Αλλαγές συνδεσιμότητας εγκεφάλου κατά τη διάρκεια του ύπνου με διακρανιακή νευροδιέγερση κλειστού βρόχου Πρόβλεψη ευαισθησίας μεταμνήμης Μέρος 1

ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ

Η μεταμνήμη περιλαμβάνει την ικανότητα να κρίνουμε σωστά την ακρίβεια των αναμνήσεων μας. Η ανάκτηση των αναμνήσεων μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση διακρανιακής ηλεκτρικής διέγερσης (tES) κατά τη διάρκεια του ύπνου, αλλά τα στοιχεία για βελτιώσεις στην ευαισθησία στη μεταμνήμη είναι περιορισμένα.

Η ανάκτηση μνήμης αναφέρεται στη διαδικασία ανάκτησης πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες στον εγκέφαλο με διάφορα μέσα, όταν συμβαίνει λήθη της μνήμης. Στην καθημερινή μας ζωή μελέτης, η ανάκτηση μνήμης είναι ένας πολύ σημαντικός κρίκος. Μπορεί όχι μόνο να μας βοηθήσει να εμπεδώσουμε τις γνώσεις που έχουμε μάθει αλλά και να βελτιώσουμε τη μνήμη μας.

Η μνήμη είναι η ικανότητα του ατόμου να διατηρεί και να ανακαλεί πληροφορίες και είναι αδιαχώριστη από τη μάθηση. Μόνο με ισχυρή μνήμη μπορούμε να κατακτήσουμε περισσότερες γνώσεις και δεξιότητες και να παίξουμε μεγαλύτερο ρόλο στην καθημερινότητά μας.

Η ανάκτηση μνήμης και η μνήμη συνδέονται στενά. Η ανάκτηση μνήμης είναι όταν πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κάποια γνώση, θα την αναζητήσουμε και θα την ανακαλέσουμε, και αυτή η διαδικασία αναζήτησης και ανάκλησης είναι η ανάκτηση μνήμης. Εάν η μνήμη μας δεν είναι αρκετά δυνατή, θα δυσκολευτούμε να ανακτήσουμε τη μνήμη και μπορεί να ξεχάσουμε, κάτι που θα επηρεάσει το μαθησιακό μας αποτέλεσμα και την απόδοσή μας.

Επομένως, η βελτίωση της μνήμης δεν είναι απλή υπόθεση, αλλά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ορισμένες επιστημονικές μεθόδους και τεχνικές που θα μας βοηθήσουν να ενισχύσουμε τη μνήμη. Για παράδειγμα, μπορούμε να εμπεδώσουμε τη μνήμη μέσω επαναλαμβανόμενης μάθησης, να χρησιμοποιήσουμε δεξιότητες συσχέτισης για να εμβαθύνουμε περαιτέρω τη μνήμη ή να ενεργοποιήσουμε τον εγκέφαλό μας με διαφορετικούς τρόπους για να βελτιώσουμε περαιτέρω τη μνήμη.

Εν ολίγοις, η ανάκτηση μνήμης και η μνήμη συνδέονται στενά. Μόνο όταν έχουμε ισχυρή μνήμη μπορούμε να εκτελέσουμε καλύτερα την ανάκτηση μνήμης και να επιτύχουμε καλύτερα αποτελέσματα μάθησης. Ας έχουμε το θάρρος να αμφισβητήσουμε τον εαυτό μας, να βελτιώσουμε τη μνήμη μας μέσω της συνεχούς μάθησης και εξάσκησης και να βάλουμε γερά θεμέλια για το μέλλον μας. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό που έχει πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του Cistanche deserticola προέρχεται από τα πολλαπλά ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως ταννικό οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή γλυκοσίδες κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου μέσω ποικίλων οδών.

Κάντε κλικ στο Μάθετε 10 τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη

Η εφαρμογή του tES μπορεί να ενισχύσει την ενοποίηση μνήμης που εξαρτάται από τον ύπνο, η οποία μαζί με τη μεταμνήμη απαιτεί τον συντονισμό της δραστηριότητας στα κατανεμημένα νευρωνικά συστήματα, υποδηλώνοντας ότι η εξέταση της λειτουργικής συνδεσιμότητας είναι σημαντική για την κατανόηση αυτών των διαδικασιών.

Ωστόσο, η littleresearch εξέτασε πώς οι λειτουργικές διαμορφώσεις συνδεσιμότητας σχετίζονται με τις ολονύχτιες αλλαγές στην ευαισθησία της μεταμνήμης. Εδώ, αναπτύξαμε μια μέθοδο tES μικρής διάρκειας κλειστού βρόχου, χρονικά κλειδωμένη σε ανοδικές καταστάσεις συνεχιζόμενων ταλαντώσεων αργών κυμάτων, για να υποδείξουμε την επανάληψη συγκεκριμένης μνήμης στους ανθρώπους. Μετρήσαμε τις ηλεκτροεγκεφαλογραφικές (EEG) αλλαγές συνοχής μετά από παλμούς διέγερσης και χαρακτηρίσαμε αλλαγές δικτύου με θεωρητικές μετρήσεις γραφημάτων.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές μηχανικής εκμάθησης, δείχνουμε ότι το παλμικό tES προκάλεσε αλλαγές δικτύου σε ζώνες πολλαπλών συχνοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της αυξημένης συνδεσιμότητας στη ζώνη θήτα και της αυξημένης απόδοσης στη ζώνη του άξονα. Επιπρόσθετα, οι αλλαγές που προκαλούνται από τη διέγερση στο μήκος της διαδρομής της ζώνης βήτα ήταν προγνωστικές για ολονύκτια αλλαγές στην ευαισθησία της μεταμνήμης.

Αυτά τα ευρήματα προσθέτουν νέες ιδέες στην αυξανόμενη βιβλιογραφία που διερευνά τις αυξήσεις στην απόδοση της μνήμης μέσω της εγκεφαλικής διέγερσης κατά τη διάρκεια του ύπνου και υπογραμμίζουν τη σημασία της εξέτασης της λειτουργικής συνδεσιμότητας για να εξηγηθούν τα αποτελέσματά της.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑ

Πολυάριθμες μελέτες έχουν αποδείξει μια σαφή σχέση μεταξύ ύπνου και μνήμης-δηλαδή, οι αναμνήσεις παγιώνονται κατά τη διάρκεια του ύπνου, οδηγώντας σε πιο σταθερές και μακροχρόνιες αναπαραστάσεις.

Έχουμε δείξει προηγουμένως ότι η επισήμανση επεισοδίων με συγκεκριμένα μοτίβα εγκεφαλικής διέγερσης κατά την κωδικοποίηση και η επανάληψη αυτών των μοτίβων κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορεί να ενισχύσει αυτή τη διαδικασία ενοποίησης για να βελτιώσει την εμπιστοσύνη και τη λήψη αποφάσεων των αναμνήσεων (μεταμνήμη).

Εδώ, επεκτείνουμε αυτήν την εργασία για να εξετάσουμε τις αλλαγές του εγκεφάλου σε επίπεδο δικτύου που συμβαίνουν μετά από διέγερση κατά τη διάρκεια του ύπνου που προβλέπουν βελτιώσεις στη μνήμη. Χρησιμοποιώντας μεθόδους θεωρίας γραφημάτων και μηχανικής μάθησης, διαπιστώσαμε ότι οι αλλαγές που προκαλούνται από τη διέγερση στο μήκος της διαδρομής της ζώνης βήτα προέβλεπαν βελτιώσεις στη μεταμνήμη κατά τη διάρκεια της νύχτας.

Αυτό το νέο εύρημα ρίχνει νέο φως στους νευρικούς μηχανισμούς ενοποίησης της μνήμης και προτείνει πιθανές εφαρμογές για τη βελτίωση της μεταμνήμης.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Ο εγκέφαλος έχει την αξιοσημείωτη ικανότητα να μετατρέπει σύντομες συναντήσεις και επεισόδια, ακόμη και συναντήσεις «μίας λήψης», σε μακροχρόνιες αναμνήσεις. Αυτό συμβαίνει μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως ενοποίησης μνήμης, κατά την οποία οι μνήμες σε ασταθή κατάσταση αναπαράγονται ξανά κατά τη διάρκεια του ύπνου και μετατρέπονται σε πιο σταθερές αναπαραστάσεις. Ωστόσο, η επιτυχής ανάκτηση των αναμνήσεων περιλαμβάνει διαδικασίες ελέγχου και λήψη αποφάσεων, και ακόμη και οι μνήμες που ενοποιούνται κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορεί να είναι δύσκολο να ανακαλέσουν ή να ανακτήσουν με λίγη εμπιστοσύνη στην αλήθεια τους (Koriat & Goldsmith, 1996).

Η ευαισθησία στη μεταμνήμη ή η ικανότητα ενός ατόμου να κρίνει με σιγουριά την ακρίβεια των αναμνήσεων του, παίζει κρίσιμο ρόλο στη χρήση των αναμνήσεων μας. Για παράδειγμα, ένας αυτόπτης μάρτυρας ενός εγκλήματος μπορεί να έχει κωδικοποιήσει με επιτυχία κρίσιμες λεπτομέρειες του επεισοδίου, αλλά μπορεί να μην έχει εμπιστοσύνη στη μνήμη του, οδηγώντας σε λανθασμένες αποφάσεις (Luus & Wells, 1994; Memonet al., 2003; Sporer et al., 1995) .

Έτσι, η βελτίωση όχι μόνο της ανάκτησης μνήμης αλλά και της ευαισθησίας της μεταμνήμης είναι κρίσιμης σημασίας. Εδώ, διερευνήσαμε τη βελτίωση της ευαισθησίας με μια παρέμβαση ενώ τα άτομα κοιμόντουσαν. Κατά τη διάρκεια του ύπνου, νευρωνικά σύνολα που αντιπροσωπεύουν προηγουμένως κωδικοποιημένες μνήμες επανενεργοποιούνται τόσο στον ιππόκαμπο όσο και στον νεοφλοιό (Euston et al., 2007; Ji & Wilson, 2007; Nádasdyet al. 1999, Sirota et al., 2003, Skaggs & McNaughton, 1996;

Οι επαναλήψεις μνήμης παρατηρούνται κυρίως κατά τη διάρκεια του ύπνου βραδέων κυμάτων, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια των θετικών φάσεων ή των ανοδικών καταστάσεων της συνεχιζόμενης ταλάντωσης 0.5–1,2 Hz (Lee & Wilson, 2002; Mölle & Born, 2011). Οι επανενεργοποιήσεις των ειδικών για την κωδικοποίηση νευρωνικών μοτίβων συνοδεύονται από θαλαμοφλοιώδη ταλαντωτική δραστηριότητα 12-15 Hz γνωστή ως άτρακτοι, καθώς και βραχύβιες εκρήξεις υψηλής συχνότητας στον ιππόκαμπο που ονομάζονται κυματισμοί (De Gennaro & Ferrara, 2003; Mölleet al., 2006).

Ο περίπλοκος συντονισμός των επαναλήψεων, των ατράκτων και των κυματισμών είναι απαραίτητος για τη διευκόλυνση της ενοποίησης των αναμνήσεων σε μακροχρόνια αποθήκευση ή για τη μεταφορά αναμνήσεων από τον ιππόκαμπο στον νεοφλοιό (McClelland et al., 1995; McGaugh, 2000; Rasch & Born, 201; Staresinaet al., 2015).

Η εμπέδωση των αναμνήσεων όχι μόνο μπορεί να διευκολύνει την μετέπειτα ανάκτησή τους, αλλά μπορεί επίσης να σχετίζεται με τη μελλοντική εμπιστοσύνη του ατόμου σε αυτές. Συγκεκριμένα, η εδραίωση μπορεί να ενισχύσει τις αναμνήσεις και να βελτιώσει τη μάθηση (Walker & Stickgold, 2004) και η εμπιστοσύνη στις αναμνήσεις σχετίζεται με την πιστότητα της μνήμης (Dallenbach, 1913).

Έτσι, η στόχευση της διαδικασίας ενοποίησης με μια παρέμβαση θα μπορούσε να ωφελήσει όχι μόνο την επιτυχία της ανάκτησης αλλά και την ευαισθησία στη μεταμνήμη. Την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές έχουν διερευνήσει όλο και περισσότερο τρόπους ενίσχυσης των διαδικασιών ενοποίησης μνήμης μέσω εξωτερικών χειρισμών. Αυτές οι μελέτες παρέμβασης έχουν δείξει ότι η εμπέδωση της μνήμης που εξαρτάται από τον ύπνο μπορεί να ενισχυθεί με δύο τρόπους.

Πρώτον, οι επανενεργοποιήσεις της μνήμης μπορούν να ενεργοποιηθούν κατά τη διάρκεια του ύπνου με την επανέκθεση των ατόμων σε εξωτερικές αισθητηριακές ενδείξεις, όπως μυρωδιές ή ήχους που υπήρχαν κατά την κωδικοποίηση (Antony et al., 2012; Oudiette & Paller, 2013; Schreiner & Rasch, 2014; Rasch et al. , 2007, Rudoy et al., 2009). Αυτή η ενδεικτική επανενεργοποίηση μπορεί να οδηγήσει σε οφέλη στην ανάκληση για συγκεκριμένα στοιχεία που είχαν συσχετιστεί προηγουμένως με τα στοιχεία.

Δεύτερον, πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι η εφαρμογή διακρανιακής ηλεκτρικής διέγερσης (tES) σε συγκεκριμένες συχνότητες στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορεί να ενισχύσει τις ενδογενείς ηλεκτροφυσιολογικές διεργασίες, οδηγώντας σε διευκόλυνση της εδραίωσης της μνήμης και επακόλουθης αναγνώρισης ή ανάκλησης (Ketz et al., 2018; Ladenbauer et al. , 2016, 2017, Lustenbergeret al., 2016, 2006, 2004.

Αυτές οι μελέτες έχουν δείξει μια γενική αύξηση στην απόδοση ανάκτησης μνήμης μετά από tES κατά τη διάρκεια του ύπνου. Είναι σημαντικό ότι αυτό το όφελος που σχετίζεται με τη διέγερση στη μνήμη θα μπορούσε ενδεχομένως να οφείλεται σε ειδικές για τη συχνότητα αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου (Krause et al., 2017).

Συνοψίζοντας, προηγούμενες έρευνες δείχνουν ότι η ανάκτηση αναμνήσεων μπορεί να ενισχυθεί μέσω της νευροδιέγερσης κατά τη διάρκεια του ύπνου και ενδεχομένως να υποδηλώνει ότι τα άτομα θα έχουν επίσης μεγαλύτερη ευαισθησία στη μεταμνήμη ή μεγαλύτερη συσχέτιση στην ακρίβεια και τη σιγουριά για τις αποφάσεις μνήμης τους για αυτά τα επεισόδια.

Πράγματι, ορισμένες έρευνες έχουν δείξει μια σχέση μεταξύ υγιούς αδιάλειπτου ύπνου και άθικτες κρίσεις μεταμνήμης (Dauratet al., 2010). Ωστόσο, αυτό μπορεί να μην ισχύει, καθώς άλλες έρευνες έχουν δείξει διαχωρισμούς μεταξύ αποφάσεων πρώτης τάξης (κρίσεις αναγνώρισης) και αποφάσεις δεύτερης τάξης (κρίσεις εμπιστοσύνης; Del Cul et al., 2009; Hebart et al., 2016; Rounis et al. al., 2010).

Αυτό είναι σημαντικό, καθώς η εμπιστοσύνη στη μνήμη μπορεί να μειωθεί με την πάροδο του χρόνου (Shapira & Pansky, 2019), οδηγώντας σε σφάλματα στην αναφορά της μνήμης και σε φτωχότερη λήψη αποφάσεων.

Η νευρική διέγερση του προμετωπιαίου φλοιού έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνει την παρακολούθηση της μνήμης για ερωτήσεις γενικής γνώσης (Chua& Ahmed, 2016; Chua et al., 2017) και η διέγερση με έκρηξη θήτα για την καταστολή της δραστηριότητας του μετωποπολικού φλοιού που επηρεάζει τις μεταγνωστικές κρίσεις (Ryals et al. , 2016), υποδεικνύοντας ότι οι τεχνικές tEStechniques θα μπορούσαν να είναι αποτελεσματικές για τη βελτίωση και τη διατήρηση της ευαισθησίας της μνήμης για επεισόδια που έχουν κωδικοποιηθεί πρόσφατα.

Πράγματι, πρόσφατη εργασία στο εργαστήριό μας έδειξε ότι μοναδικά χωροχρονικά διαμορφωμένα μοτίβα πλάτους (STAMPs) του tES μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ενισχύσουν τη σταθεροποίηση του ύπνου και την ευαισθησία των κρίσεων συγκεκριμένων επεισοδικών αναμνήσεων που αποκτώνται στην εμβυθιστική εικονική πραγματικότητα (Pilly et al., 2020).

Σε αυτό το άρθρο, επεκτείνουμε την προηγούμενη εργασία σχετικά με την επανενεργοποίηση της μνήμης, διερευνώντας τις αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα μετά από μοτίβα tES μικρής διάρκειας (δηλαδή, STAMP) κατά τη διάρκεια του ύπνου.

Η λειτουργική συνδεσιμότητα έχει προηγουμένως αποδειχθεί ότι επηρεάζεται από το tES κατά την αφύπνιση (Polanía et al., 2011, 2012), καθώς και από τη σταθεροποίηση της μνήμης κατά τη διάρκεια του ύπνου (Mölleet al., 2004). Επιπλέον, η ενοποίηση των αναμνήσεων στον εγκέφαλο πιστεύεται ότι είναι διαδικασία σε επίπεδο συστημάτων, καθώς υποστηρίζεται από έναν συνδυασμό επικοινωνίας μικρής εμβέλειας και μεγάλης εμβέλειας μεταξύ των δομών του εγκεφάλου (Staresina et al., 2015).

Αυτό είναι πιθανόν παρόμοιο με τη μεταμνήμη, καθώς η έρευνα έχει δείξει συνδεσιμότητα μεταξύ ενός κατανεμημένου δικτύου περιοχών του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένου του μετωπιαίου φλοιού, του προκούνιου και του ιππόκαμπου, υποστηρίζει τη μνήμη και τις μεταγνωστικές κρίσεις (Baird et al., 2013; Molenberghs et al., 2016; Morales et al., 2018; Ren et al., 2018; Ye et al., 2019).

Επομένως, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα σχετίζονται με αυτή τη διαδικασία είναι κρίσιμη. Ωστόσο, από ό,τι γνωρίζουμε, καμία μελέτη μέχρι σήμερα δεν έχει εξετάσει πώς οι αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα λόγω διέγερσης κατά τη διάρκεια του ύπνου μπορεί να επηρεάσουν ή να σχετίζονται με την εδραίωση της μνήμης και τις διαδικασίες λήψης αποφάσεων.

Για να εξετάσουμε τις αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα, χρησιμοποιήσαμε μέτρα συνοχής EEG (Nunez, 1995), συγκεκριμένα το φανταστικό μέρος της συνοχής (Nolte et al., 2004) και εξάγαμε χαρακτηριστικά συνδεσιμότητας από τα δεδομένα συνοχής με θεωρητικές αναλύσεις γραφημάτων (Bullmore & Sporns , 2009; Sporns, 2003).

Αυτή η προσέγγιση μοντελοποιεί τη λειτουργική συνδεσιμότητα του εγκεφάλου ως διασυνδεδεμένο γράφημα και επιτρέπει την εξερεύνηση της σχέσης μεταξύ δομής και λειτουργίας δικτύου.

Ενώ ενδιαφερόμασταν για αλλαγές συνδεσιμότητας στη ζώνη Spindle, επεκτείναμε την ανάλυση σε πολλές άλλες ζώνες συχνοτήτων, καθώς η δραστηριότητα σε πολλές φασματικές ζώνες έχει συσχετιστεί με διαδικασίες μνήμης (Hanslmayr & Staudigl, 2014; Hanslmayr et al., 2012; Lisman & Jensen, 2013). Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε τεχνικές που βασίζονται στη μηχανική μάθηση για να προσδιορίσουμε τα σημαντικά θεωρητικά χαρακτηριστικά γραφημάτων για τη διάκριση μεταξύ ενεργών και ψευδών συνθηκών διέγερσης, καθώς και για την πρόβλεψη αλλαγών στη διάρκεια της νύχτας στη συμπεριφορά επεισοδιακής μνήμης.

Με αυτόν τον τρόπο, παρέχουμε νέα εικόνα για τις διαμορφώσεις στη λειτουργική συνδεσιμότητα μετά από παλμικό tES που σχετίζονται με αλλαγές στη μεταμνημονευαισθησία για συγκεκριμένες επεισοδιακές μνήμες.

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ

Οι συμμετέχοντες που αναφέρονται σε αυτό το έγγραφο είναι η ίδια ομάδα συμμετεχόντων από τους Pilly et al. (2020). Έλαβαν μοναδικά σύντομα χωροχρονικά μοτίβα tES (δηλαδή, STAMPs) κατά την κωδικοποίηση επεισοδιακών πληροφοριών, τα μισά από τα οποία εφαρμόστηκαν εκ νέου κατά τη διάρκεια ανοδικών καταστάσεων αργών κυμάτων ταλαντώσεων (SWO) κατά τη διάρκεια των επόμενων νυχτών για την επανενεργοποίηση των συγκεκριμένων σχετικών αναμνήσεων (Ενεργή κατάσταση).

Σε άλλη χρονική στιγμή, τα ίδια άτομα εκτέλεσαν επίσης την εργασία μνήμης χωρίς εγκεφαλική διέγερση (συνθήκη Sham).

Ως εκ τούτου, μας ενδιέφεραν όχι μόνο οι αλλαγές στη λειτουργική συνδεσιμότητα που διέφεραν μεταξύ των συνθηκών διέγερσης Active και Sham αλλά και για τις αλλαγές συνδεσιμότητας μετά από STAMP που σχετίζονταν με αλλαγές στην ανάκληση συγκεκριμένων επεισοδιακών αναμνήσεων από πριν έως μετά τον ύπνο.

Συμμετέχοντες

Συνολικά 30 υγιείς συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν το πείραμα, οι οποίοι στρατολογήθηκαν χρησιμοποιώντας φυλλάδια τοποθετημένα γύρω από την πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου του Νέου Μεξικού και τη γύρω κοινότητα και έλαβαν χρηματική αποζημίωση μετά την ολοκλήρωση της μελέτης.

Από αυτούς, έξι συμμετέχοντες αποκλείστηκαν από τις αναλύσεις είτε λόγω αποτυχίας διέγερσης του εξοπλισμού κατά τη διάρκεια μιας Ενεργής νύχτας είτε λόγω μη συμμόρφωσης στις ακόλουθες οδηγίες εργασίας.

Τα δεδομένα EEG ύπνου από επιπλέον έξι συμμετέχοντες δεν μπόρεσαν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό λειτουργικών μέτρων συνδεσιμότητας λόγω υπερβολικών τεχνουργημάτων, με αποτέλεσμα τη συμπερίληψη N=18 συμμετεχόντων στην τελική ανάλυση και αναφορά. Όλοι οι συμμετέχοντες έδωσαν υπογεγραμμένη ενημερωμένη συγκατάθεση για συμμετοχή στη μελέτη, η οποία εγκρίθηκε από το Συμβούλιο Θεσμικής Αναθεώρησης του Chesapeake.

Όλοι οι συμμετέχοντες ήταν γηγενείς αγγλόφωνοι, είχαν φυσιολογική ή διορθωμένη σε φυσιολογική ακοή και όραση και δεν είχαν ιστορικό νευρολογικής ή ψυχιατρικής διαταραχής ή κατάχρησης ναρκωτικών.

Συμπεριφορικό Παράδειγμα και Διαδικασία
Ένα περίγραμμα της πειραματικής διαδικασίας παρουσιάζεται στο Σχήμα 1. Το πείραμα αποτελείται από μια περίοδο εγκλιματισμού για να εκπαιδεύσει τους συμμετέχοντες και να τους αφήσει να κοιμηθούν στο εργαστήριο, ακολουθούμενη από δύο πειραματικές νύχτες που περιελάμβαναν μάθηση και δοκιμές.

Η νύχτα εγκλιματισμού ήταν μόνο για να επιτρέψει στους συμμετέχοντες να συνηθίσουν να κοιμούνται στο εργαστήριο, και τα δεδομένα EEG δεν καταγράφηκαν από προφορική ανάλυση από αυτήν την περίοδο. Οι συμμετέχοντες κωδικοποίησαν πληροφορίες για την πρώτη πειραματική βραδιά. Η εργασία της μνήμης συνίστατο στην προβολή επεισοδίων εικονικής πραγματικότητας που χορηγήθηκαν με ένα σετ ακουστικών VR HTC Vive, ακολουθούμενη από αρκετές δοκιμές ανάκλησης μνήμης για λεπτομέρειες από τα επεισόδια.

Οι συμμετέχοντες κωδικοποίησαν 14 βινιέτες εικονικής πραγματικότητας, το καθένα διάρκειας περίπου ενός λεπτού, που απεικονίζουν μια σειρά γεγονότων με δύο ή περισσότερους χαρακτήρες να διαπράττουν κάποια δράση γύρω από ένα συγκρότημα διαμερισμάτων. Ένα πρόσθετο χρονογράφημα που ήταν μεγαλύτερο χρησιμοποιήθηκε για την εκπαίδευση των συμμετεχόντων κατά τη διάρκεια της περιόδου εγκλιματισμού. Οι συμμετέχοντες ελέγχθηκαν στη μνήμη τους για τις βινιέτες σε πέντε δοκιμαστικές συνεδρίες που διεξήχθησαν σε διάστημα 48 ωρών με μια εργασία που δεν ήταν VR σε υπολογιστή ενσωματωμένη στο MATLAB.

Για κάθε βινιέτα, κατασκευάστηκαν 10 δοκιμαστικά στοιχεία που αποτελούνταν από δηλώσεις Σωστό/Λάθος σχετικά με συγκεκριμένες πτυχές του χρονογραφήματος. Κάθε μία από τις πέντε λίστες δοκιμών περιείχε 28 στοιχεία, 2 για κάθε βινιέτα. Οι συμμετέχοντες ανέφεραν εάν οι δηλώσεις δοκιμής ήταν Σωστό/Λάθος, καθώς και την εμπιστοσύνη της ανάκλησής τους σε κλίμακα 1–10. Οι συμμετέχοντες κοιμήθηκαν στο εργαστήριο για κάθε μία από τις τρεις νύχτες.

Η διαδικασία αποτελούνταν από τέσσερις πειραματικές συνεδρίες και μία συνεδρία εγκλιματισμού. Στη συνεδρία εγκλιματισμού, οι συμμετέχοντες είδαν ένα μακρύ χρονογράφημα εξάσκησης που απάντησαν σε ερωτήσεις εξάσκησης και μετά κοιμήθηκαν στο εργαστήριο. Στην επόμενη πρώτη πειραματική συνεδρία (Συνεδρία 1), οι συμμετέχοντες κωδικοποίησαν τα πειραματικά ερεθίσματα.

Οι μισοί από τους συμμετέχοντες έλαβαν μοναδικά tES με μοναδικά STAMPs κατά την προβολή βινιετών (Ενεργή κατάσταση), ενώ οι άλλοι μισοί δεν έλαβαν καμία διέγερση (Sham condition). Οι συμμετέχοντες έλαβαν την αντίθετη συνθήκη διέγερσης σε δύο επιπλέον πειραματικές νύχτες που χωρίζονταν μεταξύ τους κατά περίπου 1 εβδομάδα. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας προβολής βινιέτας, οι συμμετέχοντες έλαβαν το πρώτο τεστ ανάκλησης μνήμης και μετά κοιμήθηκαν όλη τη νύχτα στο εργαστήριο. Αυτή η νύχτα, και όχι η νύχτα εγκλιματισμού, θεωρήθηκε "Νύχτα 1".

Οι συμμετέχοντες στην κατάσταση Active έλαβαν τα μισά από τα STAMP κατά τη διάρκεια της νύχτας για να προκαλέσουν ενοποίηση συγκεκριμένων αναμνήσεων κατά τη διάρκεια της νύχτας. Αντίθετα, οι συμμετέχοντες στην κατάσταση Sham δεν έλαβαν διέγερση κατά τη διάρκεια της νύχτας. Σημειώστε ότι αυτός ο σχεδιασμός της μελέτης μας επέτρεψε να συγκρίνουμε την απόδοση της μνήμης για επεισόδια που έλαβαν διέγερση STAMP κατά τη διάρκεια της κωδικοποίησης και του ύπνου (Tag & Cue) με επεισόδια που έλαβαν μόνο διέγερση κατά την κωδικοποίηση (Tag & No Cue). Για τις αναλύσεις συνδεσιμότητας, εστιάσαμε στις συνθήκες Tag & Cue και Sham (χωρίς κωδικοποίηση ή διέγερση ύπνου).

Αφού οι συμμετέχοντες ξύπνησαν, τους δόθηκε ένα δεύτερο τεστ μνήμης και η πειραματική συνεδρία ολοκληρώθηκε. Η δεύτερη πειραματική συνεδρία (συνεδρία 2) πραγματοποιήθηκε το βράδυ μετά την πρώτη συνεδρία. Στους συμμετέχοντες δόθηκε ένα τρίτο τεστ μνήμης το βράδυ, πήγαν για ύπνο, και έλαβε άλλη μια δοκιμή μνήμης μετά την αφύπνιση.

Αυτή η δεύτερη περίοδος ύπνου στο εργαστήριο θεωρήθηκε "Νύχτα 2". Οι ενεργοί συμμετέχοντες της ομάδας έλαβαν και πάλι STAMPs κατά τη διάρκεια της βραδιάς. Το τελικό τεστ μνήμης χορηγήθηκε αργότερα το βράδυ. Για την αντίθετη συνθήκη διέγερσης (Συνεδρίες 3 και 4), οι συμμετέχοντες είδαν ένα νέο σετ 14 βινιέτες και τους χορηγήθηκαν αντίστοιχα τεστ ανάκλησης μνήμης για 2 ημέρες. Με αυτόν τον τρόπο, το πείραμα ήταν ένας χειρισμός εντός των υποκειμένων, με τις συνθήκες Active και Sham να εμφανίζονται σε απόσταση περίπου 1 εβδομάδας.

Η αντιστοίχιση της σειράς συνθηκών διέγερσης (Πρώτα ενεργός έναντι εικονικής προέλευσης), καθώς και η ανάθεση βινιετών, αντισταθμίστηκαν μεταξύ των συμμετεχόντων. Οι αναλύσεις που αναφέρονται σε αυτό το έγγραφο επικεντρώνονται στη Νύχτα 2, όπου βρέθηκαν τα μεγαλύτερα αποτελέσματα συμπεριφοράς της διέγερσης STAMP (βλ. Pilly et al., 2020, για περισσότερες λεπτομέρειες).

For more information:1950477648nn@gmail.com