Neurophysiology of Sustained Attention in Early Infancy: Investigating Longitudinal Relations With Recognition Memory Outcomes Part 2

2.3.3. Μνήμη αναγνώρισης

Στους 9 μήνες, η μνήμη αναγνώρισης του βρέφους μετρήθηκε χρησιμοποιώντας μια εργασία σύγκρισης οπτικής ζεύξης (Morgan & Hayne, 2006). Σε αυτήν την ηλεκτρονική εργασία, τα βρέφη κάθονται στην αγκαλιά του φροντιστή μπροστά από μια οθόνη. Σε αυτήν την εργασία, η οθόνη του υπολογιστή είναι μια διαχωρισμένη οθόνη με ένα ερέθισμα να εμφανίζεται στο αριστερό μισό και ένα στο δεξί μισό.

Το οπτικό ζευγάρωμα και η μνήμη μπορούμε να πούμε ότι είναι άρρηκτα συνδεδεμένα. Στην καθημερινή ζωή, χρειαζόμαστε μνήμη για να θυμόμαστε και να αναγνωρίζουμε πράγματα, και η οπτική σύζευξη είναι ένας τρόπος που μας βοηθά να θυμόμαστε και να αναγνωρίζουμε πράγματα πιο εύκολα.

Η οπτική σύζευξη μπορεί να μας βοηθήσει να μαθαίνουμε και να θυμόμαστε νέα πράγματα πιο γρήγορα και να βελτιώσουμε τη μνήμη μας. Για παράδειγμα, όταν μαθαίνουμε μια νέα λέξη ή έννοια οπτικά, μπορούμε πιο εύκολα να τη συνδυάσουμε με μια εικόνα ή μια κάρτα μνήμης για ευκολότερη απομνημόνευση και κατανόηση. Επιπλέον, μπορούμε να εδραιώσουμε και να ενισχύσουμε τις αναμνήσεις μας μέσω οπτικού ζεύγους, όπως η χρήση εικόνων και χρωμάτων για την κωδικοποίηση πληροφοριών, διευκολύνοντας την απομνημόνευση και την ανάκληση.

Εκτός από το ότι μας βοηθά να βελτιώσουμε τις δεξιότητές μας στη μνήμη, το οπτικό ζεύγος μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να αντιμετωπίσουμε καλύτερα διάφορες προκλήσεις. Για παράδειγμα, εάν χρειάζεται να θυμηθούμε ένα σύνολο αριθμών ή ακολουθιών σε σύντομο χρονικό διάστημα, μπορούμε να τους απομνημονεύσουμε και να τους κατανοήσουμε γρηγορότερα μέσω της οπτικής σύζευξης. Επιπλέον, όταν μαθαίνουμε νέες δεξιότητες ή γνώσεις, μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε οπτικό ζευγάρωμα για να κατανοήσουμε και να απομνημονεύσουμε έννοιες και βήματα, και τελικά να επιτύχουμε γνώση δεξιοτήτων.

Συμπερασματικά, η οπτική σύζευξη και η μνήμη είναι δύο έννοιες που αλληλοενισχύονται και αλληλοεξαρτώνται. Βελτιώνοντας τη μνήμη μας με οπτικά ζεύγη, μπορούμε να μαθαίνουμε νέα πράγματα πιο γρήγορα, να κατανοούμε περίπλοκες έννοιες και να κατακτούμε νέες δεξιότητες. Ανεξάρτητα από το πότε και πού βρισκόμαστε, εφόσον μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ευέλικτα τη μέθοδο οπτικού ζεύγους, μπορούμε να επεκτείνουμε το όραμά μας και να βελτιώσουμε την αποτελεσματικότητα και τα επιτεύγματά μας. Ας είμαστε θετικοί και ας συνδυάσουμε οπτική αντιστοίχιση και μνήμη για να κάνουμε τη ζωή μας πιο γεμάτη και ουσιαστική! Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη μας. Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση του επιπέδου της ακετυλοχολίνης και των αυξητικών παραγόντων, που είναι σημαντικοί για τη μνήμη και τη μάθηση. Είναι πολύ σημαντικό. Επιπλέον, το κρέας μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος λαμβάνει επαρκή διατροφή και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη λειτουργία του εγκεφάλου

Πρώτον, για να τραβήξουν την προσοχή του βρέφους, δύο ίδιες περιστρεφόμενες μπάλες εμφανίστηκαν και στα δύο μισά της οθόνης για 13 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια, στο μπλοκ εξοικείωσης, κάθε μισό της οθόνης εμφανίζει ένα πανομοιότυπο μπλε πρόσωπο σε σχήμα γραμματοκιβωτίου για 10 δευτερόλεπτα. Στο πρώτο μπλοκ προτιμήσεων καινοτομίας, η μία πλευρά της οθόνης συνέχισε να δείχνει μια μπλε όψη γραμματοκιβωτίου ενώ η άλλη μισή αντικαταστάθηκε από μια κυκλική κίτρινη όψη για 10 δευτερόλεπτα (Βλ. Εικ. 1). Στο δεύτερο μπλοκ προτιμήσεων καινοτομίας, το κίτρινο πρόσωπο αντικαταστάθηκε από το μπλε πρόσωπο γραμματοκιβωτίου και το άλλο μισό της οθόνης παρουσίαζε ένα τετραγωνισμένο κόκκινο πρόσωπο.

Οι βοηθοί ερευνητές κωδικοποίησαν αυτήν την εργασία εξετάζοντας τα βίντεο καρέ-καρέ για να καθορίσουν τον συνολικό χρόνο αναζήτησης για κάθε φάση. Σε κάθε 200 ms, ο κωδικοποιητής καθόριζε εάν το βρέφος κοιτούσε προς το αριστερό μισό, το δεξί μισό ή κανένα από τα δύο. Από αυτούς τους κωδικούς, υπολογίστηκε η αναλογία του νέου χρόνου εμφάνισης σε σχέση με τον συνολικό χρόνο εμφάνισης. Τα βρέφη με αναλογίες νέας εμφάνισης μικρότερες από 30 % επισημάνθηκαν ως ακραίες τιμές (+/− 3 SD από τη μέση τιμή) και εξαιρέθηκαν από περαιτέρω ανάλυση (N=1).\

2.3.4. Λήψη και επεξεργασία δεδομένων ΗΕΓ

Τα δεδομένα EEG κατά τη διάρκεια της εργασίας οπτικής προσοχής και τα δεδομένα ανάπαυσης αποκτήθηκαν ενώ τα βρέφη κάθονταν στην αγκαλιά των φροντιστών τους. Η αίθουσα ηχογράφησης ήταν αμυδρά φωτισμένη και ένας πειραματιστής ήταν κοντά για να ηρεμήσει το βρέφος με φυσαλίδες ή ένα παιχνίδι αν το βρέφος γινόταν πολύ ιδιότροπο. Το ΗΕΓ καταγράφηκε χρησιμοποιώντας ένα 64-κανάλι HydroCel Geodesic Sensory Net και ενισχυτή (Electrical Geodesic, Inc., Eugene, OR). Οι σύνθετες αντιστάσεις ηλεκτροδίων διατηρήθηκαν κάτω από 100 KΩ και ο ρυθμός δειγματοληψίας καταγράφηκε στα 1000 Hz.

Όλα τα αρχεία EEG υποβλήθηκαν σε επεξεργασία στο λογισμικό Batch EEG Automated Processing Platform (BEAPP) για να διασφαλιστεί η τυποποίηση στην επεξεργασία και τον καθαρισμό δεδομένων σε όλα τα αρχεία (Levin et al. 2018). Τα αρχεία EEG σε συνεχή ηρεμία μετατράπηκαν από τη μορφή NetStation σε μορφή Matlab (2018b). Η προεπεξεργασία δεδομένων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του Harvard Automated Processing Pipeline for EEG (HAPPE), ενός αυτοματοποιημένου αγωγού προεπεξεργασίας που έχει σχεδιαστεί για βρεφικά δεδομένα EEG (Gabard-Durnam et al. 2018).

Αρχικά, ένα υψηλοπερατό φίλτρο 1 Hz και ένα χαμηλοπερατό φίλτρο 100 Hz εφαρμόστηκε σε κάθε σύνολο δεδομένων EEG. Δεύτερον, τα δεδομένα, τα οποία είχαν αρχικά δειγματιστεί στα 1000 Hz, επαναδειγματοληψία με παρεμβολή στα 250 Hz, ακολουθώντας τις οδηγίες για περαιτέρω επεξεργασία HAPPE. Το τρίτο βήμα περιελάμβανε την αφαίρεση τεχνουργημάτων και περιλάμβανε την προσέγγιση πολλαπλών κωνικών στοιχείων της CleanLine για την αφαίρεση ηλεκτρικού θορύβου 60 Hz, την απόρριψη κακού καναλιού και το ICA ενισχυμένο με κυματίδια για απόρριψη τεχνουργήματος με αυτοματοποιημένη απόρριψη εξαρτημάτων μέσω του αλγόριθμου απόρριψης πολλαπλών τεχνικών στοιχείων (Winkler et al. 2011 στο EEG.LAB)

Επιλέχθηκε ένα υποσύνολο ηλεκτροδίων χωρικά κατανεμημένων για ανάλυση με MARA: 2 3 5 6 8 9 10 11 12 13 14 18 20 24 25 28 30 31 34 35 39 40 42 44 48 50 52 57 58 59 60 (NetStation Geodesic 64- Channel Net). Τα κακά κανάλια που αρχικά απορρίφθηκαν επανεποικίστηκαν χρησιμοποιώντας σφαιρική παρεμβολή για να μειωθεί η μεροληψία στην επαναφορά αναφοράς και το σήμα ήταν κατά μέσο όρο μειωμένο. Τέλος, κάθε αρχείο EEG τμηματοποιήθηκε σε 1-δεύτερα παράθυρα για αποσύνθεση ισχύος.

Η αποσύνθεση ισχύος EEG επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας τον γρήγορο μετασχηματισμό Fourier του Matlab χρησιμοποιώντας παράθυρα Hanning για αποσύνθεση σε ισχύ για 1-δεύτερα τμήματα για κάθε κανάλι. Η τρέχουσα μελέτη εστιάζει συγκεκριμένα στην ταλαντωτική ισχύ στο εύρος συχνοτήτων θήτα (4–6 Hz) και άλφα (6–9 Hz). Τμήματα που υπερβαίνουν τα 3 SD + /- micro-volts2 από τη διάμεσο εξαιρέθηκαν από περαιτέρω ανάλυση (Cuevas et al., 2014).

Η αθροιστική ισχύς σε κάθε ζώνη συχνοτήτων υπολογίστηκε κατά μέσο όρο σε όλα τα τμήματα και κανονικοποιήθηκε με έναν μετασχηματισμό βάσης καταγραφής 10. Στη συνέχεια, η αθροιστική ισχύς υπολογίστηκε κατά μέσο όρο σε όλα τα κανάλια ενδιαφέροντος στην μετωπική περιοχή (ηλεκτρόδιο #: 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 57, 59, 60) κατά τις φάσεις που καθορίζονται από το HR των φάσεων παρατεταμένης προσοχής και απροσεξίας (Βλ. Εικ. 2).

Για να διασφαλιστεί ότι δεν υπήρχαν διαφορές μεταξύ της εγκεφαλικής δραστηριότητας μεταξύ των ημισφαιρίων, το ζευγαρωμένο t-test αποκάλυψε ότι δεν υπήρχαν διαφορές στη δραστηριότητα άλφα ή θήτα μεταξύ δεξιού και αριστερού ημισφαιρίου άλφα και θήτα κατά τη διάρκεια των φάσεων παρατεταμένης προσοχής και επομένως υπολογίστηκε ο μέσος όρος στα ημισφαίρια. Βρέφη με λιγότερο από 20 δευτερόλεπτα χρησιμοποιήσιμα δεδομένα EEG παρατεταμένης προσοχής καθορισμένης από HR εξαιρέθηκαν (N=3). Η νευρική δραστηριότητα παρατεταμένης προσοχής υπολογίστηκε αφαιρώντας τη νευρική δραστηριότητα κατά τις φάσεις παρατεταμένης προσοχής από τη νευρική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια των φάσεων απροσεξίας για να δημιουργηθεί μια βαθμολογία αλλαγής.

2.4. Σχέδιο ανάλυσης

Το αναλυτικό σχέδιο αναλύθηκε σε τέσσερις συνιστώσες. Πρώτον, οι προκαταρκτικές αναλύσεις περιελάμβαναν μια σειρά ζευγαρωμένων t-test για την αξιολόγηση των σημαντικών διαφορών στον καρδιακό ρυθμό του βρέφους (HR) και στην ισχύ του ΗΕΓ μεταξύ των φάσεων παρατεταμένης προσοχής και απροσεξίας που ορίζονται από το HR στην υποτιθέμενη κατεύθυνση. Αυτές οι διαφορές συγκρίθηκαν με τη διαρκή προσοχή που ορίζεται μόνο από τη συμπεριφορική ματιά.

Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκαν πολλαπλές γραμμικές παλινδρομήσεις για να ελεγχθεί πώς η νευρική δραστηριότητα παρατεταμένης προσοχής αντιστοιχούσε με την αναλογία του χρόνου στη διαρκή προσοχή και να διερευνηθεί πώς η νευρική δραστηριότητα προέβλεψε τα επακόλουθα αποτελέσματα της μνήμης αναγνώρισης στους 9 μήνες. Η ηλικία του βρέφους, η ηλικία κύησης κατά τη γέννηση και το ITN συμπεριλήφθηκαν ως συμμεταβλητές στα μοντέλα παλινδρόμησης. Η ηλικία κύησης και η ITN δεν είχαν σημαντικές επιπτώσεις σε καμία έκβαση και δεν συμπεριλήφθηκαν στα επόμενα μοντέλα. Η μέγιστη πιθανότητα πλήρους πληροφοριών (FIML) χρησιμοποιήθηκε για να ληφθούν υπόψη δεδομένα που λείπουν σε όλες τις αναλύσεις, καθώς το FIML παράγει αμερόληπτες εκτιμήσεις παραμέτρων. Όλα τα μοντέλα εκτελέστηκαν στο περιβάλλον R.

3. Αποτελέσματα

3.1. Προκαταρκτικές αναλύσεις

Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει περιγραφικά στατιστικά στοιχεία των σχετικών μεταβλητών για τις φάσεις παρατεταμένης προσοχής και απροσεξίας και ο Πίνακας 3 παρουσιάζει συσχετίσεις μεταξύ νευρικών μεταβλητών παρατεταμένης προσοχής και μεταβλητών συμπεριφοράς με πιθανές συμμεταβλητές ενδιαφέροντος.

3.2. Ερευνητική ερώτηση 1: Η απροσεξία που ορίζεται από το HR και η παρατεταμένη προσοχή διαφοροποιούν τη νευρική δραστηριότητα στους 3 μήνες;

Για να διασφαλίσουμε ότι η μέτρηση της παρατεταμένης μέτρησης που ορίζεται από το HR σκιαγράφησε μια μείωση του HR, κατασκευάσαμε ζευγαρωμένα τεστ t για να μετρήσουμε τις διαφορές στο IBI μεταξύ της παρατεταμένης προσοχής και της απροσεξίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν μια σημαντική διαφορά (t(74)= 9.65, p <.001) έτσι ώστε το IBI ήταν υψηλότερο (δηλ. χαμηλότερος καρδιακός ρυθμός) κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής σε σύγκριση με την απροσεξία (Εικ. 3).

Στη συνέχεια, εκτελέσαμε ζευγαρωμένα τεστ t για να εξετάσουμε τον βαθμό στον οποίο η ισχύς θήτα και άλφα διαφέρουν από την απροσεξία που ορίζεται από το HR στη διαρκή προσοχή. Οι ζευγοποιημένες δοκιμές t αποκάλυψαν ότι η ισχύς θήτα ήταν σημαντικά υψηλότερη κατά τις φάσεις παρατεταμένης προσοχής που καθορίζονται από το HR (t(74)= 4.65, p < .001), αλλά δεν υπήρχαν διαφορές στην ισχύ άλφα (t(74)=0.84, p=.40· Εικ. 4).

Είναι ενδιαφέρον ότι, όταν αναζητήσαμε διαφορές στη δύναμη θήτα και άλφα κατά τη διάρκεια παρατεταμένης προσοχής και απροσεξίας που καθορίζεται από τη συμπεριφορά (δηλαδή, κοιτάζοντας τα ερεθίσματα ή δεν κοιτούσαμε τα ερεθίσματα), τα ζευγαρωμένα τεστ t δεν έδειξαν σημαντικές διαφορές στο θήτα (t (74)=1.46, p=.15) ή ισχύς άλφα (t(74)=−0.70, p=.48 ). Για το λόγο αυτό, όλες οι επόμενες αναλύσεις εξετάζουν τη δραστηριότητα θήτα κατά τη διάρκεια φάσεων παρατεταμένης προσοχής που καθορίζονται από το HR.

3.3. Ερευνητική ερώτηση 2: Πώς αντιστοιχεί η νευρική δραστηριότητα παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR με τη δέσμευση στη διαρκή προσοχή που ορίζεται από το HR;

Στη συνέχεια, μας ενδιέφερε να αξιολογήσουμε τις συσχετίσεις μεταξύ του δείκτη θήτα αλλαγής παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR και της αναλογίας του χρόνου στη διαρκή προσοχή. Οι παλινδρομήσεις αποκάλυψαν μια σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της παρατεταμένης προσοχής θήτα που ορίζεται από το HR και της αναλογίας του χρόνου στην παρατεταμένη προσοχή (B=0.33, p=.003; Εικ. 5).

3.4. Ερευνητική ερώτηση 3: Προβλέπει 3-μηνιαία νευρική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής που καθορίζεται από το hr 9-τα αποτελέσματα της μνήμης αναγνώρισης του μήνα;

Τέλος, αξιολογήθηκε η διαχρονική επίδραση των μεταβλητών παρατεταμένης προσοχής που ορίζονται από το HR του μήνα στη μνήμη αναγνώρισης 9-μήνα. Υποχωρήσαμε τις βαθμολογίες σύγκρισης οπτικών ζευγαριών (VPC) στους 9 μήνες στη βρεφική ηλικία στη βαθμολογία διαρκούς αλλαγής θήτα προσοχής, στο ποσοστό του χρόνου που αφιερώθηκε στη διαρκή προσοχή και στην ηλικία του βρέφους στους 9 μήνες. Τα αποτελέσματα έδειξαν μια σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της βαθμολογίας διαρκούς αλλαγής προσοχής θήτα στους 3 μήνες και 9-μηνιαίων βαθμολογιών VPC (B=0.48, p=.02) έτσι ώστε η ισχύς θήτα παρατεταμένης προσοχής σε 3 μήνες προέβλεπαν υψηλότερες βαθμολογίες VPC στους 9 μήνες (Βλ. Εικ. 6). Το ποσοστό του χρόνου που αφιερώθηκε σε συνεχή προσοχή ή ηλικία σε 9-μήνες δεν συσχετίστηκε σημαντικά με τις βαθμολογίες VPC στους 9 μήνες.

4. Συζήτηση

Η παρούσα μελέτη χαρακτήρισε τις νευρικές συσχετίσεις μιας μέτρησης παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR σε ηλικία 3 μηνών και διερεύνησε τις διαχρονικές σχέσεις με τις ικανότητες αναγνώρισης μνήμης σε ηλικία 9 μηνών σε ένα κοινωνικοδημογραφικά διαφορετικό δείγμα. Ένας πρωταρχικός στόχος αυτής της μελέτης ήταν να κατανοήσει εάν μια μέτρηση παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR θα μπορούσε να διαφοροποιήσει τη νευρική δραστηριότητα ήδη από την ηλικία των 3 μηνών. Δεύτερον, στοχεύσαμε να διερευνήσουμε τη νευρική δραστηριότητα που συσχετίζεται με τη διαρκή εμπλοκή προσοχής (αναλογία χρόνου στη διαρκή προσοχή).

Ο τελικός στόχος μας ήταν να εξετάσουμε τον τρόπο με τον οποίο 3-μηνιαία μετρήσεις παρατεταμένης προσοχής που ορίζονται από το νευρικό και συμπεριφορικό HR προβλέπουν τη μνήμη αναγνώρισης 9-μήνα. Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που διερευνά τις ατομικές διαφορές στη διαρκή προσοχή που ορίζεται από το HR σε ηλικία 3 μηνών και διερευνά διαχρονικές συσχετίσεις με γνωστικά αποτελέσματα 9-μήνων.

Αρχικά μας ενδιέφερε να εξετάσουμε τον βαθμό στον οποίο το μέτρο παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR κατηγοριοποίησε τον καρδιακό ρυθμό και τις νευρικές ταλαντώσεις του βρέφους σε φάσεις απροσεξίας και παρατεταμένης προσοχής. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η καθορισμένη από το HR παρατεταμένη προσοχή διαφοροποίησε σημαντικά τους καρδιακούς παλμούς μεταξύ των φάσεων απροσεξίας και των φάσεων παρατεταμένης προσοχής. Η μείωση του καρδιακού ρυθμού που συνυπάρχει με τη διαρκή προσοχή δείχνει την έναρξη και την παρουσία ψυχοφυσιολογικής διέγερσης για την προώθηση της επεξεργασίας πληροφοριών ερεθίσματος (Richards & Casey, 1991).

Πράγματι, προηγούμενη έρευνα έχει προτείνει ότι οι μετρήσεις του παρασυμπαθητικού νευρικού συστήματος μπορούν να βελτιώσουν την ικανότητά μας να μετράμε με ευαισθησία τη διαρκή προσοχή σε νεαρή ηλικία (Conte & Richards, 2021; Berg & Richards, 1997; Reynolds et al., 2013, Reynolds et al. , 2013; Richards, 1995, Richards & Casey, 1992; Richards & Hunter, 1998). Τα νευρωνικά ευρήματά μας υποστηρίζουν αυτήν την ιδέα, δεδομένου ότι μόνο η καθορισμένη από το HR αλλά όχι η καθορισμένη από την εμφάνιση παρατεταμένη προσοχή διαφοροποιούσε την ισχύ του ΗΕΓ.

Αυτά τα ευρήματα ευθυγραμμίζονται με προηγούμενες έρευνες που καταδεικνύουν ότι η επιβράδυνση του καρδιακού ρυθμού είναι ένα πιο ευαίσθητο μέτρο της διαρκούς προσοχής σε σχέση με τη συμπεριφορική ματιά μόνος (Brez & Colombo, 2012· Townsend et al., 2018). Αυτό υποδηλώνει ότι η χρήση φυσιολογικών δεικτών σε συνδυασμό με τη συμπεριφορική ματιά μπορεί να βοηθήσει στη μέτρηση και την κατανόηση της παρατεταμένης προσοχής στη βρεφική ηλικία, όταν αυτές οι διαδικασίες εξακολουθούν να αναπτύσσονται και είναι δύσκολο να μετρηθούν.

Συγκεκριμένα, βρήκαμε ότι οι μετρήσεις παρατεταμένης προσοχής που καθορίζονται από το HR διαφοροποίησαν τον μετωπικό συγχρονισμό ΗΕΓ σε θήτα αλλά όχι ταλαντώσεις άλφα. Αυτό το εύρημα είναι παράλληλο με το έργο των Xie et al. (2018), αλλά επεκτείνει τα αποτελέσματά τους χρησιμοποιώντας ένα μεγαλύτερο, νεότερο και πιο ποικίλο δείγμα. Ενώ ο Xie και οι συνεργάτες του έδειξαν μοτίβα συγχρονισμού παρατεταμένης προσοχής θήτα που ορίζονται από το HR έως τους 10 μήνες, δείξαμε παρόμοιο αποτέλεσμα σε ηλικία 3 μηνών.

Ομοίως, η μηδενική επίδρασή μας του άλφα είναι συνεπής με μελέτες που σημειώνουν μια νωρίτερη εμφάνιση συγχρονισμού θήτα σε σχέση με μια πιο καθυστερημένη έναρξη του άλφα (Marshall et al., 2002· Xie et al., 2018). Ενώ η έρευνα προτείνει ότι η ενδογενής παρατεταμένη προσοχή καθιερώνεται καλά γύρω στο πρώτο έτος της ζωής, τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν νευρικούς δείκτες ενός ωριμαζόμενου συστήματος πρόσθιας προσοχής που υποστηρίζει την επακόλουθη ανάπτυξη ελέγχου της προσοχής. Οι ταλαντώσεις θήτα που σχετίζονται με την εργασία αντανακλούν την προσανατολισμένη στον στόχο ή την ενεργό προσοχή (Begus & Bonawitz, 2020· Orekhova et al., 1999).

Τα κύματα θήτα πιστεύεται ότι προέρχονται από βρόχους ανάδρασης φλοιού-ιππόκαμπου, οι οποίοι διευκολύνουν την κωδικοποίηση πληροφοριών. Σύμφωνα με τα ευρήματά μας, η μετωπική δραστηριότητα θήτα που κατανέμεται κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής πιθανότατα συνδέεται με ένα αναπτυσσόμενο σύστημα παρατεταμένης προσοχής με κίνητρο το στόχο (Cohen et al., 2012).

Οι κύριες μεταβλητές παρατεταμένης προσοχής που μας ενδιαφέρουν στην τρέχουσα ανάλυση ήταν η αναλογία χρόνου στη διαρκή προσοχή που καθορίζεται από το HR (ένα μέτρο της παρατεταμένης δέσμευσης προσοχής) και το σκορ παρατεταμένης προσοχής θήτα αλλαγής (ένα μέτρο της νευρικής δραστηριότητας κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής). Δείκτης φάσεων παρατεταμένης προσοχής που ορίζονται από το HR όταν λαμβάνει χώρα η βαθιά επεξεργασία πληροφοριών κατά τη διάρκεια της οπτικής προσοχής (Richards & Casey, 1991). Η αναλογία των επεισοδίων παρατεταμένης προσοχής αντικατοπτρίζει τον χρόνο που ένα βρέφος αφιερώνει σε παρατεταμένη προσοχή που ορίζεται από HR σε σχέση με την απροσεξία. Το ποσοστό του χρόνου στη διαρκή προσοχή θα μπορούσε να αντανακλά το μέγεθος της επεξεργασίας πληροφοριών που λαμβάνει χώρα (Courage et al., 2006). Από την άλλη πλευρά, η νευρική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια επεισοδίων παρατεταμένης προσοχής που ορίζονται από το HR μας λέει πιο άμεσα για τους υποκείμενους μηχανισμούς που υποστηρίζουν την ενεργή και προσανατολισμένη στον στόχο επεξεργασία πληροφοριών.

Έχουν προταθεί αρκετές θεωρίες σχετικά με τον λειτουργικό ρόλο της ισχύος EEG κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής. Υποτίθεται ότι η διερεύνηση της ισχύος ΗΕΓ κατά τις φάσεις παρατεταμένης προσοχής μπορεί να αντιπροσωπεύει τη νευρική αποτελεσματικότητα που βρίσκεται κάτω από τις γνωστικές διαδικασίες που εμπλέκονται με τη διατήρηση της προσοχής (Kulke et al., 2016; Richards et al. 2010).

Οι θεωρητικές αναφορές για την ανάπτυξη της προσοχής προβλέπουν ότι η αυξημένη νευρική ενεργοποίηση μπορεί να αντανακλά πιο αποτελεσματική γνωστική επεξεργασία (Richards et al. 2010) ενώ αναπτύσσονται νέες δεξιότητες. Συγκεκριμένα, η αυξημένη νευρική δραστηριότητα στη βρεφική ηλικία μπορεί να αντανακλά αυξημένη αποτελεσματικότητα για την αντιστάθμιση των ελάχιστα αναπτυγμένων μυελινωμένων αξόνων (Deoni et al., 2012). Σχετικά με την τρέχουσα ανάλυση, η αξιολόγηση της ισχύος EEG κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής προσφέρει μοναδικές γνώσεις σχετικά με την υποκείμενη νευρική διαδικασία της παρατεταμένης προσοχής πάνω από τη συμπεριφορά και μόνο.

Για να συνδέσουμε τον εγκέφαλο πίσω με τη συμπεριφορά, εξετάσαμε πώς το θήτα κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR σε συνδυασμό με την αναλογία χρόνου στη διαρκή προσοχή που ορίζεται από το HR. Βρήκαμε ότι η αυξημένη ισχύς θήτα συσχετίστηκε με μεγαλύτερο ποσοστό χρόνου στη διαρκή προσοχή. Προηγούμενες μελέτες έχουν βρει ότι η καθορισμένη από το HR παρατεταμένη προσοχή χαρακτηρίζεται από παρατεταμένη οπτική εμπλοκή και αυξημένο συγχρονισμό θήτα (Reynolds & Romano, 2016; Xie et al., 2018), επομένως αναμένεται για το ποσοστό του χρόνου στις φάσεις παρατεταμένης προσοχής και στη θήτα δύναμη που πρέπει να συσχετιστεί. Συλλογικά, τα νευρωνικά μέτρα και τα μέτρα δέσμευσης της παρατεταμένης προσοχής προσφέρουν μοναδικές πληροφορίες σχετικά με τις υποκείμενες γνωστικές διαδικασίες με τις οποίες τα βρέφη αναπτύσσουν την προσοχή.

Για να αξιολογήσουμε την προγνωστική ικανότητα της παρατεταμένης προσοχής στους 3 μήνες στη μνήμη αναγνώρισης στους 9 μήνες, διερευνήσαμε διαχρονικές συσχετίσεις μεταξύ της παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR στους 3 μήνες και της μνήμης αναγνώρισης στους 9 μήνες. Βρήκαμε ότι υπήρχε θετική συσχέτιση μεταξύ της ισχύος θήτα κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής που ορίζεται από το HR και της επακόλουθης μνήμης αναγνώρισης σε ηλικία 9 μηνών, έτσι ώστε η υψηλότερη ισχύς θήτα συσχετίστηκε με αυξημένη εξέταση ενός νέου ερεθίσματος κατά τη διάρκεια της εργασίας μνήμης αναγνώρισης. Η απόδοση της μνήμης αναγνώρισης απαιτεί πιο σύνθετη εκτελεστική προσοχή, καθώς τα βρέφη πρέπει κατά προτίμηση να κατανέμουν επιλεκτική προσοχή σε νέα ερεθίσματα για την επεξεργασία πληροφοριών. Ως εκ τούτου, αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι τα πρώιμα μοτίβα της δραστηριότητας θήτα κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής μπορεί να έχουν προγνωστική αξία ως βιοδείκτης για μεταγενέστερες ικανότητες αναγνώρισης μνήμης υψηλότερης τάξης. Δεδομένου ότι η ισχύς θήτα έχει συνδεθεί με την ενεργή μάθηση στη βρεφική ηλικία, η πρώιμη οργάνωση του συγχρονισμού θήτα βάσει εργασιών μπορεί να θέσει τα θεμέλια για την εμφάνιση φαινοτύπων διαχρονικής επεξεργασίας πληροφοριών (Begus & Bonawitz, 2020· Orekhova et al., 1999).

Αυτά τα ευρήματα ευθυγραμμίζονται σε γενικές γραμμές με την αναδυόμενη έρευνα που έχει βρει ότι οι πρώιμοι δείκτες της λειτουργίας του εγκεφάλου των βρεφών που μετρώνται μέσω ΗΕΓ προβλέπουν επακόλουθα γνωστικά αποτελέσματα αργότερα στην ανάπτυξη (Brito et al., 2016; Cainelli et al., 2021; Gou et al., 2011; Tarullo et al., 2017· Wilkinson et al., 2020). Είναι ενδιαφέρον ότι το ποσοστό του χρόνου στη διαρκή προσοχή δεν προέβλεπε την επακόλουθη απόδοση του VPC, παρά την προηγούμενη έρευνα που τεκμηριώνει ότι η παρατεταμένη προσοχή στη βρεφική ηλικία είναι προγνωστική της επακόλουθης γνωστικής ικανότητας υψηλότερης τάξης, κατά μήκος (Colombo & Mitchell, 1990). Επιπλέον, μεγάλο μέρος της προηγούμενης έρευνας που συνδέει τη συμπεριφορική προσοχή των βρεφών με τη μεταγενέστερη γνωστική λειτουργία έχει μελετήσει βρέφη ηλικίας 6 μηνών ή μεγαλύτερα. Ως εκ τούτου, τα τρέχοντα ευρήματα υποδεικνύουν τη χρησιμότητα ενός νευρικού βιοδείκτη πρώιμου βρέφους για την πρόβλεψη τροχιών γνωστικής ανάπτυξης ξεκινώντας από τους πρώτους μήνες της ζωής.

4.1. Περιορισμοί

Ενώ αυτή η μελέτη επεκτείνει τις γνώσεις μας για την προσοχή των βρεφών με πολλούς τρόπους, τα ευρήματά μας θα πρέπει να ερμηνεύονται λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς της. Παρόλο που το πλεονέκτημα της τρέχουσας μελέτης είναι η εσωτερική εγκυρότητα που προσφέρεται από μια εργαστηριακή μέτρηση της παρατεταμένης προσοχής των βρεφών, αυτό το μέτρο έχει περιορισμένη οικολογική εγκυρότητα. Η προσοχή είναι ένα δύσκολο κατασκεύασμα για να μετρηθεί ιδιαίτερα νωρίς στη βρεφική ηλικία, επομένως ένα δευτερεύον, ίσως πιο φυσιοκρατικό, μέτρο διαρκούς προσοχής θα αύξανε την εγκυρότητα της κατασκευής μας. Επιπλέον, παρόλο που το μέγεθος του δείγματός μας στους 3 μήνες είναι μεγαλύτερο από πολλές προηγούμενες μελέτες που αφορούσαν την προσοχή στη βρεφική ηλικία, το μέγεθος του δείγματός μας υπέφερε από φθορά κατά την 9-μηνιαία επίσκεψη με αποτέλεσμα μικρότερο επόμενο μέγεθος δείγματος. Η αντιγραφή αυτής της μελέτης με ένα μεγαλύτερο διαχρονικό δείγμα είναι απαραίτητη για να μπορέσουν να εξαχθούν πιο συμπεραστικές ερμηνείες.

Τέλος, τα αιτιώδη συμπεράσματα της παρατεταμένης προσοχής σε επακόλουθα γνωστικά αποτελέσματα δεν μπορούν να συναχθούν δεδομένης της συσχετιστικής φύσης αυτής της μελέτης. Είναι πιθανό ότι οι μη παρατηρούμενες συγχυτικές μεταβλητές, όπως η ιδιοσυγκρασία του βρέφους, θα μπορούσαν να συμβάλλουν στη διαχρονική συσχέτιση της ισχύος ΗΕΓ κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής στους 3 μήνες και των αποτελεσμάτων στους 9 μήνες (Rothbart et al., 2006). Η μελλοντική έρευνα θα πρέπει να στοχεύει στο να συμπεριλάβει μια συνιστώσα επαναλαμβανόμενων μετρήσεων της προσοχής και της ισχύος ΗΕΓ σε όλη τη βρεφική ηλικία, ώστε να επιτρέπονται διαχρονικά συμπεράσματα από το άτομο. Οι ενδοατομικές συσχετίσεις βοηθούν στην άρνηση ορισμένων ζητημάτων που σχετίζονται με την προκατάληψη που εισάγεται από συγχυτικές μεταβλητές.

5. Συμπέρασμα

Σε αυτήν τη μελέτη, εξετάσαμε την ψυχοφυσιολογική βάση και την ιεραρχική φύση της παρατεταμένης προσοχής στους 3-μήνες στη βρεφική ηλικία. Χρησιμοποιήσαμε ένα μέτρο που συνδυάζει την οπτική προσοχή με τις μετατοπίσεις στη γενική ψυχοφυσιολογική διέγερση για να χαρακτηρίσουμε την πολυδιάσταση της παρατεταμένης προσοχής και να μετρήσουμε τις αντίστοιχες αλλαγές στην υποκείμενη νευρική δραστηριότητα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πρώιμη μεταβολή της ταλαντωτικής ισχύος κατά τη διάρκεια της παρατεταμένης προσοχής στους 3 μήνες προέβλεπε την επακόλουθη μνήμη αναγνώρισης στους 9 μήνες. Συνολικά, αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία του χαρακτηρισμού της πολύπλευρης φύσης της προσοχής και της υποκείμενης νευρικής λειτουργίας σε νεαρή ηλικία για την καλύτερη κατανόηση των ατομικών διαφορών στις τροχιές της γνωστικής ανάπτυξης.

Ευχαριστίες

Αυτή η εργασία χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας R00HD086255 στη Natalie H. Brito.

Διαθεσιμότητα δεδομένων

Τα δεδομένα θα είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Arnsten AF (1998). Τροποποίηση κατεχολαμίνης της προμετωπιαίας γνωστικής λειτουργίας του φλοιού. Trends in Cognitive Sciences, 2(11), 436–447. [PubMed: 21227275]

2. Arnsten AF (2009). Οι οδοί σηματοδότησης του στρες βλάπτουν τη δομή και τη λειτουργία του προμετωπιαίου φλοιού. Nature Reviews Neuroscience, 10(6), 410–422. [PubMed: 19455173]

3.Arnsten AFT, & Li BM (2005). Νευροβιολογία εκτελεστικών λειτουργιών: επιρροές κατεχολαμινών στις λειτουργίες του προμετωπιαίου φλοιού. Biological Psychiatry, 57(11), 1377–1384. [PubMed: 15950011]

4.Begus K, & Bonawitz E (2020). Ο ρυθμός της μάθησης: οι ταλαντώσεις θήτα ως δείκτης ενεργητικής μάθησης στη βρεφική ηλικία. Developmental Cognitive Neuroscience, 45, Άρθρο 100810. [PubMed: 33040970]

5. Berg WK, & Richards JE (1997). Προσοχή διαχρονικά στην ανάπτυξη του βρέφους. Προσοχή και Προσανατολισμός: Αισθητηριακές και Παρακινητικές Διαδικασίες, 347–368.

6.Brandes-Aitken A, Braren S, Swingler M, Voegtline K, & Blair C (2019). Παρατεταμένη προσοχή στη βρεφική ηλικία: Ένα θεμέλιο για την ανάπτυξη πολλαπλών πτυχών της αυτορρύθμισης για τα παιδιά που βρίσκονται στη φτώχεια. Journal of Experimental Child Psychology, 184, 192–209. [PubMed: 31039447]

7. Brandes-Aitken A, Braren S, Gandhi J, Perry RE, Rowe-Harriott S, & Blair C (2020). Η κοινή προσοχή μεσολαβεί εν μέρει στη διαχρονική σχέση μεταξύ συντονισμένης φροντίδας και εκτελεστικών λειτουργιών για παιδιά χαμηλού εισοδήματος. Εξελικτική ψυχολογία. 10.1037/dev0001089

8.Brandes-Aitken A, Braren S, Vogel SC, Perry RE, Brito NH, & Blair C (2021). Οι διαπροσωπικές αλλαγές στη βασική κορτιζόλη και η φροντίδα ρυθμίζουν την εκτελεστική προσοχή σε όλη τη βρεφική ηλικία. Ανάπτυξη και Ψυχοπαθολογία, 1–14.

9. Brez CC, & Colombo J (2012). Τα μάτια σας λένε «όχι», αλλά η καρδιά σας λέει «ναι»: Συμπεριφορικοί και ψυχοφυσιολογικοί δείκτες στην ποσοτική επεξεργασία των βρεφών. Infancy: The Official Journal of the International Society on Infant Studies, 17(4), 445–454.

10. Brito NH, Fifer WP, Myers MM, Elliott AJ, & Noble KG (2016). Συσχετίσεις μεταξύ της κοινωνικοοικονομικής κατάστασης της οικογένειας, της ισχύος ΗΕΓ κατά τη γέννηση και των γνωστικών δεξιοτήτων κατά τη βρεφική ηλικία. Αναπτυξιακή Γνωσιακή Νευροεπιστήμη, 19, 144-151. [PubMed: 27003830]

11.Cainelli E, Vedovelli L, Wigley ILCM, Bisiacchi PS, & Suppiej A (2021). Το φασματικό ΗΕΓ του νεογνού είναι προγνωστικό για τις γνωστικές ικανότητες στη σχολική ηλικία σε πρόωρα βρέφη χωρίς εμφανή εγκεφαλική βλάβη. European Journal of Pediatrics, 180(3), 909–918. [PubMed: 32989487]

12.Cohen MX, Bour L, Mantione M, Figee M, Vink M, Tijssen MAJ, van Rootselaar AF, van den Munckhof P, Schuurman PR, & Denys D (2012). Συγχρονισμός κατευθυνόμενος από πάνω προς τα κάτω από τον έσω μετωπιαίο φλοιό στον επικλινή πυρήνα κατά την προσμονή της ανταμοιβής. Human Brain Mapping, 33(1), 246–252. [PubMed: 21547982]

13. Colombo J (2002). Η προσοχή του βρέφους μεγαλώνει: Η εμφάνιση μιας πρώιμης θεωρίας προοπτικής αναπτυξιακής γνωστικής νευροεπιστήμης. Current Directions in Psychological Science, 11(6), 196–200.

14. Conte S, & Richards J (2021). Προσοχή στην πρώιμη ανάπτυξη. Oxford Research Encyclopedia of Psychology. 10.1093/στρέμμα για/9780190236557.013.52

15. Courage ML, Reynolds GD, & Richards JE (2006). Προσοχή των βρεφών σε ερεθίσματα με μοτίβο: αναπτυξιακή αλλαγή από 3 έως 12 μηνών. Child Development, 77(3), 680–695. [PubMed: 16686795]

For more information:1950477648nn@gmail.com