Stimularea cu curent direct transcranian prefrontal îmbunătățește la nivel global învățarea, dar nu potențează selectiv beneficiile reactivării direcționate a memoriei la consolidarea memoriei în stare de trezire Partea 1

Abstract:

Reactivarea țintită a memoriei (TMR) și stimularea transcraniană cu curent continuu (tDCS) pot îmbunătăți consolidarea memoriei. În prezent, nu se știe dacă TMR întărit de simultaneoustDCS are o eficacitate superioară.

Odată cu progresul continuu al tehnologiei, cercetarea asupra memoriei a devenit din ce în ce mai aprofundată. Printre aceste studii, reactivarea țintită a memoriei a devenit un subiect de mare interes.

Reactivarea țintită a memoriei se referă la ghidarea creierului pentru a reactiva o anumită memorie într-un anumit interval de timp prin metode specifice, îmbunătățind astfel memoria. Principiul acestei metode este că memoria umană este întărită și consolidată treptat după ce a experimentat multiple recuperări și reactivări. Prin reactivarea țintită a memoriei, creierul o va procesa din nou ca și cum ar reînvăța informațiile, întărind astfel memoria.

Reactivarea țintită a memoriei are o gamă largă de aplicații, inclusiv îmbunătățirea învățării și tratarea tulburărilor de memorie. Multe studii au arătat că, pentru studenți, reactivarea țintită a memoriei îi poate ajuta în mod eficient să-și amintească materialele de curs și să-și promoveze progresul de învățare. În același timp, pentru persoanele în vârstă, reactivarea țintită a memoriei poate ajuta, de asemenea, la tratamentul deficiențelor cognitive ușoare și le poate îmbunătăți memoria și calitatea vieții.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că reactivarea țintită a memoriei nu este un panaceu. Nu ajută prea mult cu amintirile care au fost uitate de mult timp și nu poate înlocui complet metodele normale de învățare și memorie. În plus, reactivarea țintită a memoriei este doar o direcție a cercetării actuale și trebuie să continuăm să efectuăm cercetări mai aprofundate pentru a înțelege mai bine aplicarea acesteia.

În general, reactivarea țintită a memoriei este o metodă promițătoare de îmbunătățire a memoriei, care ne oferă o soluție fezabilă pentru o memorie și o învățare mai bune. Când întâmpinăm dificultăți în învățare, putem încerca în mod activ unele metode științifice pentru a ne ajuta să învățăm și să ne amintim mai bine. Cred că atâta timp cât suntem dispuși să încercăm și să învățăm, putem deveni mai deștepți și mai buni! Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc care are multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea Cistanche deserticola provine din multiplele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid tanic, polizaharide, glicozide flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului printr-o varietate de căi.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

În acest studiu, am investigat efectul complementar al TMR și al tDCS bilateral asupra consolidării amintirilor declarative neutre și negative din punct de vedere emoțional. Participanții au învățat perechi de cuvinte neutre și negative. Fiecare pereche de cuvinte a fost prezentată cu un sunet compatibil anemoțional.

După învățare, participanții au petrecut un interval de reținere de 20 de minute trezi în patru condiții posibile: (1) TMR singur (adică, o reluare a 50% din sunetele asociate), (2) TMR combinată cu stimularea anodă a DLPFC din stânga, (3) TMR combinată cu stimularea anodală a DLPFC drept și (4) TMR cu tDCS simulat. Rezultatele au evidențiat o îmbunătățire selectivă a memoriei pentru stimulii reluați în condițiile TMR-only și TMR-sham, ceea ce confirmă efectul specific al TMR asupra memoriei.

Cu toate acestea, memoria a fost îmbunătățită la niveluri mai ridicate pentru toate elementele învățate (indiferent de TMR) în condițiile TMR-anodal dreapta și TMR-anodal stânga tDCS, sugerând că efectele benefice ale tDCS eclipsează efectele specifice ale TMR. Amintirile negative din punct de vedere emoțional nu au fost modulate de polaritatea emisferică tDCS.

Concluzionăm că stimularea electrică a DLPFC în perioada post-învățare beneficiază la nivel global consolidarea memoriei, dar nu potențează beneficiile specifice ale TMR.

Cuvinte cheie: memorie; emoţie; reactivarea memoriei vizate; stimulare transcraniană cu curent continuu.

1. Introducere

Consolidarea memoriei este procesul prin care urmele de memorie noi și fragile sunt transformate progresiv în reprezentări mai robuste [1]. Consolidarea este posibil susținută de reluarea offline (adică după practica efectivă în faza de învățare) a activității neuronale care subține procesele de învățare [2]. Sprijinind această ipoteză, studiile pe animale și pe oameni au evidențiat restabilirea activității creierului legate de învățare în timpul perioadelor offline post-antrenament, atât când este treaz [3-6], cât și în timpul somnului [7-12].

Mai multe studii au raportat o consolidare mai bună a memoriei declarative după somn decât starea de veghe, care este asociată în principal cu declanșarea activității cerebrale legate de învățare în timpul somnului cu unde lente (SWS; pentru recenzii vezi, de exemplu, [13-16]), altele au arătat că liniște post- Învățarea stării de veghe poate beneficia și de consolidarea memoriei (de exemplu, [4–6,17–21]).

De exemplu, memoria pentru povești s-a dovedit a fi superioară după 10 minute petrecute într-o stare de odihnă veghe (adică, participantul nu este implicat activ în nicio sarcină) decât după o perioadă echivalentă petrecută în stare de veghe activă (de exemplu, jucând un joc care nu are legătură). 18].

Într-o oarecare măsură, mecanismele oscilatorii neuronale implicate în formarea memoriei în timpul trezirii ar putea împărtăși asemănări cu somnul [22]. În consecință, Tambini și colegii [20] au descoperit că îmbunătățirea coordonării hipocampo-corticale în timpul odihnei de veghe după învățare este predictivă pentru performanța memoriei.

În plus, creșterea activității oscilatorii lente (1 Hz) și activitatea redusă alfa (8–12 Hz) în timpul perioadelor de odihnă liniștită treaz au fost asociate cu îmbunătățirea memoriei pentru poveștile învățate, sugerând că oscilațiile lente în timpul trezirii ar putea promova dialogul dintre regiunile hipocampice și corticale [23] , ca în timpul somnului [2].

Prin urmare, starea de veghe în repaus după antrenament ar putea îmbunătăți performanța memoriei nu numai prin reducerea interferențelor în curs, ci și prin furnizarea unui mediu neuronal care favorizează interacțiunile dintre zonele hipocampale subcorticale și regiunile corticale care subtind consolidarea memoriei, inclusiv zonele prefrontale [5].

Reactivarea țintită a memoriei (TMR), adică prezentarea indiciilor legate de învățare în timpul perioadelor offline post-învățare, poate îmbunătăți suplimentar consolidarea memoriei (pentru revizuiri vezi, de exemplu, [16,24]). De exemplu, TMR în timpul stării de veghe după antrenament a fost găsită pentru a salva amintirile vizate de la uitare [25,26], deși acest lucru nu a fost întotdeauna replicat (vezi, de exemplu, [27,28] pentru lipsa de efect asupra învățării vocabularului).

RMN a fost, de asemenea, găsit în detrimentul punerii amintirilor într-o stare labilă și creșterii sensibilității la interferențe [29] și, în unele cazuri, a fost mai mult [26] sau numai [30,31] benefic în timpul somnului (pentru o vedere vezi, de exemplu, [32]) . O altă tehnică promițătoare de promovare a proceselor de învățare și consolidare a memoriei este stimularea transcraniană cu curent direct (tDCS), care modulează excitabilitatea corticală [33–36].

Stimularea excitatorie anodală a cortexului prefrontal dorsolateral stâng (DLPFC) în timpul codificării îmbunătățește memoria declarativă [37,38], în timp ce stimularea inhibitorie catodă exercită un efect dăunător [38,39].

În mod similar, stimularea catodală a DLPFC din stânga afectează performanța de recunoaștere, în timp ce tinde să fie îmbunătățită prin stimularea anodă. anodaltDCS oscilator modulat [42] peste cortexul parietal posterior stâng înainte de învățare.

Pe lângă efectele de preînvățare, tDCS în timpul codificării efective este, de asemenea, benefic pentru memorie. De exemplu, tDCS anodal peste cortexul prefrontal stâng în timpul învățării s-a dovedit că îmbunătățește memoria episodică la adulții în vârstă [43]. În mod similar, Leach și colab. [44] au evidențiat un beneficiu al stimulării anodale a cortexului prefrontal dorsolateral stâng (DLPFC) folosind o sarcină de memorie asociativă cu numele feței, dar numai la adulții tineri.

În plus, tDCS poate beneficia și de mecanismele de consolidare offline. Într-adevăr, deși 20 de minute de stimulare anodală peste cortexul temporoparietal nu a modificat rata de învățare a locațiilor obiectelor la participanții în vârstă, a îmbunătățit performanța întârziată de reamintire liberă, măsurată o săptămână mai târziu [45].

În mod similar, stimularea anodală asupra cortexului premotor în timpul somnului cu mișcarea rapidă a ochilor [46] sau în timp ce este treaz după învățare [47] s-a dovedit a fi benefică pentru consolidarea unei secvențe motorii. În plus, tDCS peste DLPFC din stânga după codificare este benefic pentru memoria episodică verbală la adulții în vârstă [43].

Luate împreună, aceste studii sugerează că tDCS poate îmbunătăți formarea și consolidarea memoriei episodice. Trebuie luat în considerare faptul că o meta-analiză recentă indică faptul că efectele tDCS asupra memoriei episodice sunt moderate de parametrii de stimulare; mai specific, durata stimulării și alegerea sarcinii de memorie moderată tDCSeffects anodal [48].

Amintirile emoționale și trezitoare sunt de obicei mai bine amintite decât amintirile fără nicio încărcătură afectivă (pentru o revizuire vezi [49]). A fost propusă o potențială lateralizare emisferică în procesarea emoției. Conform ipotezei emisferei drepte, emisfera dreaptă ar fi implicată în procesarea generală a emoțiilor [50].

În contrast, ipoteza specifică valenței presupune că emisfera stângă este dominantă pentru emoțiile pozitive, iar emisfera dreaptă pentru emoțiile negative [51,52]. Din câte cunoștințele noastre, nu se știe în prezent dacă TMR a fost întărită de tDCS simultan în timpul offline. perioada de veghe are o eficacitate superioară pentru consolidarea amintirilor verbale declarative.

În studiul de față, am testat această ipoteză folosind TMR singur sau în combinație cu tDCS peste cortexul prefrontal dorsolateral (DLPFC) după învățarea perechilor de cuvinte. În plus, am investigat efectul lateralizării tDCS asupra consolidării perechilor de cuvinte neutre și negative din punct de vedere emoțional, luând în considerare potențiala lateralizare emisferică în procesarea emoțiilor [51,53].

Pe baza emisferei drepte și a ipotezelor specifice valenței, ne așteptam ca combinația stimulării anodale excitatorii peste DLPFC drept și stimularea catodă inhibitorie peste DLPFC stânga să beneficieze de consolidarea amintirilor negative mai mult decât tDCS cu polaritate inversă (anodal stâng/catod drept). În studiul de față, participanții tineri sănătoși au învățat o listă de perechi de cuvinte neutre și negative.

Fiecare pereche de cuvinte a fost asociată cu o învățare sonoră compatibilă emoțional. Participanții au petrecut apoi 20 de minute treji într-un mediu liniștit într-una dintre cele patru condiții de stimulare posibile, adică numai TMR (jumătate din sunetele asociate cu perechile de cuvinte de reținut reluate în intervalul de consolidare de 20 de minute), TMR-anodaleft tDCS (TMR plus anodal) stimulare pe DLPFC stânga și stimulare catodă pe dreaptaDLPFC), TMR-anodal dreapta tDCS (identic cu polaritatea inversată) sau TMR-sham tDCS (TMR plus tDCS timp de 15 s numai la începutul perioadei de 20 de minute).

Am prezis o performanță mai bună a memoriei pentru perechile de cuvinte cu indicație decât pentru perechile de cuvinte fără indicații și că acest efect va fi potențat de tDCS. În plus, ne așteptam la o modulare specifică a amintirilor negative în condiția TMR-anodal dreapta tDCS.

2. Materiale și metode

2.1. Participanții

Șaptezeci și doi de participanți sănătoși și-au dat consimțământul informat în scris pentru a participa la acest studiu aprobat de Comitetul de etică al facultății de la Université Libre de Bruxelles (ULB). Trei dintre ei au fost excluși deoarece nu au participat la întregul experiment.

Cei șaizeci și nouă de participanți rămași erau vorbitori nativi de franceză, dreptaci și fără medicamente despre care se știe că influențează calitatea somnului și/sau starea de spirit. Ei au raportat că nu sufereau sau au suferit de tulburări neurologice sau psihiatrice.

Participanții au fost repartizați aleatoriu uneia dintre cele patru condiții posibile (a se vedea explicațiile de mai jos): numai TMR (n=16; bărbați 43,8%), TMR-anodal stâng tDCS (n=16; bărbați 37,5%), TMR-anodal condiție righttDCS (n=17; bărbați 35,3%) sau stare TMR-sham tDCS (n=20; bărbați 45%).

Analiza ana priori a puterii (G*Power 3, [54]) a indicat că pentru o dimensiune medie a efectului cueing mediu=0.5{0 (pe baza efectelor TMR mici până la moderate raportate, de exemplu, [16]) , sunt necesari cel puțin 16 subiecți per grup (condiție) în contextul unui ANOVA cu design mixt, cu patru măsuri repetate ((cuiate vs. nu indicate) × (neutre vs. negative) cuvinte) și patru condiții diferite între subiecți (doar pentru TMR , TMR-anodal stânga tDCS, TMR-anodal righttDCS, TMR-sham tDCS), având în vedere o putere de 0,95.

Examenul înainte de studiu a evidențiat scoruri alexitimiei sub scorul limită (media ± abaterea standard 41,08 ± 9,2, scorul limită 61; Alexithymia Toronto Scale, [55]) și cunoștințele de vocabular în cadrul valorilor normative (interval de scor 25–40/44). ; Scala de vocabular Mill-Hill, [56]).

Vârsta (interval mediu pe grup 22,4–23,3 ani; p=0,82), scoruri alexitimia (interval mediu pe grup 37,7–43,6; p=0,24) și cunoștințe de vocabular (interval mediu pe grup 31– 32,5; p=0.68) nu diferă între condiții.

For more information:1950477648nn@gmail.com