Stimularea transcraniană cu curent direct (tDCS) peste sulcusul intraparietal nu influențează performanța memoriei de lucru Partea 1

ABSTRACT

Au fost raportate rezultate mixte ale impactului stimulării transcraniene cu curent continuu (tDCS) asupra memoriei de lucru.

În ultimii ani, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei medicale, stimularea transcraniană cu curent continuu a devenit treptat o metodă de tratament promițătoare. Aplicațiile sale acoperă multe domenii, cum ar fi depresia, anxietatea, boala Parkinson etc. Ceea ce va explora acest articol este relația sa cu memoria.

În primul rând, stimularea transcraniană cu curent continuu poate promova îmbunătățirea memoriei. Unele rezultate ale cercetării sugerează că stimularea transcraniană cu curent direct poate avea un impact pozitiv asupra memoriei prin îmbunătățirea activității în hipocamp. În experiment, memoria subiecților s-a îmbunătățit semnificativ după stimulări multiple. Acest rezultat are o anumită semnificație de referință pentru tratamentul clinic.

În al doilea rând, stimularea transcraniană cu curent continuu poate fi aplicată reabilitării memoriei. Pentru unii pacienți care au suferit traumatisme, cum ar fi traumatisme cerebrale, accident vascular cerebral etc., aceasta poate provoca pierderi de memorie și poate afecta viața normală și munca. Tratamentul cu stimulare transcraniană cu curent continuu poate promova regenerarea neuronilor deteriorați, îmbunătățind astfel funcția zonei afectate și îmbunătățind capacitatea de memorie a pacientului.

În cele din urmă, stimularea transcraniană cu curent continuu poate extinde capacitatea de rezervă a abilităților de memorie. Deși rezerva de memorie a fiecăruia este diferită, stimularea transcraniană cu curent continuu poate activa neuronii din creier și crește capacitatea de rezervă de memorie. Acest lucru ne permite să avem mai multe capacități de procesare și capacitate pentru informații familiare și noi în învățarea și viața ulterioară.

Pe scurt, relația dintre stimularea cu curent direct transcranian și memorie are implicații importante. Fie că este vorba de îmbunătățirea memoriei, reabilitare sau extinderea capacității, are perspective largi de aplicare și fezabilitate și are un rol pozitiv în promovarea vieții și muncii oamenilor. 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 numeroasele 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

Spre deosebire de studiile anterioare care s-au concentrat în principal pe stimularea cortexului prefrontal dorsolateral, am modulat zona intraparietalsulcusului stâng (IPS) care se consideră că sprijină aspectele de control atențional ale memoriei de lucru.

Folosind un design experimental în cadrul participanților, participanții au îndeplinit trei condiții diferite: stimularea anodală a IPS, stimularea catodă a IPS și stimularea simulată a IPS. Au fost administrate atât sarcini de memorie de lucru vizuale, cât și verbale.

În sarcina vizuală, participanții au trebuit să memoreze un set aleatoriu de figuri colorate. În sarcina verbală, participanții au trebuit să memoreze un șir de scrisori. Încărcarea memoriei de lucru a fost manipulată în ambele sarcini (șase cifre/litere vs.două cifre/litere).

Nu au fost găsite diferențe semnificative în precizie sau timp de reacție între condițiile anodale, catodale și simulate. Analiza bayesiană a susținut dovezile pentru absența efectului.

Rezultatele preStudiul trimis se adaugă la numărul tot mai mare de dovezi contradictorii cu privire la efectele modulatoare ale DCS cu o singură sesiune asupra performanței memoriei de lucru.

INTRODUCERE

Memoria de lucru (WM) implică mai multe procese cognitive care ne permit să menținem activ o cantitate limitată de informații pentru o perioadă scurtă. Este o capacitate crucială pentru luarea deciziilor și raționament (Diamond, 2013).

Capacitatea WM începe să scadă relativ devreme la vârsta adultă (Park et al, 2002) și este frecvent afectată după leziuni cerebrale (Dunning, Westage și Adam, 2016), în contextul tulburărilor de dezvoltare și psihiatrice (Kofler și colab., 2018; Barch și Ceaser, 2012). ) sau ca urmare a stresului (Kim, Woo și Woo, 2017).

Prin urmare, multe studii au încercat să determine dacă capacitatea WM ar putea fi antrenată sau îmbunătățită, cu grade foarte variabile de succes atât în ​​ceea ce privește tehnicile de stimulare comportamentală cât și neuronală (Melby-Lervag & Hulme, 2013; Soveri et al, 2016).

Una dintre tehnicile de stimulare neuronală care este utilizată în mod obișnuit este stimularea transcraniană cu curent direct (tDCS). tDCS constă în aplicarea a doi electrozi burete înmuiați în soluție salină pe cap prin care trece un curent slab (0.5–2 mA).

După câteva minute de stimulare, activitatea neuronală spontană în zonele cortexului care stau la baza zonelor de stimulare este fie îmbunătățită (stimulare anodală) fie inhibată (stimulare catodală) (Nitsche & Paulus, 2000).

Stimularea anodală a fost folosită în mare parte pentru a crește performanța comportamentală, în timp ce stimularea catodă a fost folosită pentru a o deteriora. Efectele de stimulare s-au dovedit a fi topersist pentru o scurtă perioadă de timp, chiar și după ce stimularea a încetat (Kuo și colab., 2013).

tDCS ȘI WM

În ultimii cincisprezece ani, o mulțime de studii au încercat să utilizeze DCS pentru a îmbunătăți WM. Un număr dintre aceste studii au raportat efecte pozitive.

Primul studiu al lui Marshall, Mölle, Siebner și Born (2005) a aplicat tDCS anodal și catodal bilateral pe cortexul prefrontal dorsolateral (DLPFC), în timp ce participanții au efectuat o sarcină Sternberg modificată.

Stimularea a fost efectuată intermitent (15 secunde pornit/15 secunde oprit) timp de 15 minute la o putere scăzută a curentului de 260 pA. Autorii au descoperit o creștere a timpului de reacție atât pentru stimularea anodală, cât și pentru stimularea catodă, în comparație cu tosham, sugerând că tDCS influențează procesarea neuronală a selecției și pregătirii răspunsului.

Curând după aceea, Fregniet al. (2005) au arătat că stimularea anodală a DLPFC stângă în timpul unei sarcini cu trei spate a condus la o creștere a performanței în ceea ce privește acuratețea în comparație cu stimularea simulată, în timp ce stimularea catodală a DLPFC și stimularea anodală a cortexului motor primar nu au arătat diferențe.

De atunci, unele studii au replicat aceste constatări (Katsoulaki, Kastrinis și Tsekoura, 2017 pentru o revizuire), în timp ce altele nu au raportat niciun efect semnificativ al tDCS asupra performanței WM (Robison, McGuirk, & Unsworth, 2017; Wang, Wen, & Li, 2018). ). Mai precis, într-un studiu format din patru sesiuni de antrenament cuplate cu anodaltDCS peste DLPFC, Ruf, Fallgatter și Plewnia (2017) au arătat o îmbunătățire semnificativă a performanței WM la o sarcină N-back.

În plus, această îmbunătățire părea să fie transferabilă la sarcini similare, neantrenate și să fie de lungă durată, deoarece un efect putea fi încă obiectivat la nouă luni după antrenament.

Rezultate similare au fost, de asemenea, obținute de Au și colegii (2016), care arată că câștigurile legate de tDCS au durat câteva luni după șapte sesiuni de antrenament.

În plus, Bogdanov și Schwabe (2016) au arătat că tDCS anodal peste DLPFC ar putea reduce semnificativ, de asemenea, efectul perturbator al stresului WM, iar Brunyé, Moran, Holmes, Mahoney și Taylor (2017) au arătat că tDCS anodal al girusului fusiform drept ar putea crește WM. performanță pentru recunoașterea face, dar nu și pentru obiecte fără fețe (case).

Pe de altă parte, destul de multe studii nu au evidențiat niciun efect semnificativ al tDCS asupra WM.

De exemplu, Nikolin, Martin, Loo și Boonstra (2018) au comparat cinci grupuri de douăzeci de subiecți stimulați la cinci intensități diferite (2 mA, 1 mA, 0.034 mA , 0,016 mA și 0 mA) pe DLPFC și nu au găsit diferențe de performanță între grupuri într-o sarcină vizuală 3-back WM. În mod similar, Robison și colegii (2017) au raportat că stimularea cortexului prefrontal și a cortexului parietal posterior nu a indus nicio diferență semnificativă în performanța WM.

De asemenea, Nilsson, Lebedev, Rydström și Lövdén (2017) nu au observat diferențe semnificative după douăzeci de sesiuni de antrenament comportamental WM cuplat cu anodaltDCS al DLPFC. În general, cele mai recente meta-analize indică absența unor dovezi fiabile pentru îmbunătățirea TDCS legată de WM. (Horvath, Forte și Carter, 2015; Medina & Cason, 2017) sau indică doar efecte foarte mici (Hill, Fitzgerald și Hoy, 2016; Mancuso, Ilieva, Hamilton și Farah, 2016).

Horvath și colegii (2015) au reunit toate măsurile de rezultat cognitiv publicate în literatură și au studiat populațiile adulte sănătoase de către cel puțin două grupuri de cercetare diferite. Au efectuat 59 de analize diferite și nici una dintre acestea nu a arătat un efect semnificativ al stimulării tDCS.

Mancuso și colegii (2016) și-au concentrat meta-analiză asupra studiilor care evaluează efectele stimulării anodale ale DLPFC drept și stâng și lobului parietal drept, precum și ale DLPFC stâng cuplate cu antrenamentul WM.

Singurul rezultat semnificativ (deși mic) raportat de meta-analiză a fost o îmbunătățire a performanței WM în urma stimulării DLPFC din stânga cuplată cu antrenamentul WM. Hill și colegii (2016) au investigat efectele tDCS anodal asupra unei varietăți de sarcini WM și au descoperit un efect mic, dar semnificativ asupra timpului de reacție (precum și o tendință privind acuratețea) pentru DCS offline.

Nu au fost găsite efecte pentru tDCS online. Medina și Cason (2017) au folosit un instrument meta-analitic dezvoltat de Simonsohn și colegii (2014) pentru a examina distribuția valorilor p publicate în funcție de distribuțiile așteptate în funcție de diferite dimensiuni ale efectului în studiile pe care Mancuso și colegii (2016) le-au examinat. Prin efectuarea acestei analize a curbei p, nu au găsit nicio dovadă că studiile tDCS au fost asociate cu efecte semnificative.

ABORDARI ALTERNATIVE ALE tDCS PE WM

Două concluzii pot fi trase în lumina literaturii examinate până acum: fie efectele tDCS asupra WM sunt foarte mici (sau inexistente) și, prin urmare, dificil de obținut și replicat, fie tDCS are un efect, dar depinde de stimularea specifică și de parametrii sarcinii. care sunt momentan necunoscute.

Prezentul studiu și-a propus să examineze cea de-a doua posibilitate, prin utilizarea unei abordări de stimulare a MW informată teoretic și empiric, bazată pe evoluțiile recente ale cunoștințelor noastre despre procesele cognitive și neuronale care susțin MW atât verbale, cât și vizuale-spațiale.

Teoriile actuale ale MW pun un accent puternic pe rolul jucat de atenție. În cadrul său integrat de WM și atenție, Cowan (1995) consideră că o componentă esențială a WM este focalizarea și controlul atenției; aceste două componente permit menținerea conținutului de memorie într-o stare activă și se consideră că definesc, cel puțin parțial, capacitatea WM.

Au fost descrise alte câteva modele WM, acordând un rol central atenției în performanța WM (Barrouillet, Bernardin și Camos, 2004; Kane & Engle, 2004). Rolul proceselor atenționale în WM este susținut de dovezi empirice, cum ar fi implicarea a două binecunoscute rețele de atenție atunci când participanții execută sarcini WM.

Atenția depinde de cel puțin două rețele antagonice ale creierului, rețeaua de atenție dorsală și rețeaua de atenție ventrală (Corbetta & Shulman, 2002; Vossel, Geng, & Fink, 2014).

Rețeaua de atenție dorsală controlează desfășurarea voluntară, de sus în jos a atenției către obiecte sau locații, în timp ce rețeaua de atenție ventrală controlează reorientarea atenției la stimularea senzorială provocată de stimuli nesupravegheați sau neaștepți (atenție de jos în sus).

Rețeaua dorsală cuprinde sulcusul intraparietal (IPS) și câmpurile oculare frontale (FEF) ale fiecărei emisfere, în timp ce joncțiunea temporoparietală (TPJ) și cortexul frontal ventral (VFC) sunt regiunile principale ale rețelei ventrale.

S-a demonstrat că aceste două rețele intervin și în sarcinile WM, și aceasta într-o manieră dependentă de sarcină și antagonistă, atât pentru sarcinile WM verbale, cât și vizuale. Rețeaua de atenție dorsală arată o activitate crescută în cadrul creșterii sarcinii WM, în timp ce rețeaua de atenție ventrală arată scăderi ale activității dependente de sarcina WM (Majerus și colab., 2010, 2012, 2016; Todd & Marois, 2004; Todd, Fougnie și Marois., 2005; Xu; & Chun, 2006).

Având în vedere rolul central al rețelei de atenție dorsală centrată pe IPS stânga în sarcinile WM, prezentul studiu tDCS sa concentrat pe efectele modulatorii ale stimulării IPS stângi asupra performanței WM verbale și vizuale.

Unele studii anterioare tDCS s-au concentrat deja pe stimularea IPS și au raportat rezultate pozitive, deși nu direct într-un context WM. De exemplu, stimularea bilaterală a IPS a indus o performanță mai bună la adăugarea mentală, dar nu la o sarcină Stroop, (Klein și colab., 2013; Artemenko, Moeller, Huber și Klein, 2015), în timp ce stimularea peste IPS stânga a indus o recunoaștere ulterioară mai bună. memoria în sarcinile de memorie episodice verbale (Jacobson, Goren, Lavidor și Levy, 2012).

S-a demonstrat, de asemenea, că stimularea anodă peste IPS-ul potrivit a îmbunătățit performanța de urmărire a obiectelor într-o condiție de încărcare mare, dar nu într-o condiție de încărcare scăzută, ceea ce este în concordanță cu efectul de încărcare a memoriei asupra activității IPS (Blumberg, Peterson și Parasuraman, 2015).

IÎn plus, stimularea asupra IPS-ului corect a afectat performanța într-o sarcină de atenție vizuală (Moos, Vossel, Weidner, Sparing și Fink, 2012). Cu toate acestea, un studiu recent tDCS realizat de Nikolin, Lauf, Loo și Martin (2019) nu a arătat niciun efect semnificativ după stimularea IPS stângă pe o sarcină n-backWM.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că au observat dimensiuni moderate ale efectului asupra sarcinilor WM (de exemplu, 0.38 pentru sarcina3-back), iar autorii au susținut că lipsa de semnificație ar fi putut fi rezultatul variabilitatea mare interindividuală a performanţei.

Prezentul studiu își propune să extindă aceste descoperiri emergente prin determinarea dacă este posibil să crească și, de asemenea, să scadă performanța într-o sarcină WM prin modularea activității IPS asociată cu rețeaua de atenție dorsală.

În concordanță cu rezultatele anterioare, emitem ipoteza că stimularea anodală a IPS din stânga ar spori rețeaua de atenție dorsală și ar duce la o creștere a performanței WM, dar numai în condiția de încărcare mare WM.

În schimb, presupunem că stimularea catodală a IPS stângă ar inhiba rețeaua de atenție dorsală și ar duce la scăderea performanței WM pentru condiția de încărcare WM ridicată. tDCSeffects nu sunt așteptate în sarcina WM scăzută, deoarece această condiție este asociată cu o rată mare de succes și nu împinge capacitatea WM la limită.

Vom folosi statistica bayesiană pentru a cuantifica dovezile atât pro cât și împotriva existenței unui efect.

For more information:1950477648nn@gmail.com