Przedczołowa przezczaszkowa stymulacja prądem stałym globalnie poprawia uczenie się, ale nie wzmacnia w sposób selektywny korzyści płynących z ukierunkowanej reaktywacji pamięci podczas konsolidacji pamięci w stanie czuwania, część 4

4.3. Konsolidacja wspomnień emocjonalnych i lateralizacja polaryzacji tDCS

Postawiliśmy hipotezę, że anodowa stymulacja pobudzająca prawego DLPFC (z hamującą katodą stymulacją lewego DLPFC) zwiększyłaby selektywny efekt wzmocnienia TMR dla par słów negatywnych.

Istnieje ścisły związek pomiędzy pobudzeniem pobudzającym a pamięcią. Kiedy czujemy się podekscytowani, nasze ciała uwalniają substancje chemiczne, takie jak adrenalina i dopamina, które pomagają zwiększyć naszą świadomość i koncentrację oraz poprawić naszą pamięć.

Na przykład, ucząc się abstrakcyjnych i trudnych pojęć, jeśli z jakiegoś powodu poczujemy ciekawość lub podekscytowanie, to podekscytowanie pobudzi nasz mózg i ułatwi nam zapamiętywanie nowej wiedzy.

Ponadto aktywność fizyczna jest również dobrym środkiem pobudzającym. Badania pokazują, że ćwiczenia aktywują neurony w mózgu, co poprawia pamięć. Dzieje się tak, ponieważ ćwiczenia mogą sprzyjać uwalnianiu dopaminy w organizmie, sprawiając, że czujemy się podekscytowani i szczęśliwi, poprawiając w ten sposób naszą zdolność pamięci.

Musimy jednak zwrócić uwagę na to, aby ekscytacja nie była ani za duża, ani za niska. Kiedy czujemy się nadmiernie podekscytowani, nasz mózg może stać się zaśmiecony lub mogą wystąpić trudności w skupieniu się i myśleniu, co negatywnie wpływa na pamięć. Dlatego musimy utrzymywać umiarkowany stan podniecenia, aby poprawić naszą pamięć.

Podsumowując, istnieje ścisły związek pomiędzy pobudzeniem pobudzającym a pamięcią. Stymulując uczucie podniecenia i pobudzając uwalnianie w organizmie substancji chemicznych, takich jak dopamina, możemy zwiększyć naszą świadomość, koncentrację i pamięć. Dlatego powinniśmy próbować różnych metod pobudzania naszego podniecenia, aby poprawić naszą zdolność zapamiętywania. Widać, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche desericola może znacznie poprawić pamięć, ponieważ Cistanche desericola to tradycyjny chiński materiał leczniczy, który ma wiele unikalnych efektów, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność Cistanche desericola wynika z wielu zawartych w niej składników aktywnych, w tym kwasu garbnikowego, polisacharydów, glikozydów flawonoidowych itp. Składniki te mogą na różne sposoby promować zdrowie mózgu.

Kliknij i poznaj sposoby na poprawę funkcjonowania mózgu

Jednakże nasze wyniki nie potwierdziły zależnego od polaryzacji wpływu tDCS na konsolidację pozycji ujemnych. Dlatego nie możemy stwierdzić, że polaryzacja tDCS zastosowana podczas okresu konsolidacji moduluje TMR dla wspomnień negatywnych.

Jednakże, podobnie jak w przypadku globalnego efektu TMR, możliwe jest, że główny i potężny wpływ tDCS na ogólną wydajność pamięci maskował specyficzny wpływ polaryzacji tDCS na konsolidację ujemnych par słów.

Chociaż możliwość tę należy zbadać w dalszych badaniach, inne badania podobnie nie wykazały dysocjacji międzypółkulowych między lewym i prawym DLPFC w przetwarzaniu negatywnych emocji, a nawet uzyskały nieoczekiwane przeciwne efekty. Na przykład stwierdzono, że anodowy tDCS nad lewym DLPFC ułatwia rozpoznawanie negatywnych i pozytywnych wyrazów twarzy (z bardziej wyraźną korzyścią dla pozytywnych emocji), podczas gdy nie wpływa na stan emocjonalny uczestników [81].

Podobnie Penolazzi i in. [82] odkryli, że stymulacja prawej anody/lewej katody w obszarach czołowo-skroniowych ułatwiała przywoływanie przyjemnych obrazów, podczas gdy stymulacja lewą anodą/prawą katodą poprawiała przywoływanie nieprzyjemnych obrazów.

Niezależnie od tego, nasze wyniki należy traktować ostrożnie, ponieważ pary słów neutralnych były lepiej kodowane niż pary słów negatywnych już pod koniec nauki. Lepsze uczenie się w przypadku przedmiotów neutralnych jest zaskakujące, biorąc pod uwagę, że wzbudzanie negatywnych materiałów emocjonalnych jest zwykle lepiej kodowane [83].

Rzeczywiście, większość badań sprawdzających wpływ wartościowości emocjonalnej na przebieg konsolidacji pamięci wykazała, że ​​wspomnienia emocjonalne z biegiem czasu są zwykle lepiej zapamiętywane [84], prawdopodobnie dlatego, że ciało migdałowate pośredniczy w organizacji wspomnień w hipokampie i korze nowej [85,{{2 }}].W niniejszym badaniu uczestnicy zostali poproszeni o nauczenie się par słów podczas słuchania emocjonalnie spójnego dźwięku.

Nie proszono ich o naukę dźwięku. Dlatego dźwięki działały raczej jako wskazówki kontekstowe (specyficzne dla pary słów), a nie elementy, których należy się nauczyć. Oczekiwano, że korzyści TMR w zakresie przywoływania wspomnień będą związane z odtwarzaniem bodźców słuchowych. Spekulujemy tutaj, że słabsze kodowanie negatywnych skojarzeń jest związane z faktem, że wzbudzające negatywne dźwięki działały jako wskazówki kontekstowe.

Rzeczywiście, silnie pobudzający kontekst emocjonalny może upośledzać procesy tworzenia pamięci. Na przykład badanie fMRI [87] podkreśliło ujemne korelacje między wydajnością przypominania a aktywacją ciała migdałowatego podczas kodowania par negatywnych słów i neutralnych twarzy, co sugeruje, że aktywacja ciała migdałowatego wywołana negatywnymi emocjami może zakłócać wydajność pamięci skojarzeniowej.

Co więcej, Zhang i in. [88] wykazali, że obrazy silnie wzbudzające emocje zaburzają rozpoznawanie słów neutralnych. Odkryli, że konteksty silnie pobudzające wywoływały bardziej pozytywne ERP (w porównaniu z kontekstami o niskim pobudzeniu), co sugeruje ich automatyczne przechwytywanie uwagi i obecność zasobów poznawczych zaangażowanych w przezwyciężenie zakłóceń wywołanych przez kontekst o wysokim pobudzeniu, co ostatecznie mogłoby pogorszyć proces uczenia się.

Nie można zatem wykluczyć, że efekt pobudzający negatywnych dźwięków skojarzonych z parami wyrazów był zbyt duży, co spowodowałoby przesunięcie uwagi uczestników w stronę dźwięków, na niekorzyść skojarzonych z nimi par wyrazów negatywnych w porównaniu z parami słów neutralnych. Wcześniejsze badania wykazały również specyficzny szkodliwy wpływ wzbudzania negatywnych emocji na uczenie się skojarzeniowe [89–91].

Takie przesunięcie uwagi mogło zakłócać kodowanie i późniejsze procesy odzyskiwania, prawdopodobnie maskując specyficzny efekt stymulacji prawej anody/lewej katody DLPFC. Oprócz efektu interferencji spowodowanego kontekstem silnie pobudzającym, innym możliwym i uzupełniającym wyjaśnieniem słabszego kodowania negatywne skojarzenia opierają się na zróżnicowanym wpływie negatywnych emocji na przedmiot w porównaniu z pamięcią skojarzeniową.

Rzeczywiście powszechnie zakłada się, że negatywna treść emocjonalna poprawia pamięć o treści poprzez zwiększenie aktywności ciała migdałowatego, podczas gdy wiązanie elementów i kontekstu wynikające z aktywności hipokampa może zostać zaburzone, co skutkuje szkodliwym wpływem negatywnych emocji na pamięć skojarzeniową. Guez i in. [90] odkryli, że negatywne pobudzenie emocjonalne miało bardziej wyraźny szkodliwy wpływ na pamięć skojarzeniową w porównaniu z pamięcią przedmiotową.

Podobnie Bisby i in. [91] stwierdzili korzystny wpływ negatywnych emocji na pamięć przedmiotową, natomiast zaburzał pamięć skojarzeniową. Dlatego inne wyjaśnienie słabszego kodowania negatywnych par słów skojarzeniowych zaobserwowane w naszym badaniu może wynikać z procesu podwójnej pamięci, który w różny sposób wyzwala emocjonalną przewagę pamięci przedmiotowej, ale niekorzystną dla pamięci skojarzeniowej.

4.4. Brak długoterminowych korzyści z TMR i tDCS

Po ponownym badaniu tydzień później we wszystkich warunkach podobnie zaobserwowano wskaźnik zapominania wynoszący 30–40%, co sugeruje, że korzyści związane z przebudzeniem TMR i tDCS w zakresie konsolidacji pamięci są krótkotrwałe, w przeciwieństwie do wcześniejszych doniesień (np. [43–45]).

Wysoki poziom wydajności pamięci osiągnięty podczas pierwszej sesji przypominania mógł maskować długoterminowe korzyści TMR i tDCS w naszym badaniu. Na przykład w pracy Flöel i in. badaniu [45], osoby starsze mogły mieć więcej miejsca na poprawę pamięci, co w dłuższej perspektywie zwiększało potencjalną poprawę pamięci związaną z DCS.

Innym możliwym wyjaśnieniem jest to, że prezentowanie przypomnień dźwiękowych w okresie czuwania początkowo wzmacnia powiązane wspomnienia, ale jednocześnie wprowadza je w bardziej labilny stan, bardziej podatny na zakłócenia zewnętrzne, co ostatecznie prowadzi do zapomnienia.

Na przykład wykazano, że ponowna ekspozycja na kontekstowy zapach na jawie utrudnia odzyskiwanie lokalizacji obrazu [29], prawdopodobnie dlatego, że wspomnienia są bardziej labilne po reaktywacji i wymagają ponownej konsolidacji [70,92], ale patrz [93].

Dodatkowo odstęp czasu pomiędzy nauką a przywołaniem z opóźnieniem wynosił siedem dni bez żadnych przypomnień. Odwoływanie się do wspomnień przez kolejne dni mogło w dłuższej perspektywie przynieść wymierne korzyści. Konieczne są dalsze badania, aby rozwikłać czasowe skutki technik tDCS i TMR.

5. Wnioski

Podsumowując, w niniejszym badaniu wykazaliśmy, że TMR podczas okresu spoczynku korzystnie wpływa na konsolidację pamięci krótkotrwałej. Jednakże jednoczesne tDCS po prawej lub lewej stronie DLPFC spowodowało znacznie większe, ale niespecyficzne ulepszenia pamięci, w związku z czym zniosło lub przynajmniej przyćmiło przewagę TMR.

Wreszcie, nasze wyniki wykazały zależny od polaryzacji półkulisty wpływ tDCS na konsolidację emocjonalnie negatywnych wspomnień.

Warto zauważyć, że stwierdzono, że stymulacja DLPFC w ciągu 20 minut po nauce jest korzystna dla konsolidacji werbalnych wspomnień deklaratywnych. Zwiększając pobudliwość korową w obszarach przedczołowych, tDCS może sprzyjać dialogowi hipokampokortykowemu odpowiedzialnemu za procesy konsolidacji pamięci.

Wkład autorów: MG był głównym badaczem w tym badaniu. MAN przyczynił się do zaprojektowania eksperymentu i redakcji artykułu. PP przyczynił się do zaprojektowania eksperymentu, analizy danych i redakcji artykułu. Wszyscy autorzy przeczytali i zgodzili się na publikację wersji manuskryptu.

Finansowanie: Badanie finansowano ze środków FRS-FNRS Projet de recherche (PDR) T.0109.13 i projektu FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN. W czasie badania Médhi Gilson był pracownikiem naukowym FRS-FNRS.

Oświadczenie Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej: Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Deklaracji Helsińskiej i zatwierdzone przez Wydziałową Komisję Etyki na Université Libre deBruxelles (protokół nr 026/2016, data zatwierdzenia 15 marca 2016 r.).

Oświadczenie o świadomej zgodzie: Od wszystkich uczestników badania uzyskano pisemną świadomą zgodę.

Oświadczenie o dostępności danych: Surowe dane są publicznie dostępne pod adresem https://osf.io/4a3d5/ (dostęp: 27 maja 2020 r.).

Podziękowania: Dziękujemy Paolo Bartolomeo za pomoc w gromadzeniu danych.

Konflikt interesów: Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.

Bibliografia

1. McGaugh, JL Procesy zależne od czasu w przechowywaniu pamięci. Nauka 1966, 153, 1351–1358. [Odniesienie krzyżowe]

2. Buzsaki, G. Dialog hipokamp-kora nowa. Kora mózgowa 1996, 6, 81–92. [Odniesienie krzyżowe]

3. Peigneux, P.; Orbán, P.; Balteau, E.; Degueldre, C.; Luxen, A.; Laureys, S.; Maquet, P. Utrzymywanie się aktywności mózgowej związanej z pamięcią w trybie offline podczas aktywnego czuwania. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [Odniesienie krzyżowe]

4. Tambini, A.; Davachi, L. Przebudzona reaktywacja wcześniejszych doświadczeń konsoliduje wspomnienia i zniekształca poznanie. Trendy Cogn. Sci.2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Konsolidacja pamięci podczas odpoczynku na jawie. Trendy Cogn. Nauka. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]

6. Humiston, Wielka Brytania; Tuckera, MA; Lato, T.; Wamsley, EJ Stany spoczynku i konsolidacja pamięci: wstępnie zarejestrowana replikacja i metaanaliza. Nauka. Rep. 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]

7. Sara, SJ Reaktywacja, odzyskiwanie, odtwarzanie i ponowna konsolidacja podczas snu i poza nim: Łączenie kropek. Przód. Zachowaj się. Neurologia. 2010,4, 185. [CrossRef] [PubMed]

8. Skaggs, WE; Mcnaughton, BL Powtórka sekwencji odpalania neuronów w hipokampie szczura podczas snu po doświadczeniu przestrzennym. Science 1996, 271, 1870–1873. [Odniesienie krzyżowe]

For more information:1950477648nn@gmail.com