet colab. 2016) și tracturile frontostriatale (Peper și colab. 2013; Hänggi et al. 2013; al. 2016; Hampton et al. 2017). Olson și colab. (2009) au descoperit la 79 de adolescenți o asociere cu regiunile de substanță albă, inclusiv porțiuni ale fasciculilor longitudinali inferior și superior, radiația talamică anterioară, fasciculul uncinat, fasciculul frontal-occipital inferior, tractul corticospinal și spleniul corpuscalosului.

Subiecții adolescenți cu conectivitate mai puternică a căii dintre striat și PFC dorsolateral drept tind să fie mai puțin nerăbdători, iar dezvoltarea acestui tract a fost legată de o scădere a reducerii pe măsură ce adolescenții îmbătrânesc (van den Bos et al. 2015). Cel mai mare studiu în domeniu de până acum (Han et al. 2018) a constatat o asociere negativă între actualizarea temporală și integritatea substanței albe în tracturile frontale, frontostriatale și temporoparietale bilaterale la persoanele în vârstă.

Modul în care diferențele interindividuale în corelațiile neuronale menționate mai sus conduc la diferențe în DD este încă necunoscut. Unul dintre mecanismele cognitive candidate care pot sta la baza acestei relații este memoria de lucru (WM), care a fost asociată negativ cu DD (Shamosh și colab. 2008; Ahn și colab. 2011). S-a dovedit că antrenamentul WM reduce reducerea în tratamentul adulților pentru dependența de stimulente (Bickel și colab. 2011).

O meta-analiză a activărilor funcționale ale sarcinilor WM și DD (Wesley și Bickel 2014) a identificat o regiune unică în porțiunea posterioară a PFC lateral stâng, unde hărțile de activare funcțională WM și DD se suprapun. Autorii acelui studiu au emis ipoteza că această zonă este asociată cu integrarea informațiilor temporale despre trecutul recent și viitorul previzibil în procesele executive în curs implicate în obținerea unei decizii. În plus, dificultatea de alegere atunci când se compară recompensele imediate și întârziate modulează activitatea în regiunile PFC legate de WM (Jimura et al. 2018).

Un alt mecanism cognitiv care a fost legat de DD este memoria episodică (EM). Subiecții tind să fie mai răbdători după ce recuperează amintiri autobiografice pozitive, dar nu negative (Lempert et al. 2017). Gândirea episodică viitoare implică regiunile comune cu amintirea experiențelor trecute (regiuni prefrontale mediale, cortexul parietal medial și lateral, cortexul temporal lateral și lobul medialtemporal) (Addis et al. 2007; Schacter et al. 2007; Schacter și Addis 2009) și, de asemenea, reduce DD (Petersand Büchel 2010; Daniel et al. 2015; Bromberg et al. 2017;Hu et al. 2017). Gradul în care apare această modulare este prezis de cuplarea funcțională dintre hipocamp și cortexul cingulat anterior (Peters și Büchel 2010) și, de asemenea, PFC medial (Benoit et al. 2011).

Dintr-o perspectivă computațională, s-a propus că actualizarea temporală constă într-un proces de căutare în care valoarea subiectivă a recompenselor viitoare depinde de capacitatea de a găsi reprezentări ale acestor recompense în memorie, recompensele asociate cu evenimente care sunt mai îndepărtate în timp fiind mai dificil de găsit într-un presupus. spațiu de reprezentare, deci fiindu-i atribuită o valoare subiectivă mai mică (Kurth-Nelson et al.2012). Acest proces de căutare se bazează astfel pe EM pentru a recompensa reprezentările și pe WM pentru a lua în considerare costurile și beneficiile alternativelor (Wesley și Bickel 2014).

În studiul de față, am analizat datele comportamentale și neuroimagistice de la o cohortă mare de adulți mai tineri, setul de date Human Connectome Project (HCP) (Van Essenet al. 2013) (http://www.humanconnectome.org). În mod specific, am investigat volumul cortexului și structurilor subcorticale, precum și un set cuprinzător de rețele de covarianță (adică rețele de regiuni cu valori covariabile puternic ale măsurilor structurale) ale structurii materiei cenușii și albe. DD mai mare a fost corelată cu GMV mai mic în cortexul temporal anterior, dar, în ciuda dimensiunii mari a eșantionului, niciuna dintre asocierile cu volumul total cortical, volumele subcorticale sau markerii organizării microscopice a substanței albe nu au fost semnificative. În plus, nu am găsit nicio dovadă a unei asocieri a WM sau EM cu DD în sarcinile setului de date HCP.

Materiale și metode
Participanții

Participanții la HCP au fost 1.196 de adulți mai tineri (în medie=28,9, SD=3,7 ani, 547 bărbați și 646 femei) eligibili pentru imagistica prin rezonanță magnetică și fără antecedente semnificative de tulburări neuropsihiatrice, abuz de substanțe, boli cardiovasculare , sau boala genetică mendeliană. Toți participanții au furnizat consimțământul informat scris (Van Essen et al. 2012). Numărul și caracteristicile demografice ale subiecților cu date valide pentru diferitele sarcini cognitive și modalități imagistice sunt prezentate în Tabelul 1. În fiecare analiză care urmează am inclus toți subiecții cu date complete pentru variabilele relevante pentru aceasta. Setul de date este descris mai detaliat în altă parte (Van Essen et al. 2013).

Sarcina DD

Participanților li sa administrat o sarcină computerizată de alegere intertemporală. În mai multe încercări, li s-au prezentat opțiuni binare între o recompensă mai mică dată imediat și o recompensă mai mare dată în viitor (Fig. 1A). Alegerile au fost ipotetice (adică subiecții nu au fost plătiți cu suma pe care au ales-o). Am modelat valorile subiective ale recompenselor prezentate ale participanților cu o funcție de actualizare hiperbolică (Mazur 1987) cu o rată de actualizare de k. Valorile k mai mari denotă o reducere mai mare a recompenselor viitoare și reflectă un comportament mai nerăbdător.

Am folosit toate încercările atunci când am adaptat modelul, deoarece ratele de reducere estimate separat pentru studiile de magnitudine mică și mare au fost foarte corelate, iar o analiză de recuperare a parametrilor a arătat că ajustarea lor separat a dus la o recuperare considerabil mai proastă. Consultați Materialul suplimentar pentru detalii suplimentare despre sarcină și model, precum și analize auxiliare.

Scoruri WM și EM

Participanții au finalizat testul NIH Toolbox List SortingWorking Memory Test (LSWMT) (Tulsky et al. 2014) și o sarcină2-back WM (Barch și colab. 2013). În plus, EM verbal a fost evaluat cu testul Penn Word Memory (PWMT) (Gur et al. 2001) și EM nonverbal cu testul NIH ToolboxPicture Sequence Memory Test (PSMT) (Tulsky et al. 2014). Scorurile tuturor sarcinilor au fost Box-Cox s-a transformat pentru a le reda distribuite normal și ulterior standardizate (exponent de transformare: LSWMT: 0,90;2-înapoi: 3,88; PWMT: 4,46; PSMT: 1,31). Mai multe detalii despre sarcini sunt furnizate în Materialul suplimentar.

Imagistică prin rezonanță magnetică

Achizitia si prelucrarea datelor

Au fost achiziționate scanări structurale T1-ponderate și ponderate prin difuzie (DWI) (consultați Materialul suplimentar pentru parametrii de scanare și detaliile privind prelucrarea datelor). Hărțile bazate pe suprafață ale grosimii și ariei corticale, volumele corticale totale și volumele structurilor subcorticale (accumbens, amigdala, caudat, hipocampus, pallidum, putamen și talamus) pentru fiecare emisferă au fost generate cu FreeSurfer (Fischland Dale 2000). De asemenea, am procesat imaginile ponderate T1-cu o conductă de morfometrie bazată pe voxel (Ashburnerand Friston 2000) (FSL-VBM) (Douaud et al.2007) pentru a produce hărți GMV individuale (imagini cu probabilitate de materie gri modulată). Analiza hărților GMV o completează pe cea anterioară privind volumele structurale, deoarece nu presupune că se vor produce efecte în regiuni conforme cu structurile anatomice prespecificate. Mai multe detalii despre diferitele măsuri de substanță cenușie și rațiunea includerii lor sunt furnizate în Materialul suplimentar.

Din datele DWI, am calculat hărți de anizotropie fracțională (FA) și difuzivitate medie (MD), sensibile la structura microscopică a materiei albe prin constrângerile sale privind difuzia protonilor de apă în țesutul cerebral (Le Bihan și colab. 2001). Hărțile FA și MD au fost transmise statisticilor spațiale bazate pe tract (TBSS) (Smithet al. 2006) pentru a obține hărți individuale limitate la centrele tuturor pachetelor de fibre, în general comune participanților la studiu (schelete ale tractului, vezi Materialul suplimentar pentru detalii suplimentare).

Genetica alcoolismului, Bucholz, et al. (1994), inclusă în bateria HCP). Cinci cazuri în care educația și venitul nu au fost înregistrate au fost imputate în funcție de sex și vârstă folosind pachetul de șoareci pentru R.

Analiza independentă a componentelor

Am descompus modalitățile de structură a materiei cenușii (grosimea corticală și hărțile zonei și imaginile GMV) împreună în 50 de componente utilizând analiza componentelor independente legate (linked-ICA), o metodă bazată pe date care descompune datele într-un set de componente ale diferitelor subiecte. variabilitate (rețele de covarianță), care s-a dovedit a avea plauzibilitate biologică (Groveset al. 2011, 2012; Douaud et al. 2014; vezi Materialul suplimentar pentru detalii suplimentare). Fiecare componentă este asociată cu o hartă spațială și un set de scoruri, câte unul pentru fiecare subiect, împreună cu ponderi relative corespunzătoare fiecărei modalități de intrare (grosime, suprafață și GMV).

Scorul unui subiect pentru o anumită componentă reflectă magnitudinea semnată a contribuției componentei în harta subiectului. În mod similar, am descompus și modalitățile de structură a substanței albe (FA și MD) în 50 de componente. Pentru a verifica robustețea rezultatelor la variarea numărului de componente, aceste analize au fost repetate descompunând datele în 100 de componente în loc de 50.

For more information:1950477648nn@gmail.com