Prefrontaalinen transkraniaalinen tasavirtastimulaatio parantaa maailmanlaajuisesti oppimista, mutta ei valikoivasti tehosta kohdennetun muistin uudelleenaktivoinnin etuja hereillä olevan muistin lujittamisessa, osa 4

4.3. Emotionaalisten muistojen konsolidointi ja tDCS-polariteetin lateralisointi

Oletimme, että oikeanpuoleisen DLPFC:n anodaalinen eksitatorinen stimulaatio (vasemman DLPFC:n katodaalista inhiboivalla stimulaatiolla) lisäisi TMR:n selektiivistä tehostavaa vaikutusta negatiivisille sanapareille.

Kiihottavan stimulaation ja muistin välillä on läheinen yhteys. Kun tunnemme olomme innostuneeksi, kehomme vapauttaa kemikaaleja, kuten adrenaliinia ja dopamiinia, jotka auttavat lisäämään tietoisuuttamme ja keskittymiskykyämme sekä parantamaan muistiamme.

Jos esimerkiksi opimme abstrakteja ja vaikeita käsitteitä, jos tunnemme uteliaisuutta tai innostumme jostain syystä, tämä jännitys stimuloi aivojamme ja helpottaa uuden tiedon muistamista.

Lisäksi liikunta on myös hyvä piriste. Tutkimukset osoittavat, että liikunta aktivoi aivojen hermosoluja, mikä parantaa muistia. Tämä johtuu siitä, että liikunta voi edistää dopamiinin vapautumista kehossa, mikä saa meidät tuntemaan olomme innostuneeksi ja onnelliseksi, mikä parantaa muistikykyämme.

Meidän on kuitenkin kiinnitettävä huomiota siihen, että jännitys ei voi olla liian korkea tai liian matala. Kun tunnemme itsemme liian innostuneiksi, aivomme voivat olla sekaisin tai keskittyminen ja ajattelu voi olla vaikeaa, mikä vaikuttaa negatiivisesti muistiin. Siksi meidän on säilytettävä kohtalainen jännitystila parantaaksemme muistiamme.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kiihottavan stimulaation ja muistin välillä on läheinen yhteys. Stimuloimalla jännityksen tunteita ja kannustamalla kehon vapauttamaan kemikaaleja, kuten dopamiinia, voimme parantaa tietoisuuttamme, keskittymiskykyämme ja muistia. Siksi meidän tulee kokeilla erilaisia ​​menetelmiä kiihottaaksemme jännitystämme parantaaksemme muistikykyämme. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistia, ja Cistanche deserticola voi parantaa muistia merkittävästi, koska Cistanche deserticola on perinteinen kiinalainen lääkeaine, jolla on monia ainutlaatuisia vaikutuksia, joista yksi on parantaa muistia. Cistanche deserticolan teho perustuu sen sisältämiin moniin vaikuttaviin ainesosiin, mukaan lukien tanniinihappo, polysakkaridit, flavonoidiglykosidit jne. Nämä ainesosat voivat edistää aivojen terveyttä monin eri tavoin.

Napsauta tietää tapoja parantaa aivojen toimintaa

Tuloksemme eivät kuitenkaan vahvistaneet tDCS:n napaisuudesta riippuvaa vaikutusta negatiivisten kohteiden konsolidointiin. Siksi emme voi päätellä, että konsolidointivälin aikana käytetyn tDCS:n napaisuus moduloi negatiivisten muistien TMR:ää.

Kuten globaalissa TMR-ilmiössä, on kuitenkin mahdollista, että tDCS:n pääasiallinen ja voimakas vaikutus muistin kokonaissuorituskykyyn peitti tDCS-polariteetin erityisen vaikutuksen negatiivisten sanaparien yhdistämiseen.

Vaikka tätä mahdollisuutta tulisi tutkia lisätutkimuksissa, muut eivät myöskään onnistuneet osoittamaan pallonpuoliskosten välisiä dissosiaatioita vasemman ja oikean DLPFC:n välillä negatiivisten tunteiden käsittelyssä tai jopa saavuttaneet odottamattomia vastakkaisia ​​vaikutuksia. Esimerkiksi vasemman DLPFC:n päällä olevan anodisen tDCS:n havaittiin helpottavan negatiivisten ja positiivisten ilmeiden tunnistamista (jolla on selvempi hyöty positiivisille tunteille), vaikka se ei vaikuttanut osallistujien tunnetilaan [81].

Samoin Penolazzi et ai. [82] havaitsi, että oikeanpuoleinen anodinen/vasen katodistimulaatio frontotemporaalisilla alueilla helpotti miellyttävien kuvien palauttamista, kun taas vasemman anodinen/oikea katodistimulaatio paransi epämiellyttävien kuvien palauttamista.

Siitä huolimatta tuloksiimme tulee suhtautua varoen, koska neutraalit sanaparit olivat paremmin koodattuja kuin negatiiviset jo oppimisen lopussa. Neutraalien kohteiden parempi oppiminen on yllättävää, koska negatiivisen emotionaalisen materiaalin herättäminen on yleensä paremmin koodattu [83].

Itse asiassa useimmat tutkimukset ovat tutkineet emotionaalisen valenssin vaikutusta muistin lujittumisen ajalliseen kuluun, ja havaittiin, että emotionaaliset muistot muistetaan yleensä paremmin ajan myötä [84], luultavasti siksi, että amygdala välittää muistojen järjestäytymistä hippokampuksessa ja neokorteksissa [85,{{2 }}]. Tässä tutkimuksessa osallistujia pyydettiin oppimaan sanapareja kuunnellessaan emotionaalisesti yhtenäistä ääntä.

Heitä ei pyydetty oppimaan ääntä. Siksi äänet toimivat kontekstuaalisina (sanaparille ominaisina) vihjeinä opittavien elementtien sijaan. TMR:n hyödyn muistin palauttamisessa odotettiin liittyvän kuulomerkkien toistoon. Spekuloidaan tässä, että negatiivisten assosiaatioiden heikompi koodaus liittyy siihen, että herättävät negatiiviset äänet toimivat kontekstuaalisina vihjeinä.

Todellakin, erittäin kiihottava emotionaalinen konteksti voi heikentää muistin muodostumisprosesseja. Esimerkiksi fMRI-tutkimus [87] korosti negatiivisia korrelaatioita muistamisen suorituskyvyn ja amygdala-aktivaation välillä negatiivisten sanojen ja neutraalien kasvojen koodauksen aikana, mikä viittaa siihen, että negatiivisten tunteiden aiheuttama amygdala-aktivaatio voi häiritä assosiatiivisen muistin suorituskykyä.

Lisäksi Zhang et ai. [88] osoitti, että erittäin kiihottavat tunnekuvat heikensivät neutraalien sanojen tunnistamista. He havaitsivat, että erittäin kiihottavat kontekstit saivat aikaan positiivisempia ERP:itä (verrattuna vähän herättäviin konteksteihin), mikä viittaa siihen, että niiden automaattinen huomion vangitseminen ja sitoutuneiden kognitiivisten resurssien läsnäolo ylittävät erittäin kiihottavan kontekstin aiheuttamat häiriöt, mikä lopulta heikentäisi oppimista.

Ei siis voida sulkea pois sitä, että sanapareihin liittyvien negatiivisten äänten kiihottava vaikutus olisi ollut liian suuri, mikä olisi siirtänyt osallistujien huomion ääniä kohtaan niihin liittyvien negatiivisten sanaparien kustannuksella neutraaleihin sanapareihin verrattuna. Aikaisemmissa tutkimuksissa havaittiin myös negatiivisten tunteiden herättämisen haitallinen vaikutus assosiatiiviseen oppimiseen [89–91].

Tällainen huomion muutos on saattanut häiritä koodaus- ja myöhempiä hakuprosesseja, mahdollisesti peittäen DLPFC:n oikeanpuoleisen anodisen/vasemman katodistimulaation spesifisen vaikutuksen. Voimakkaasta herättävästä kontekstista johtuvan häiriövaikutuksen lisäksi toinen mahdollinen ja täydentävä selitys koodauksen heikommalle koodaukselle negatiivinen assosiaatio perustuu negatiivisten tunteiden erilaisiin vaikutuksiin esineeseen verrattuna assosiatiiviseen muistiin.

Itse asiassa yleisesti oletetaan, että negatiivinen emotionaalinen sisältö parantaa sisällön muistia tehostamalla amygdala-aktiivisuutta, kun taas hippokampuksen toiminnan alistamien esineiden ja kontekstin sitoutuminen saattaa heikentyä, mikä johtaa negatiivisten tunteiden haitalliseen vaikutukseen assosiatiiviseen muistiin. Guez et ai. [90] havaitsivat, että negatiivisella emotionaalisella kiihotuksella oli selvempi haitallinen vaikutus assosiatiiviseen muistiin verrattuna esinemuistiin.

Samalla tavalla Bisby et ai. [91] havaitsi negatiivisten tunteiden hyödyllisen vaikutuksen muistiin, kun taas se heikensi assosiatiivista muistia. Siksi toinen tutkimuksessamme havaittu selitys negatiivisten assosiatiivisten sanaparien heikommalle koodaukselle saattaa johtua kaksoismuistiprosessista, joka laukaisee eri tavalla emotionaalisen edun muistiin, mutta haittaa assosiatiiviselle muistille.

4.4 Ei TMR:n ja tDCS:n pitkän aikavälin etuja

30–40 %:n unohtumisaste havaittiin kaikissa olosuhteissa, kun se testattiin uudelleen viikon kuluttua, mikä viittaa siihen, että hereillä olevaan TMR:ään ja tDCS:ään liittyvät hyödyt muistin lujittamisessa ovat lyhytaikaisia, toisin kuin aikaisemmat raportit (esim. [43–45]).

Ensimmäisessä palautusistunnossa saavutettu korkea muistin suorituskyky on saattanut peittää TMR:n ja tDCS:n pitkän aikavälin hyödyt tutkimuksessamme. Esimerkiksi julkaisussa Flöel et ai. tutkimuksessa [45], iäkkäillä henkilöillä olisi voinut olla enemmän tilaa parantaa muistia, mikä lisäsi mahdollista DCS:ään liittyvää muistin paranemista pitkällä aikavälillä.

Toinen mahdollinen selitys on, että kuulomuistutusten esittäminen valveillaolojakson aikana lisää aluksi niihin liittyviä muistoja, mutta samalla saattaa ne labiilimpiin olosuhteisiin, jotka ovat alttiimpia ulkoisille häiriöille, mikä lopulta johtaa unohtamiseen.

Esimerkiksi uudelleenaltistuminen kontekstuaaliselle hajulle valveilla ollessa todettiin heikentävän kuvan paikannusta [29], luultavasti siksi, että muistit ovat labiilimpia uudelleenaktivoinnin jälkeen ja ne on vahvistettava uudelleen [70,92], mutta katso [93].

Lisäksi aikaväli oppimisen ja viivästyneen palauttamisen välillä oli seitsemän päivää ilman muistutuksia. Muistojen yhdistäminen peräkkäisten päivien aikana olisi voinut johtaa tunnistettaviin etuihin pitkällä aikavälillä. Lisätutkimuksia tarvitaan sekä tDCS- että TMR-tekniikoiden ajallisten vaikutusten erottamiseksi.

5. Johtopäätökset

Yhteenvetona, olemme osoittaneet tässä tutkimuksessa, että TMR valveilla olevan lepojakson aikana hyödyttää lyhytaikaista muistia. Samanaikainen tDCS joko oikealla tai vasemmalla DLPFC johti kuitenkin paljon suurempiin, mutta epäspesifisiin muistin parannuksiin, mikä poisti tai ainakin varjosti TMR-edun.

Lopuksi tuloksemme osoittivat tDCS:n polariteetista riippuvan puolipallon vaikutuksen emotionaalinegatiivisten muistojen lujittumiseen.

Huomattakoon, että DLPFC:n stimulaation 20 minuutin ajan oppimisen jälkeen havaittiin olevan hyödyllistä verbaalisten deklaratiivisten muistojen lujittamisessa. Lisäämällä aivokuoren kiihtyneisyyttä prefrontaalisilla alueilla tDCS saattaa suosia aivokuoren dialogia, joka alistaa muistin konsolidaatioprosesseja.

Tekijän panokset: MG oli tämän tutkimuksen johtava tutkija. MAN osallistui artikkelin kokeelliseen suunnitteluun ja editointiin. PP osallistui artikkelin kokeelliseen suunnitteluun, data-analyysiin ja editointiin. Kaikki kirjoittajat ovat lukeneet käsikirjoituksen julkaistun version ja hyväksyneet sen.

Rahoitus: Tutkimusta tukivat FRS-FNRS Projet de recherche (PDR) T.0109.13 ja FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN-projekti. Tutkimuksen aikaan Médhi Gilson oli FRS-FNRS-tutkija.

Institutional Review Boardin lausunto: Tutkimus suoritettiin Helsingin julistuksen ohjeiden mukaisesti ja Université Libre deBruxellesin tiedekunnan eettisen toimikunnan hyväksymä (protokollakoodi 026/2016, hyväksymispäivä 15.3.2016).

Ilmoitettu suostumus: Kirjallinen tietoinen suostumus saatiin kaikilta tutkimukseen osallistuneilta koehenkilöiltä.

Tietojen saatavuusilmoitus: Raakadata on julkisesti saatavilla osoitteessa https://osf.io/4a3d5/ (käytetty 27.5.2020).

Kiitokset: Kiitämme Paolo Bartolomeoa avusta tiedonkeruussa.

Eturistiriidat: Kirjoittajat eivät julista eturistiriitoja.

Viitteet

1. Mcgaugh, JL Aikariippuvaiset prosessit muistitallennustilassa. Science 1966, 153, 1351–1358. [CrossRef]

2. Buzsaki, G. Hippokampon ja neokortikaalinen dialogi. Cerebral Cortex 1996, 6, 81-92. [CrossRef]

3. Peigneux, P.; Orban, P.; Balteau, E.; Degueldre, C.; Luxen, A.; Laureys, S.; Maquet, P. Muisteihin liittyvän aivotoiminnan offline-tilassa pysyminen aktiivisen valveillaoloajan aikana. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [CrossRef]

4. Tambini, A.; Davachi, L. Aikaisempien kokemusten uudelleenaktivointi hereillä vahvistaa muistoja ja vääristää kognitiota. Trends Cogn. Sci.2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Muistin vahvistaminen valveillaoloaikana. Trends Cogn. Sci. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]

6. Humiston, GB; Tucker, MA; Summer, T.; Wamsley, EJ Lepotilat ja muistin konsolidointi: esirekisteröity replikointi ja meta-analyysi. Sci. Rep. 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]

7. Sara, SJ Uudelleenaktivointi, haku, toisto ja uudelleen yhdistäminen unessa ja pois päältä: pisteiden yhdistäminen. Edessä. Behav. Neurosci. 2010, 4, 185. [CrossRef] [PubMed]

8. Skaggs, WE; Mcnaughton, BL Hermosolujen laukaisusekvenssien toisto rotan hippokampuksessa unen aikana spatiaalisen kokemuksen jälkeen. Science 1996, 271, 1870–1873. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com