Îmbunătățiri de lungă durată, disociabile ale memoriei de lucru și ale memoriei pe termen lung la adulții în vârstă cu neuromodulație repetitivă Partea 2

Șaizeci de participanți mai în vârstă (Tabelul 1) au fost randomizați în trei grupuri (fals, DLPFC theta și IPL gamma; Fig. 1) și au procedat în mod similar cu Experimentul 1. Experimentul 3 a servit ca test pentru replicarea constatărilor primare din Experimentul 1.

Experimentele și memoria sunt strâns legate, deoarece experimentul în sine este o modalitate de învățare și memorie, iar memoria este rezultatul a ceea ce învățăm în experiment.

Efectuarea experimentelor necesită să ne amintim pașii experimentali, precauțiile și rezultatele experimentale, ceea ce ne cere să avem o memorie bună. În același timp, experimentele ne pot exercita și îmbunătăți memoria, deoarece în experimente trebuie să observăm și să analizăm în mod repetat rezultatele experimentale și să sintetizăm și să memorăm aceste informații.

Experimentele științifice, în special, necesită adesea experimente repetate pentru a încheia compararea și analiza diferitelor rezultate experimentale. Acest lucru ne cere nu numai să avem o memorie bună în timpul experimentului, ci și să ne folosim în mod flexibil abilitățile de gândire, înțelegere și analiză pentru a extrage informații cheie și pentru a ne îmbunătăți în continuare capacitatea de învățare și memoria.

Relația dintre experimente și memorie se reflectă și în măsura în care experimentele ne îmbogățesc rezervele de cunoștințe. Prin participarea la experimente, putem învăța multe concepte, abilități și teorii noi. Acumularea acestor cunoștințe va continua să injecteze o nouă vitalitate și putere în memoria și abilitățile noastre de învățare.

Prin urmare, în viața de zi cu zi, trebuie să participăm la experimente prin diverse canale și să ne îmbunătățim memoria și abilitățile de învățare prin practică. Experimentele sunt una dintre cele mai bune moduri de a-ți exercita memoria. Să fim pozitivi, buni la utilizarea experimentelor și a memoriei și să ne îmbunătățim și să ne îmbunătățim constant. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria, deoarece Cistanche deserticola poate regla și echilibrul neurotransmițătorilor, cum ar fi creșterea nivelului de acetilcolină și a factorilor de creștere. Aceste substanțe sunt foarte importante pentru memorie și învățare. În plus, carnea poate, de asemenea, să îmbunătățească fluxul sanguin și să promoveze livrarea de oxigen, ceea ce poate asigura că creierul primește suficiente nutrienți și energie, îmbunătățind astfel vitalitatea și rezistența creierului.

Faceți clic pe cunoașteți modalități de îmbunătățire a funcției creierului

Aici, un nou eșantion de 30 de participanți a fost randomizat în cele două condiții critice de interes din Experimentul 1 (DLPFC gamma și IPL theta) și a primit neuromodulație pentru doar trei zile consecutive; ca și în Experimentul 1, am examinat performanța memoriei la momentul inițial și în timpul fiecărei sesiuni de neuromodulație.

Modulația gamma DLPFC îmbunătățește selectiv LTM.

Experimentul 1, performanța de reamintire liberă din listele de cinci cuvinte administrate în timpul neuromodulării a fost mediată și introdusă într-un ANOVA mixt cu ziua (de referință, ziua 1, ziua 2, ziua 3, ziua 4 și 1 lună după intervenție) și poziția în serie (primatul, mijlocul 1, mijlocul 2, mijlocul 3 și recent) ca factori în cadrul subiecților și grup (fals, DLPFC gamma și IPL theta) ca factor între subiecți.

Am observat o interacțiune semnificativă zi × poziție serială × grup (F21.4,611.5=3.875, P<0.001, ηp 2=0.120). A follow-up mixed ANOVA examining performance between the sham and DLPFC gamma groups showed a similar day × serial position × group interaction effect (F10.1,384.0=3.064, P<0.001, ηp 2=0.087). 

Analize suplimentare de urmărire care au testat efectul zilei asupra interacțiunii poziției în serie × grup au arătat că diferențele dintre grupurile gama simulate și DLPFC au fost prezente în ziua 2 (F3.3,126.8=7.228,P<0.001, ηp 2=0.160), day 3 (F2.9,110.3=15.331, P<0.001, ηp 2=0.287), day 4 (F2.8,107.0=10.698, P<0.001, ηp 2=0.220) and 1month after intervention (F2.6,100.5=3.435, P=0.024, ηp 2=0.083). 

Examinând efectul poziției seriale asupra interacțiunii zi × grup, am observat îmbunătățiri semnificative ale performanței memoriei pentru clusterul de primație din grupul gamma DLPFC referitor la sham (F3.6,140.4=7.470, P<0.001, ηp 2=0.164) and no differences in any other serial position cluster (Fs<2.262, ps>0.085). 

Analizând îmbunătățirile din grupul de primație, testele t cu eșantion independent au evidențiat performanțe semnificativ mai mari de primație în grupul DLPFCgamma față de grupul simulat în ziua 2, ziua 3, ziua 4 și 1 lună după intervenție (Fig. 2a, sus, mijloc) .

Modelul rezultatelor a rămas neschimbat atunci când au luat în considerare factori suplimentari, cum ar fi vârsta, sexul, anii de educație, MoCA și scorurile GDS ascovariate (Tabelele suplimentare 1-3). Analizele exploratorii au sugerat îmbunătățiri potențial mai mari la bărbați decât la femei, dar aceste efecte nu au supraviețuit corecției pentru comparații multiple (Date extinse Fig. 1).

Rezultatele sugerează că neuromodulația ritmică în țintirea benzii gamma a lăsat DLPFC îmbunătățit în mod preferențial LTM la adulții în vârstă. Îmbunătățirile au fost induse rapid de a doua zi de neuromodulație, au persistat în toate zilele următoare de neuromodulație și au durat cel puțin 1 lună după intervenție.

Modulația IPL theta îmbunătățește selectiv WM.

Am examinat, de asemenea, un efect de interacțiune zi × poziție în serie × grup între grupurile theta sham și IPL în Experimentul 1, folosind un mixedANOVA. Acest efect de interacțiune a fost semnificativ (F9.0,342.9=3.111,P=0.001, ηp{2=0.076).

ANOVA mixte de urmărire au demonstrat zilele specifice în care interacțiunea dintre poziția în serie × grup a fost semnificativă. Îmbunătățiri ale performanței memoriei au fost observate în ziua 3 (F3.6,137.3=5.713, P<0.001, ηp 2=0.131), day 4 (F3.1,120.6=18.93, P<0.001, ηp 2=0.333) and 1month after intervention (F2.8,109.3=3.852, P=0.013, ηp 2=0.092). 

ANOVA suplimentare au dezvăluit că interacțiunea zi × grup a fost semnificativă numai pentru clusterul de poziție serială recentă (F2.6,100.7=5.116, P=0.004,ηp{2=0.119), dar nu și altele clustere de poziție (Fs<1.005, ps>0.407). Testele t-eșantion independente au evidențiat îmbunătățiri semnificative ale efectului recent în grupul IPL theta în comparație cu grupul simulat în ziua 3 și ziua 4 de neuromodulație, iar aceste îmbunătățiri au fost susținute la 1- luna de timp post-intervenție (Fig. 2a, sus și jos).

Modelul efectelor nu a fost afectat de includerea unor covariate suplimentare (Tabelele suplimentare 1–3). Rezultatele sugerează că neuromodularea cu rata teta a vizat IPL stânga a îmbunătățit selectiv WM la persoanele în vârstă, fără costuri comportamentale pentru alte sisteme de memorie.

Aceste îmbunătățiri selective ale memoriei au fost evidente până în ziua a 3-a a intervenției și au durat cel puțin 1 lună, în raport cu performanța de memorie a participanților din grupul simulat.

Sunt necesare combinații specifice de locație și frecvență.

Experimentul 1 a demonstrat o funcție WM îmbunătățită cu modularea repetitivă a ritmurilor IPL theta. Cu toate acestea, atât ritmurile de frecvență theta cât și gama contribuie la funcția WM32.

Prin urmare, este important să se confirme dacă îmbunătățirile WM apar în mod specific datorită modulării theta în IPL sau dacă sunt posibile și cu modulația gamma în IPL. De asemenea, este important să se confirme dacă îmbunătățirile LTM cu modularea DLPFC se datorează în mod specific antrenării gamma sau dacă antrenarea theta poate produce efecte similare.

Pentru a testa aceste posibilități, am efectuat Experimentul 2 urmând același design ca și Experimentul 1, cu excepția faptului că cele trei grupuri experimentale au primit modulație sham, IPL gamma sau DLPFC theta.

Un ANOVA mixt cu ziua (de referință, ziua 1, ziua 2, ziua 3, ziua 4 și 1 lună) și poziție în serie (primatul, mijlocul 1, mijlocul 2, mijlocul 3 și recent) ca factori și grup în cadrul subiecților (fals, DLPFC theta și IPL gamma) ca factor între subiecți nu a reușit să găsească diferențe semnificative în performanța de reamintire (zi × poziția serială × grup: F25.3,721.9=0.535, P=0.971 , ηp2=0.018; Fig. 2b).

Acest lucru nu a fost influențat de includerea covariatelor (F24.3,633.2=0.630, P=0.916,ηp2=0.024). Acest lucru indică faptul că îmbunătățirile pe care le-am observat în Experimentul 1 sunt atât specifice locației, cât și specifice frecvenței: modularea ritmurilor theta în IPL și nu ritmurile gamma, WM îmbunătățit fără a afecta LTM; și modularea ritmurilor gamma în DLPFC, și nu ritmurile theta, a îmbunătățit LTM fără a afecta WM.

În plus, cele două condiții de frecvență diferite pentru o anumită regiune a creierului din cele două experimente servesc drept controale active unul pentru celălalt. În consecință, aceste constatări confirmă că efectele observate în Experimentul 1 nu se datorează niciunui efect nespecific al tACS, cum ar fi modularea transretiniană sau transcutanată33, ci datorită antrenării specifice frecvenței a circuitelor cerebrale relevante.

Validarea controalelor de referință simulate și pre-intervenție.

Pentru a verifica validitatea procedurilor de control și, prin urmare, puterea principalelor constatări, am examinat performanța de reamintire la momentul de referință pre-intervenție în cadrul grupurilor (Experimentul 1: simulare, DLPFC gamma și IPL theta; Experimentul 2: simulare, DLPFCtheta, și IPL gamma; Fig. 2a, b, punct de timp „de bază”) și poziții în serie.

Un ANOVA mixt care compară aceste grupuri nu a găsit un efect de interacțiune semnificativ al poziției în serie (primat, middle1, middle 2, middle 3 și recent) sau grup (Experiment 1: simulat, DLPFC gamma și IPL theta; Experiment 2: simulat, DLPFC theta și IPL gamma) privind performanța la momentul de referință pre-intervenție cu sau fără covariabile în oricare dintre experimente (Fs<0.925, ps>0.488). 

Aceste rezultate sugerează că cele trei grupuri din fiecare experiment nu au diferit în ceea ce privește performanța memoriei de bază pentru niciun grup de poziții în serie. Astfel, efectele selective ale neuromodulării asupra pozițiilor seriale nu au fost determinate de diferențe inerente în cadrul celor trei grupuri în niciunul dintre experimente.

Mai mult, am testat cât de stabilă și de fiabilă a fost performanța de reamintire pentru grupurile de poziții în serie din grupul simulat în puncte de timp din fiecare experiment (linie de bază, ziua 1, ziua 2, ziua 3, ziua 4 și 1 lună; Fig. 2a,b , sus).

Un ANOVA cu măsuri repetate care examinează efectul de interacțiune zi × poziție în serie în cadrul grupului simulat nu a arătat diferențe semnificative cu sau fără covariabile în niciunul dintre experimente (Fs<1.603, ps>0.135). 

Împreună, aceste rezultate demonstrează stabilitatea și fiabilitatea performanței memoriei în timpul liniei de bază pre-intervenție la diferite grupuri de participanți și în cadrul aceluiași grup de participanți în diferite momente de evaluare care durează mai mult de 1 lună, care împreună întăresc încrederea în validitatea procedurilor de control și a îmbunătățirile tACS rezultate.

Rata de îmbunătățire de patru zile prezice beneficii o lună mai târziu.

După ce am stabilit specificitatea locației și specificitatea frecvenței îmbunătățirilor de memorie, am explorat în continuare factorii care prezic efecte durabile. Am evaluat ratele de îmbunătățire a LTM (primat) și WM (recent) pe parcursul 4-zilei de intervenție în Experimentul 1.

Dintre cei 20 de participanți din grupul DLPFC gamma, 17 (85%) au arătat o rată pozitivă de îmbunătățire a primatului în cele 4 zile. În mod similar, dintre cei 20 de participanți care au primit modulație IPL theta, 18 (90%) au arătat o rată pozitivă de îmbunătățire a recentității în cele 4 zile.

Prin modelarea acestor date folosind regresia liniară, am observat o rată medie semnificativ mai mare de îmbunătățire a primatului pe parcursul a 4 zile de modulație DLPFC în raport cu simularea și recenta în timpul modulării IPL față de simulare (Fig. 3), dar invers nu a fost adevărat.

Nici recentitatea în grupul gamma DLPFC, nici primatul în grupul IPL theta nu au fost semnificativ diferite în raport cu simularea după corecția Bonferroni (Fig. 3). În mod surprinzător, rata de îmbunătățire pe parcursul intervenției a fost foarte predictivă pentru beneficiile memoriei post-intervenție: participanții cu rate mai mari de îmbunătățire a primatului în timpul modulării DLPFC au prezentat cele mai mari beneficii primat la 1 lună (r18=0.817, Pcorr<0.001), and participants with greater recency improvement rates during IPL modulation showed the largest recency benefits at 1month (r18=0.655, Pcorr=0.002) (Fig. 4a,b). 

Din nou, opusul nu a fost adevărat (DLPFC recent: r18=0.243, Pcorr=0.303; primatul IPL: r18=0.385, Pcorr=0.094; Testul Pearson, cu două fețe, Bonferronicorrection, Pcorr<0.0125). 

Rezultatele indică faptul că nu numai că majoritatea covârșitoare a persoanelor în vârstă au experimentat îmbunătățiri ale memoriei - selectiv pentru WM sau LTM în funcție de natura neuromodulării - dimensiunea și, prin urmare, sustenabilitatea îmbunătățirilor de memorie cu o lună mai târziu au fost foarte prezise de viteza îmbunătățirii memoriei în timpul { {3}}intervenție de zi.

Funcția cognitivă generală moderează îmbunătățirea memoriei.

Studiile anterioare au demonstrat că efectele tACS pot fi modulate de stările de bază comportamentale34 și neuronale35. Prin urmare, am examinat dacă îmbunătățirile memoriei datorate neuromodulării din Experimentul 1 au fost moderate de nivelurile funcției cognitive de bază.

Am efectuat regresia în funcție de participanți a scorurilor MoCA, a performanței memoriei la 1-lună post-intervenție și a ratei de modificare a performanței memoriei în zilele 1-4 pentru grupurile de poziții seriale de primație și recentă (Fig. 5). ).

Participanții cu performanță cognitivă inițială mai scăzută din grupul DLPFC gamma au prezentat rate mai mari de îmbunătățire a primatului în timpul intervenției de {{{0}}zile (r18=-0,822, P<0.001; Fig. 5a) and showed larger primacy gains at 1 month after intervention (r18=−0.795, P<0.001; Fig. 5b). 

No such relationships were held for recency in the DLPFC gamma group (rs18>−0.25, ps>{{0}}.288;Fig. 5c,d). În plus, participanții cu performanță cognitivă inițială mai scăzută în grupul IPL theta au prezentat rate mai mari de îmbunătățire a recentității în cele 4 zile (r18=−0,824, P<0.001; Fig. 5g) and greater recency improvements after 1 month (r18=−0.499, P=0.025; Fig. 5h). Consistent with previous analyses, the level of cognitive performance did not predict changes in primacy during or after IPL modulation (rs18>−0.274, ps>0.242; Fig. 5e, f).

Astfel, participanții mai în vârstă cu cogniție de bază relativ scăzută au dezvăluit mai puternic natura preferențială a efectelor de modulare a IPL cu rată gamma DLPFC și teta asupra primarității și, respectiv, recent.

This conclusion, which suggests distinctive functions of prefrontal gamma rhythms for LTM and parietal theta rhythms for WM, was reinforced by the absence of participant-wise correlations in the sham group between baseline cognitive behavior and primacy or recency measured during or after sham (rs18>0.064, ps>0.79). 

Aceste rezultate sugerează că dinamica populației la scară largă care susține funcția de memorie la persoanele în vârstă poate fi modulată diferențial în funcție de nivelul individual al performanței cognitive generale.

For more information:1950477648nn@gmail.com