Η διακρανιακή διέγερση εναλλασσόμενου ρεύματος στη συχνότητα θήτα προς τον αριστερό βρεγματικό φλοιό βλάπτει τη συνειρμική, αλλά όχι την αντιληπτική, κωδικοποίηση μνήμης

Για περισσότερες πληροφορίες:ali.ma@wecistanche.com

ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ

Οι νευρικές ταλαντώσεις στην περιοχή θήτα (4-8 Hz) πιστεύεται ότι αποτελούν τη βάσηλειτουργία μνήμηςστο δίκτυο ιππόκαμπου-φλοιού. Ενώ υπάρχουν άφθονα στοιχεία που υποστηρίζουν τον ρόλο των ταλαντώσεων θήτα σε ζώα καιανθρώπινη μνήμη, τα περισσότερα στοιχεία είναι συσχετιστικά. Η μη επεμβατική διέγερση του εγκεφάλου (NIBS) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της ταλαντωτικής δραστηριότητας του φλοιού για να επηρεάσει την εγκεφαλική δραστηριότητα και πιθανώς να ρυθμίσει βαθύτερες περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο ιππόκαμπος, μέσω ισχυρών και αξιόπιστων λειτουργικών συνδέσεων κορτικο-ιππόκαμπου. Εφαρμόσαμε εστιακή διακρανιακή διέγερση εναλλασσόμενου ρεύματος (tACS) στα 6 Hz πάνω από τον αριστερό βρεγματικό φλοιό για να ρυθμίσουμε την εγκεφαλική δραστηριότητα στο υποτιθέμενο φλοιο-ιππόκαμπο δίκτυο για να επηρεάσουμε την κωδικοποίηση της συνειρμικής μνήμης. Μετά την κωδικοποίηση και τη διέγερση του εγκεφάλου, οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν ένασυνειρμική μνήμηκαι μια εργασία αντιληπτικής αναγνώρισης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το theta tACS μειώθηκε σημαντικάσυνειρμική μνήμηαπόδοση αλλά δεν επηρέασε την απόδοση της αντιληπτικής μνήμης. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το βρεγματικό θήτα tACS ρυθμίζει τη συνειρμική επεξεργασία ξεχωριστά από την αντιληπτική επεξεργασία και τεκμηριώνουν περαιτέρω την υπόθεση ότι οι ταλαντώσεις θ εμπλέκονται στο φλοιο-ιππόκαμπο δίκτυο και τη συνειρμική κωδικοποίηση.

Κάντε κλικ στο Cistanche herba για τη βελτίωση της μνήμης

1. Εισαγωγή

Συνειρμική μνήμηορίζεται συνήθως ως ασύστημα μνήμηςπου κατασκευάζει σχέσεις μεταξύ αρχικά άσχετων στοιχείων (Suzuki, 2008· Tulving, 1984). Η ικανότητα δημιουργίας ενώσεων είναι βασικήλειτουργία επεισοδιακής μνήμης(Kahana, Howard, & Polyn, 2008) και μας επιτρέπει να θυμόμαστε λεπτομέρειες συγκεκριμένων γεγονότων και να ανακαλούμε αφηρημένες πληροφορίες, που απαιτούνται για καθημερινές εργασίες και αλληλεπιδράσεις (Herweg, Solomon, & Kahana, 2020). Η μελέτη των νευρικών μηχανισμών στους οποίους βασίζεται η συνειρμική μνήμη έχει παραδοσιακά επικεντρωθεί στον ιππόκαμπο και τον κεντρικό του ρόλο σε εκτεταμένα δίκτυα του εγκεφάλου. Δεδομένης της ταχείας και ευέλικτης φύσης της συνειρμικής μνήμης, απαιτείται ένας δυναμικός μηχανισμός νευρωνικής επικοινωνίας. Από αυτή την άποψη, οι νευρικοί ταλαντωτικοί ρυθμοί παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή πιστεύεται ότι συμβάλλουν στην επικοινωνία μεταξύ νευρωνικών πληθυσμών που εμπλέκονται ταυτόχρονα σε γνωστικές διαδικασίες (Buzs' Aki & Draguhn, 2004; Wang, 2010). Συγκεκριμένα, η ταλαντωτική δραστηριότητα στο εύρος θήτα (4-8 Hz) έχει ερευνηθεί εκτενώς στη γνώση των ζώων και των ανθρώπων (Buzs' aki, 2002; Jacobs, 2014; Meador et al., 1991; Lisman & Jensen, 2013; Maurer et. al., 2015· Sauseng, Griesmayr, Freunberger, & Klimesch, 2010), καθώς έχει υποτεθεί ότι παίζει αναπόσπαστο ρόλο στη λειτουργία του ιππόκαμπου κατά τη διάρκεια της χωρικής πλοήγησης και της συνειρμικής επεξεργασίας μνήμης (Buzs´ aki, 2002; Skin, Kilianski, & McNaughton , 2019; Wallenstein, Hasselmo, & Eichenbaum, 1998). Η επιτυχία της κωδικοποίησης μνήμης φαίνεται να βασίζεται στην αύξηση της ισχύος θήτα στις περιοχές του ιππόκαμπου (Burke et al., 2013; Khader, Jost, Ranganath, & R¨ Osler, 2010), αν και η μειωμένη ισχύς θήτα για αντικείμενα που απομνημονεύθηκαν με επιτυχία στη συνέχεια έχει παρατηρηθεί (Crespo-García et al., 2016; Fellner et al., 2016; Lega, Jacobs, & Kahana, 2012).

Alyssa Meng a, Max Kaiser a, Tom A. de Graaf a,b, Felix Dücker a,b, Alexander T. Sack a,b, Peter De Weerd a,b, Vincent van de Ven a,b,*

a Department of Cognitive Neuroscience, Faculty of Psychology and Neuroscience, Maastricht University, PO Box 616, 6200 MD Maastricht, the Netherlands b Maastricht Brain Imaging Centre (MBIC), Πανεπιστήμιο του Μάαστριχτ, PO Box 616, MD Maastricht, MD, 6200, Netherlands

Η μελέτη των μηχανισμών ταλάντωσης του ιππόκαμπου στη συνειρμική μνήμη, ιδιαίτερα στους ανθρώπους, μπορεί να είναι προκλητική, καθώς η θέση του βαθιά μέσα στον εγκέφαλο αποκλείει την άμεση μη επεμβατική μέτρηση της νευρικής δραστηριότητας. Επιπλέον, η μέτρηση των ταλαντώσεων δεν επιτρέπει πάντα την εκτίμηση των αιτιακών συνεισφορών, η οποία ιδανικά περιλαμβάνει άμεσο πειραματικό χειρισμό των νευρικών μηχανισμών ενδιαφέροντος. Τέτοιος χειρισμός μπορεί να επιτευχθεί με μη επεμβατική διέγερση του εγκεφάλου (NIBS), αξιοποιώντας την τοπική (δηλαδή, φλοιώδη) και δικτυακή λειτουργική συνδεσιμότητα για τη διερεύνηση των επιδράσεων της φλοιώδους και υποφλοιώδους μνήμης. Πρόσφατες μελέτες διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης (TMS) έδειξαν ότι η διέγερση του φλοιού μπορεί να αλλάξει τη δραστηριότητα και τη συνδεσιμότητα εντός ενός δικτύου ιππόκαμπου-φλοιού, το οποίο θα μπορούσε, με τη σειρά του, να οδηγήσει σε βελτιωμένη απόδοση μνήμης (Hermiller, VanHaerents, Raij, & Voss, 2019; Tambini, Nee , & D'Esposito, 2018; Wang et al., 2014). Εδώ, οι πειραματικά επαγόμενες αλλαγές στη δραστηριότητα του φλοιού μπορεί να εξαπλωθούν σε πιο απομακρυσμένες περιοχές μέσω της προεπιλεγμένης λειτουργικής συνδεσιμότητας (Kim, Ekstrom, & Tandon, 2016). Ειδικότερα, οι πλευρικοί βρεγματικοί φλοιοί συνδέονται ισχυρά και αξιόπιστα λειτουργικά με τον ιππόκαμπο (Buckner, Andrews-Hanna, & Schacter, 2008; van de Ven, Wingen, Kuypers, Ramaekers, & Formisano, 2013; Vincent et al., 2006). Η ευκολία διέγερσης του βρεγματικού φλοιού, σε συνδυασμό με την περιορισμένη ενόχληση από τη διακρανιακή διέγερση σε αυτές τις περιοχές, καθιστά αυτήν την περιοχή σημαντικό στόχο για τη νευροδιαμόρφωση της συνειρμικής μνήμης βάσει δικτύου.

Μια διαφορετική τεχνική NIBS, η διακρανιακή διέγερση εναλλασσόμενου ρεύματος (tACS), επιτρέπει τη διαμόρφωση των νευρωνικών δικτύων μέσω μιας προκαθορισμένης εξωγενούς συχνότητας (Abellaneda-P´erez et al., 2020; Cabral Calderin et al., 2016; Helfrich et al., 2014 Reed & Kadosh, 2018; Vos sen, Gross, & That, 2015; Vosskuhl, Huster, & Herrmann, 2016; Herrmann et al., 2013). Ταυτόχρονες μελέτες tACS-fMRI έδειξαν ότι το tACS ρυθμίζει τη νευρική δραστηριότητα και τη διαπεριφερειακή συνδεσιμότητα για φλοιώδεις και υποφλοιώδεις περιοχές μακριά από τη θέση διέγερσης του τριχωτού της κεφαλής (B¨ Eichinger et al., 2017; Cabral-Calderin et al., 2016; Vosskuhl et al., 2016· Abellaneda-Perez et al., 2020). Τα ευρήματα μιας πρόσφατης μελέτης υποδηλώνουν ότι το tACS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της δραστηριότητας στο δίκτυο ιππόκαμπου-φλοιού. Abellaneda-P'erez et al. (2020) χορήγησε theta-tACS στον ραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό ενώ οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε σάρωση fMRI σε κατάσταση ηρεμίας ή ενώ εκτελούσαν εργασία μνήμης εργασίας N-back. Σε σύγκριση με τη διέγερση συνεχούς ρεύματος (tDCS), το tACS οδήγησε σε αυξημένη δραστηριότητα των περιοχών δικτύου πολλαπλών προεπιλεγμένων λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένου του ιππόκαμπου και του κατώτερου βρεγματικού φλοιού, κατά την κατάσταση ηρεμίας καθώς και στην εργασία N-back. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν περαιτέρω ότι η μη επεμβατική διέγερση του εγκεφάλου των περιοχών του φλοιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της δραστηριότητας του ιππόκαμπου μέσω σύνδεσης δικτύου.

Μέχρι σήμερα, το tACS έχει χρησιμοποιηθεί για τη συγκεκριμένη μελέτη των μηχανισμών ταλάντωσης στη συνειρμική μνήμη σε περιορισμένο μόνο αριθμό μελετών. Σε μια μελέτη (Lang, Gan, Alrazi, & Monchi, 2019), οι συμμετέχοντες κωδικοποίησαν τις συσχετίσεις μεταξύ αυθαίρετων ζευγών προσώπων-σκηνών ενώ υποβάλλονταν σε θήτα-tACS υψηλής ευκρίνειας (ή ανοδική tDCS ή ψευδής διέγερση) στην ατρακτοειδή περιοχή, μετά την οποία ολοκλήρωσε ένα τεστ συνειρμικής μνήμης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το theta tACS κατά τη διάρκεια της κωδικοποίησης ενίσχυσε την απόδοση της συσχετιστικής μνήμης, σε σύγκριση με το tDCS ή το εικονικό. Ωστόσο, το tACS βελτίωσε επίσης τις σωστές απορρίψεις ειδών δέλεαρ, γεγονός που υποδηλώνει ένα γενικότερο αποτέλεσμα γνωστικής ενίσχυσης. Προηγούμενες μελέτες ανέφεραν θήτα ταλαντωτική δραστηριότητα στον προμετωπιαίο και αισθητήριο φλοιό ανθρώπων και ζώων κατά τη διάρκεια διαδικασιών μνήμης εργασίας (Lee et al., 2005; Raghavachari et al., 2006; Sauseng, Griesmayr, Freunberger, & Klimesch, 2010), καθώς και κατά τη διάρκεια της αντιληπτικής επεξεργασία (Helfrich, Fiebelkorn, Szczepanski, Lin, Parvizi, Knight, & Kastner, 2018; Landau, Schreyer, Van Pelt, & Fries, 2015; Somer, Allen, Brooks, Buttrill, & Javadi, 2020), οι οποίες υποστηρίζουν τη συμβολή του διάφορες γνωστικές διεργασίες στην απόδοση της συνειρμικής μνήμης. Πράγματι, αρκετές μελέτες ανέφεραν βελτιωμένη απόδοση μνήμης εργασίας μετά τη χορήγηση θήτα tACS στον βρεγματικό (Jauˇsovec & Jauˇsovec, 2014) ή στον προμετωπιαίο φλοιό (Alekseichuk, Turi, de Lara, Antal, & Paulus, 2016; Abellaneda-Perez et al. Reinhart και Nguyen, 2019), ενώ ο επαγόμενος από το tACS μετωπιαίος διαπεριφερειακός αποσυγχρονισμός στα 6 Hz είχε ως αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση μνήμης εργασίας (Alekseichuk, Pabel, Antal, & Paulus, 2017). Ωστόσο, μια άλλη μελέτη στην οποία το theta tACS χορηγήθηκε στον αριστερό προμετωπιαίο φλοιό κατά τη διάρκεια της συνειρμικής κωδικοποίησης μνήμης δεν άλλαξε την απόδοση της μνήμης σε νεαρούς υγιείς συμμετέχοντες (Klink, Peter, Wyss, & Kl¨ Oppel, 2020).

Εν ολίγοις, τα ευρήματα της μη επεμβατικής διέγερσης θήτα στη συνειρμική μνήμη παραμένουν ασαφή. Πρέπει να αντιμετωπιστούν αρκετοί παράγοντες για την περαιτέρω κατανόησή μας. Πρώτον, η επίδραση της διέγερσης θήτα στη συνειρμική μνήμη μπορεί να ενισχυθεί όταν εφαρμόζεται σε περιοχές του φλοιού που συνδέονται στενά με τα δίκτυα ιππόκαμπου-φλοιού. Με βάση πρόσφατες μελέτες TMS, ο βρεγματικός φλοιός μπορεί να είναι καλός υποψήφιος για χορήγηση tACS. Ωστόσο, δεν έχει ακόμη αναφερθεί άμεση εφαρμογή του θήτα tACS στον βρεγματικό φλοιό για την επιλεκτική αλλαγή της συνειρμικής επεξεργασίας μνήμης. Δεύτερον, η ιδιαιτερότητα της διέγερσης θή στη συνειρμική μνήμη απαιτεί να μην τροποποιούνται οι μη συνειρμικές γνωστικές λειτουργίες. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό δεδομένου ότι ο βρεγματικός φλοιός παίζει ρόλο στη συνειρμική μνήμη καθώς και στην αντιληπτική επεξεργασία (Cabeza et al., 2011; Culham & Kanwisher, 2001; Gottlieb, 2007). Το βρεγματικό θήτα tACS θα μπορούσε έτσι να ρυθμίσει τη συνειρμική επεξεργασία έμμεσα διαμορφώνοντας την αισθητηριακή ή την προσεχτική κωδικοποίηση, η οποία με τη σειρά της θα μπορούσε να ρυθμίσει την απόδοση της συνειρμικής και μη συσχετιστικής μνήμης, όπως η αντιληπτική αναγνώριση. Η υποστήριξη της λειτουργικής εξειδίκευσης της δραστηριότητας θήτα ταλάντωσης στη συνειρμική μνήμη θα απαιτούσε μια επίδραση θήτα tACS στη συνειρμική μνήμη απουσία επίδρασης στην αντιληπτική μνήμη.

Στην τρέχουσα μελέτη, χορηγήσαμε εστιακό tACS στα 6 Hz πάνω από τον αριστερό βρεγματικό φλοιό σε ένα σχέδιο ελεγχόμενο από ψευδή χρήση εντός του υποκειμένου, ενώ οι συμμετέχοντες κωδικοποίησαν μια εργασία σύζευξης προσώπου-σκηνής. Μετά τη φάση κωδικοποίησης και το tACS, οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν δύο τεστ μνήμης που μέτρησαν τη γνώση σχετικά με τα ζεύγη αντικειμένων (δηλαδή, τη συσχετιστική μνήμη) και την ταυτότητα των στοιχείων (δηλαδή, την αντιληπτική μνήμη). Υποθέσαμε ότι το βρεγματικό θήτα tACS, σε σύγκριση με την εικονική διέγερση, θα επηρέαζε την απόδοση της συνειρμικής, αλλά όχι της αντιληπτικής μνήμης.

2. Μέθοδοι

2.1. Συμμετέχοντες

Επιστρατεύσαμε είκοσι υγιείς εθελοντές (μέση ηλικία [SD] =21.68 ετών [2,84], 12 γυναίκες) από το ακαδημαϊκό περιβάλλον του Πανεπιστημίου του Μάαστριχτ μέσω ενός διαδικτυακού συστήματος στρατολόγησης. Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε προκαταρκτικό έλεγχο χρησιμοποιώντας μια φόρμα προσυμπτωματικού ελέγχου μη επεμβατικής διέγερσης εγκεφάλου για την καταλληλότητα, τους κινδύνους για την υγεία και τις ανεπιθύμητες ενέργειες. Οι πιθανοί συμμετέχοντες που ανέφεραν αντενδείξεις NIBS κατά τη διάρκεια της φάσης διαλογής τους αποκλείστηκαν. Όλοι οι συμμετέχοντες έδωσαν τη γραπτή ενημερωμένη συγκατάθεσή τους πριν από τη συμμετοχή. Η μελέτη εγκρίθηκε από την επιτροπή δεοντολογίας της ψυχολογίας και της νευροεπιστήμης (ERCPN) της Σχολής Ψυχολογίας και Νευροεπιστημών (FPN) στο Πανεπιστήμιο του Μάαστριχτ. Η ασφάλεια και η άνεση των συμμετεχόντων παρακολουθήθηκαν κατά τη διάρκεια της διέγερσης του εγκεφάλου για να εντοπιστούν τυχόν ανεπιθύμητες ενέργειες λόγω διέγερσης. Οι συμμετέχοντες αποζημιώθηκαν με δωροεπιταγή ή πίστωση μαθημάτων.

2.2. Διαδικασία εργασίας

Οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν μια εργασία οπτικής συσχετιστικής μνήμης, την "Εργασία προσώπου και σκηνής" (FAST; Lang et al,2019), η οποία προγραμματίστηκε στο PsychoPy((Peirce et al.2019)). Η εργασία περιελάμβανε μια κωδικοποίηση και μια δοκιμαστική φάση. Κατά τη φάση κωδικοποίησης της εργασίας, οι συμμετέχοντες παρουσιάστηκαν με ζεύγη εικόνων που αποτελούνταν από ένα ουδέτερο πρόσωπο και μια φυσική σκηνή. Ουδέτερα πρόσωπα όλων των εθνοτήτων και ηλικιών συγκεντρώθηκαν από τη βάση δεδομένων προσώπων του Σικάγο (CFD Version 2.0.3; Ma, Correll, & Wittenbrink, 2015). Τα πρόσωπα δεν είχαν εύκολα διακριτά χαρακτηριστικά όπως τρυπήματα ή τατουάζ. Όλες οι εικόνες σκηνής ελήφθησαν από μια ηλεκτρονική βάση δεδομένων εικόνων.

Σε κάθε δοκιμή, οι συμμετέχοντες είδαν ένα ζευγάρι εικόνων που αποτελούνταν από ένα ουδέτερο πρόσωπο που παρουσιάζεται στην αριστερή πλευρά της οθόνης και μια σκηνή που παρουσιάζεται στη δεξιά πλευρά της οθόνης. Έπρεπε να υποδείξουν πώς το άτομο στην παρουσιαζόμενη εικόνα θα εκτιμούσε το αντίστοιχο γονίδιο. Οι συμμετέχοντες έλαβαν οδηγίες να παράσχουν την κρίση τους μέσω μιας κλίμακας αξιολόγησης που οπτικοποιήθηκε ως κλιμακωτό ρυθμιστικό (εύρος-3 έως 3) κάτω από το ζεύγος εικόνων έως βεβαιωθείτε ότι οι συμμετέχοντες κωδικοποιούσαν ενεργά (Εικ.1). Το ζεύγος εικόνων εμφανιζόταν μέχρι να πατηθεί ένα κουμπί, επιτρέποντας την κωδικοποίηση με αυτόματο ρυθμό, αλλά με ανώτατο όριο τα 8 δευτερόλεπτα.

Κάθε ζεύγος προσώπου-σκηνής ακολουθήθηκε από ένα διάστημα μεταξύ ερεθισμάτων 100 ms κατά το οποίο παρουσιάστηκε ένας σταυρός στερέωσης. Η φάση κωδικοποίησης αποτελούνταν από 45 ζεύγη προσώπων-σκηνών συνολικά, τα οποία χωρίστηκαν σε 5 μπλοκ των 9 ζευγών εικόνων. Κάθε μπλοκ χωρίστηκε με ένα διάστημα 5 δευτερολέπτων.

Εικ.1. Φάση κωδικοποίησης και ανάκτησης. Κατά τη φάση κωδικοποίησης (Α), οι συμμετέχοντες είδαν ζεύγη σκηνών προσώπου και υπέδειξαν πόσο θετικά ή αρνητικά πίστευαν ότι το άτομο αξιολόγησε τη σκηνή. Κατά τη φάση της δοκιμής μνήμης (Β), οι συμμετέχοντες είδαν ζεύγη προσώπων-σκηνών και έπρεπε να υποδείξουν εάν τα στοιχεία είχαν προηγουμένως θεωρηθεί ως ζευγάρι (~1: φαινόταν μαζί), ως στοιχεία διαφορετικών ζευγών (~2: εμφανίστηκαν αλλά όχι μαζί "), ή δεν είχαν δει με κανέναν τρόπο πριν ("3: ποτέ δεν είδαν"). Στους συμμετέχοντες δόθηκε 8 δευτερόλεπτα για να κωδικοποιήσουν και να βαθμολογήσουν κάθε ζεύγος σκηνής προσώπου. Κάθε ζεύγος προσώπου-σκηνής ακολουθήθηκε από 100 ms ενδιάμεσο ερέθισμα. Στη φάση ανάκτησης , δόθηκε στους συμμετέχοντες απεριόριστος χρόνος για να απαντήσουν. Κάθε ζεύγος ανάκτησης προσώπου-σκηνής ακολουθήθηκε από ενδιάμεσο ερέθισμα 100 ms

Κάθε συμμετέχων εκτέλεσε δύο εκδοχές αυτής της εργασίας, οι οποίες ήταν πανομοιότυπες στο σχεδιασμό αλλά χρησιμοποιούσαν μη επικαλυπτόμενα σύνολα εικόνων προσώπων και σκηνών. Κάθε εργασία κωδικοποίησης παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια διέγερσης είτε 6 Hz είτε ψευδούς tACS. Για να εξοικειωθούν οι συμμετέχοντες με την εργασία, δόθηκε μια συνοπτική έκδοση 15 νέων ζευγών ως εκπαίδευση πριν από τις πειραματικές συνθήκες και τυποποιημένες οδηγίες παρουσιάστηκαν στην αρχή κάθε έκδοσης.

Μετά την εργασία κωδικοποίησης, οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν ένα βιντεοπαιχνίδι ως εργασία απόσπασης της προσοχής για 5 λεπτά για να μειώσουν την πρόσφατη επίδραση της βραχυπρόθεσμης μνήμης και να ελαχιστοποιήσουν τα πιθανά επακόλουθα της διέγερσης. Το έργο πιστεύεται ότι είναι αρκετά συναρπαστικό για να αποτρέψει την επίπονη πρόβα.

Μετά την εργασία απόσπασης της προσοχής, οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν τη φάση της δοκιμής μνήμης, η οποία περιελάμβανε μια συνειρμική και αντιληπτική εργασία αναγνώρισης. Στην εργασία της συνειρμικής αναγνώρισης, οι συμμετέχοντες είδαν 45 παρουσιάσεις είτε 1) των αρχικών ζευγών προσώπων-σκηνών που φαίνονται κατά την κωδικοποίηση, 2) ζευγαριών προσώπων και σκηνών που είχαν δει προηγουμένως αλλά είχαν ληφθεί από διαφορετικά ζεύγη κωδικοποίησης ή 3) ζεύγη νέων εικόνων που δεν είχαν προηγουμένως εμφανιστεί κατά την κωδικοποίηση. Ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να υποδείξουν εάν «είχαν δει μαζί», «είχαν δει αλλά όχι μαζί» ή «δεν είδαν ποτέ» με τα πλήκτρα «1», «2» και «3» αντίστοιχα. Ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να κάνουν απαντήσεις στο πληκτρολόγιο με το κυρίαρχο χέρι τους. Δεν υπήρχε χρονικό όριο.

Συνειρμικά μπλοκ ανάκτησης αναμείχθηκαν με την εργασία αντιληπτικής αναγνώρισης, στην οποία παρουσιάστηκε μια σειρά πρωτότυπων ή προηγουμένων εικόνων για 200 ms, μετά τα οποία οι συμμετέχοντες ρωτήθηκαν αν αναγνώρισαν τις εικόνες (Απαντήσεις Ναι/Όχι· Εικ.2). Ανά μπλοκ, οι συμμετέχοντες απάντησαν σε 9 ζεύγη εικόνων συνειρμικής ανάκτησης και στη συνέχεια απάντησαν σε 9 εικόνες αντιληπτικής αναγνώρισης. Τα μπλοκ εναλλάσσονταν σε μορφή ABAB.

Η σειρά των συνθηκών tACS αντισταθμίστηκε μεταξύ των συμμετεχόντων. Οι συμμετέχοντες ακούμπησαν τα κεφάλια τους σε ένα σταθερό στήριγμα για το πηγούνι πριν ξεκινήσει η δοκιμή. Το πείραμα διήρκεσε περίπου 90 λεπτά ανά συμμετέχοντα, που περιελάμβανε τον χρόνο που απαιτείται για τη σύνδεση των ηλεκτροδίων. Κάθε συμμετέχων υποβλήθηκε στις συνθήκες εικονικής διέγερσης και θήτα την ίδια ημέρα, με περίπου 30 λεπτά μεταξύ των δύο περιόδων διέγερσης.

2.3. παραμέτρους tACS

Το tACS εφαρμόστηκε χρησιμοποιώντας μια συσκευή neuroConn DC-STIMULATOR TES, χρησιμοποιώντας μια διάταξη ομόκεντρου ηλεκτροδίου για εστιακή διέγερση, η οποία περιελάμβανε ένα εσωτερικό κυκλικό ηλεκτρόδιο (διάμετρος 3 cm) τοποθετημένο μέσα σε ένα εξωτερικό ηλεκτρόδιο (διάμετρος 11 cm, Εικ. 3Α). Αυτή η ρύθμιση έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για εστιακή διέγερση κατά τη διάρκεια γνωστικών εργασιών (Bortoletto, Rodella, Salva-dor, Miranda, & Miniussi,2016; Gbadeyan, Steinhauser, McMahon, &Meinzer,2016; Schuhmann et al,2019) . Το κέντρο της ομόκεντρης διάταξης τοποθετήθηκε πάνω από τη θέση P3 του τριχωτού της κεφαλής, όπως προσδιορίζεται από το σύστημα τοποθέτησης ηλεκτροδίων 10–20 EEG, καθώς αυτή η τοποθεσία έχει αποδειχθεί ότι έχει εκτεταμένες συνδέσεις με το δίκτυο του ιππόκαμπου (Freedberg et al., 2019; Hermiller et al. ., 2019· Wang et al., 2014). Χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό SimNIBS για να προσομοιώσουμε την εξάπλωση του ηλεκτρικού πεδίου για την ομόκεντρη εγκατάσταση όταν χορηγείται μέσω P3. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης έδειξαν ένα ηλεκτρικό πεδίο με ένα εστιακό σημείο μέγιστης έντασης πεδίου (0,296 V/m στο 99,9ο εκατοστημόριο) κάτω από το κεντρικό ηλεκτρόδιο, το οποίο μειώθηκε προς το ηλεκτρόδιο του εξωτερικού δακτυλίου (Εικ. 3Β). Για οπτική σύγκριση, το Σχήμα 3Γ δείχνει τον Τ-χάρτη της συνδεσιμότητας ιππόκαμπου-φλοιού από μια μελέτη λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας σε κατάσταση ηρεμίας (rs-fMRI) με σαράντα τρεις συμμετέχοντες (Tambini et al., 2018; λήφθηκε από ), στο η οποία μια αριστερή βρεγματική περιοχή υψηλής συνδεσιμότητας του ιππόκαμπου επικαλύπτεται με τη θέση διέγερσής μας.

Για κάθε συμμετέχοντα, χρησιμοποιήσαμε ένα καπάκι EEG (www.easycap.de; χωρίς ηλεκτρόδια προσαρτημένα) για να επισημάνουμε τη θέση του P3, από τις κεντρικές και πλευρικές αποστάσεις μεταξύ των ανατομικών δεικτών που ορίζονται από το σύστημα τοποθέτησης ηλεκτροδίων 10-20 EEG σε κάθε το κεφάλι του συμμετέχοντος. Κεντράραμε το καπάκι στο κεφάλι σύμφωνα με τις τυπικές διαδικασίες και το σημειώσαμε στο τριχωτό της κεφαλής χρησιμοποιώντας ένα καλλυντικό, φιλικό προς το δέρμα μολύβι. Κάθε συμμετέχων εξετάστηκε για εκδορές, φλεγμονή ή μικρές πληγές στο τριχωτό της κεφαλής πριν από την προσάρτηση με ηλεκτρόδιο. Οι συμμετέχοντες με οποιεσδήποτε δερματικές ανωμαλίες στην ή κοντά στη θέση διέγερσης αποκλείστηκαν από το πείραμα πριν από την τοποθέτηση του ηλεκτροδίου. Η αγώγιμη αυτοκόλλητη πάστα χρησιμοποιήθηκε για τη βελτιστοποίηση της αγωγιμότητας μεταξύ των ηλεκτροδίων και του τριχωτού της κεφαλής κάτω από 10 kΩ για κάθε συμμετέχοντα. Επαληθεύσαμε ότι η πάστα για καθένα από τα δύο ηλεκτρόδια δεν συνδέθηκε. Λόγω της κολλητικής πάστας, δεν χρειάστηκαν κεφαλόδεσμοι ή ιμάντες για να συγκρατούν τα ηλεκτρόδια στη θέση τους σε όλη τη διάρκεια του πειράματος.

Στην κατάσταση θήτα. η συχνότητα διέγερσης ορίστηκε στα 6 Hz για 5400 κύκλους (15 λεπτά × 60 s×6 Hz) σε ένταση 2 mA (από κορυφή σε κορυφή). Οι συμμετέχοντες εξοικειώθηκαν με την αίσθηση του tACS σε μια σύντομη συνεδρία διέγερσης για να καθοριστεί εάν η διέγερση ήταν ανεκτή. Ένας συμμετέχων έδειξε δυσφορία και η ένταση διέγερσης μειώθηκε για αυτόν τον συμμετέχοντα σε 1,8 mA. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, εφαρμόστηκε διέγερση για 15 λεπτά, ξεκινώντας 5 λεπτά πριν από την εργασία κωδικοποίησης. Στους συμμετέχοντες δόθηκε μια εργασία πλήρωσης (εργασία οπτικής διάκρισης) κατά τη διάρκεια των πρώτων 5 λεπτών διέγερσης για να απασχολήσουν τους συμμετέχοντες και να διασφαλίσουν ότι βρίσκονταν σε παρόμοια ψυχική κατάσταση πριν ξεκινήσουν την εργασία συνειρμικής κωδικοποίησης. Οι διάρκειες ανύψωσης και ράμπας κατεβάσματος ορίστηκαν στα 30 δευτερόλεπτα στην κατάσταση θήτα. Στην ψευδή κατάσταση, η διέγερση διήρκεσε για 300 κύκλους (50 δευτερόλεπτα) πριν κατέβει για να δημιουργήσει μια αρχικά δυσδιάκριτη κατάσταση για να κρύψει τις συνθήκες.

Λόγω της διαφοράς στις συνεχείς σωματοαισθητικές αισθήσεις μεταξύ των δύο καταστάσεων tACS. Οι συμμετέχοντες μπορούσαν θεωρητικά να διακρίνουν τη διέγερση θήτα από την ψευδή διέγερση. Για να επαληθευτεί αν αυτό συνέβαινε, ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να προσδιορίσουν προφορικά τις διαφορές στις συνθήκες διέγερσης posthoc στο τέλος του πειράματος. Κανένας από τους συμμετέχοντες δεν μας ενημέρωσε ότι ήταν σε θέση να διακρίνει με σιγουριά τη διέγερση θήτα από την εικονική.

3. Ανάλυση δεδομένων

Statistical analysis was performed in JASP(JASPTeam,2018). Of the twenty participants, data of one participant was excluded for having incomplete data files as a result of an error in the experiment program code. Data of another participant were excluded after reporting suffering from fatigue before and during the experiment Of the remaining data-sets, trials with a clear delayed response (>2×SD) εξαιρέθηκαν από την ανάλυση, η οποία αποτελούσε απώλεια 4,03 τοις εκατό κατά μέσο όρο όλων των δοκιμών.

Αναλύσαμε την απόδοση της μνήμης υπολογίζοντας την ευαισθησία της μνήμης (d, Stanislaw & Todorov,1999; Macmillan & Creelman,2005) χρησιμοποιώντας ρυθμούς επιτυχίας και ρυθμούς ψευδών συναγερμών. Για τη δοκιμή συσχετιστικής μνήμης, το ποσοστό επιτυχίας υπολογίστηκε ως η αναλογία των ζευγών προσώπων-σκηνών που εμφανίζονται κατά την εργασία κωδικοποίησης, τα οποία προσδιορίστηκαν σωστά ως "εμφανίζονται ως ζεύγος". Το ποσοστό ψευδών συναγερμών αναγνωρίστηκε ως η αναλογία των ζευγών προσώπου-σκηνών που εσφαλμένα κρίθηκαν ότι είχαν θεωρηθεί ως ζευγάρι κατά την εργασία κωδικοποίησης. Για το τεστ αντιληπτικής μνήμης, το ποσοστό επιτυχίας υπολογίστηκε ως η αναλογία των μεμονωμένων στοιχείων που είχαν εμφανιστεί προηγουμένως που είχαν κριθεί σωστά όπως φάνηκαν προηγουμένως και τα ποσοστά ψευδούς συναγερμού ως η αναλογία νέων στοιχείων που κρίθηκαν λανθασμένα όπως φάνηκαν προηγουμένως. Διεξήχθησαν στατιστικές συγκρίσεις μεταξύ των συνθηκών tACS χρησιμοποιώντας τεστ t ζευγαρωμένου δείγματος και χρησιμοποιήθηκαν ANOVA επαναλαμβανόμενων μετρήσεων για να ελεγχθεί εάν οι επιδράσεις εντός του υποκειμένου συσχετίζονται με τις συμμεταβλητές Ηλικία, Φύλο και Σειρά συνθήκης tACS. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήσαμε ζευγοποιημένα δείγματα t-test και επαναλαμβανόμενες αναλύσεις ANOVA μέτρησης στους χρόνους απόκρισης κωδικοποίησης (χρόνος από την έναρξη του ζεύγους ερεθίσματος έως το πάτημα του κουμπιού) για να προσδιορίσουμε εάν η αυτορυθμιζόμενη φύση της κωδικοποίησης δημιούργησε σημαντική διαφορά στην απόδοση μεταξύ συνθηκών και συμμετεχόντων. Τα αποτελέσματα κρίθηκαν σημαντικά σε τιμή p 0,05.

Καθώς οι υποθέσεις μας περιελάμβαναν μηδενικά αποτελέσματα (de Graaf & Sack, 2011), υπολογίσαμε τον παράγοντα Bayes για να ποσοτικοποιήσουμε την ισχύ των αποδεικτικών στοιχείων υπέρ της μη επίδρασης λόγω tACS, δηλαδή, BF1o<1(wagenmakers,2007). bayes="" factor="" calculation="" was="" performed="" using="">

4. Αποτελέσματα

4.1. Χρόνος απόκρισης κατά την κωδικοποίηση

Κατά τη διάρκεια της αποστολής κωδικοποίησης, οι συμμετέχοντες απάντησαν 2753,1 ms κατά μέσο όρο (SE= 213,8 ms) μετά την ενεργοποίηση των ζευγών εικόνων κατά τη διάρκεια του theta-tACS. Κατά τη διάρκεια του sham-tACS, ο χρόνος απόκρισης κωδικοποίησης ήταν 2971,5 (227,4) ms. Οι χρόνοι απόκρισης κωδικοποίησης δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ των δύο συνθηκών tACS(t(17)=-1.54,p= 0.14).Δοκιμάσαμε επίσης εάν η διακύμανση του χρόνου απόκρισης μεταξύ των δοκιμών κωδικοποίησης κάθε συμμετέχοντα διέφερε μεταξύ συνθήκες tACS (μέσος όρος [SE] theta-tACS=978.8 [68.5],sham-tAGS=1060.4[96.2]), και δεν βρέθηκε σημαντική διαφορά (t(17){{26} }.33,p=0.20).

4.2 Επιδράσεις tACS που βασίζονται σε θήτα στις αποκρίσεις συσχετιστικής μνήμης

Η απόδοση της συσχετιστικής μνήμης κατά τη διάρκεια του theta-tACS (μέσος όρος [SE]=1.32 [0.13]) ήταν σημαντικά χαμηλότερη από τη συσχέτιση κατά τη διάρκεια εικονικών tACs (1,61 [0 .16]; t(17)=-2.517, p= 0.022, Cohen's d=-0.59; βλ. 互g. 4A）.A ANOVA επαναλαμβανόμενων μετρήσεων με tACS ( Το Theta, Sham) ως παράγοντας εντός του υποκειμένου έδειξε ότι αυτή η επίδραση δεν αλληλεπιδρά με παράγοντες μεταξύ των υποκειμένων Ηλικία (p=0.23) ή φύλο (p=0}.36). Επίσης δοκιμάστηκε για μεταφορά πάνω από τις επιδράσεις της διέγερσης θήτα στην κωδικοποίηση κατά τη διάρκεια της επακόλουθης συνεδρίας ψευδούς διέγερσης χρησιμοποιώντας τη σειρά tACS (θήτα ακολουθούμενη από ψευδή έναντι της ψευδούς διέγερσης ακολουθούμενη από θήτα) ως παράγοντες μεταξύ των υποκειμένων, οι οποίοι δεν αλληλεπιδρούν σημαντικά με το αποτέλεσμα tACS εντός υποκειμένου μια συνειρμική μνήμη (σ= 0.64).

Για να διερευνήσουμε περαιτέρω την επίδραση του tACS στο d', πραγματοποιήσαμε εκ των υστέρων συγκρίσεις για το ποσοστό επιτυχιών και το ποσοστό ψευδών συναγερμών μεταξύ των δύο συνθηκών tACS. Το ποσοστό επιτυχίας ήταν σημαντικά υψηλότερο στην ψευδή κατάσταση (67,0 τοις εκατό [0.05]) σε σύγκριση με τη συνθήκη θήτα (53,7 τοις εκατό [0).{ {23}}5])για συσχετιστική μνήμη (t(17)=-3.286,p=0.004, Cohen's d =-0.78). Τα ποσοστά ψευδών συναγερμών για την απόδοση της συσχετιστικής μνήμης δεν αποκάλυψαν σημαντική διαφορά μεταξύ της ψευδούς συνθήκης (16,2 τοις εκατό [0,02]) ή της συνθήκης θήτα (12,1 τοις εκατό [0,02]:t(17)=-1.428, p{28} }.171). Αυτά τα ευρήματα επιβεβαίωσαν ότι το theta-tACS μείωσε την απόδοση της συσχετιστικής μνήμης.

4.3. Επίδραση tACS με βάση το θήτα στην αντιληπτική αναγνώριση αντικειμένων

Στη συνέχεια, αναλύσαμε τις βαθμολογίες για το τεστ αντιληπτικής αναγνώρισης, το οποίο πραγματοποιήθηκε στο ίδιο οπτικό υλικό με το τεστ συνειρμικής μνήμης. Δεν βρήκαμε σημαντική διαφορά στην αντιληπτική αναγνώριση στοιχείων μεταξύ των συνθηκών θήτα (1,56 [0,16]) και ψευδών συνθηκών(1,48 [0.10];t(17)=0.462 ,p=0.65;δείτε Εικ. 4Β). Καθώς υποτίθεται ότι δεν υπάρχει επίδραση του ACS στην αντιληπτική αναγνώριση, υπολογίσαμε τον παράγοντα Bayes (BF) για αυτήν τη σύγκριση. Βρήκαμε ότι το BF1o= 0.44, παρέχοντας ανέκδοτες αποδείξεις υπέρ της μη επίδρασης.

4.4. Σύγκριση επιδόσεων συνειρμικής και αντιληπτικής μνήμης

Για να αναλύσουμε εάν το tACS επηρέασε διαφορετικά τη συνειρμική και αντιληπτική μνήμη αναγνώρισης, πραγματοποιήσαμε τέσσερις περαιτέρω αναλύσεις. Πρώτον, συσχετίσαμε την απόδοση της συσχετιστικής μνήμης και της αντιληπτικής αναγνώρισης για την ψευδή συνθήκη για να προσδιορίσουμε εάν η βασική απόδοση στις δύο εργασίες σχετίζεται. Αυτή η συσχέτιση δεν ήταν σημαντική (r=0.28,p=0.26) . Ο υπολογισμός του παράγοντα Bayes έδειξε ότι τα στοιχεία ήταν υπέρ της μη συσχέτισης της απόδοσης των δύο εργασιών (BFy =0.52), Αυτό το αποτέλεσμα ταιριάζει στην υπόθεσή μας ότι οι εργασίες συνειρμικής και αντιληπτικής μνήμης βασίζονται σε διαφορετικούς υποκείμενους νευρικούς μηχανισμούς. Δεύτερον, συγκρίναμε το d' της ψευδούς συνθήκης των δύο εργασιών μνήμης, χρησιμοποιώντας ένα τεστ t ζευγαρωμένων δειγμάτων. και διαπίστωσε ότι δεν διέφεραν σημαντικά (t(17)= 0.78,p=0.78 BFyo=0.25).κάτι που δείχνει ότι οι εργασίες ήταν εξίσου δύσκολες. Τρίτον, συσχετίσαμε τη διαφορά απόδοσης που οφείλεται στο tACS(δηλαδή, d(Theta-d(Sham)μεταξύ συνειρμικής και αντιληπτικής μνήμης αναγνώρισης και δεν βρήκαμε σημαντική συσχέτιση (r= 0.12,p= 0.63 ;BF10=0.33).Τέταρτον, δοκιμάσαμε εάν η προκαλούμενη από το tACS βλάβη της απόδοσης της συσχετιστικής μνήμης ήταν μεγαλύτερη από την (μηδενική) επίδραση του tAGS στην απόδοση της μνήμης αναγνώρισης. Για να μοντελοποιήσουμε αυτήν την αλληλεπίδραση μεταξύ tACS και εργασίας, υπολογίσαμε ένα μοντέλο επαναλαμβανόμενων μετρήσεων με tACS και Task ως παράγοντες εντός του θέματος (και Ηλικία, Φύλο και Τάξη ως παράγοντες μεταξύ των υποκειμένων) και βρήκε σημαντική επίδραση αλληλεπίδρασης tACS× Task (F(1,13)=7.68,p=0.015,= 0.37).Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το tACS επηρέασε τη συσχετιστική μνήμη διαφορετικά από την απόδοση της μνήμης αναγνώρισης.

4.5. Σύγκριση των χρόνων απόκρισης κωδικοποίησης ως εξήγηση των επιπτώσεων του tACS

Θα μπορούσε να είναι πιθανό οι μεμονωμένες διαφορές στους χρόνους απόκρισης κωδικοποίησης να επηρέασαν την επίδραση του tACS στη μνήμη, παρά την έλλειψη σημαντικής επίδρασης tACS στους χρόνους απόκρισης κωδικοποίησης. Για παράδειγμα, οι συμμετέχοντες με ταχύτερους χρόνους κωδικοποίησης θα μπορούσαν να έχουν επεξεργαστεί τα ερεθίσματα λιγότερο καλά, γεγονός που θα μπορούσε να τους έκανε πιο ευάλωτους στην επίδραση του tACS. Για να διερευνήσουμε αυτό το ζήτημα, υπολογίσαμε εκ νέου τα ANOVA επαναλαμβανόμενων μετρήσεων για τη συσχετιστική και τη μνήμη αναγνώρισης και τη συσχετιστική αλληλεπίδραση αναγνώρισης x. αλλά τώρα χρησιμοποιώντας τους χρόνους απόκρισης κωδικοποίησης που υπολογίζονται κατά μέσο όρο μεταξύ των δύο συνθηκών tACS ως συμμεταβλητή, δεν βρήκαμε σημαντική επίδραση της απόκρισης κωδικοποίησης χρόνος για συσχετιστική μνήμη (ρ=0.31), μνήμη αναγνώρισης (ρ=0.25) ή αλληλεπίδραση συσχετιστική × αναγνώριση (ρ=0.97). Για να τεκμηριώσουμε αυτές τις μηδενικές επιδράσεις, υπολογίσαμε τον παράγοντα Bayes για την αλληλεπίδραση των χρόνων απόκρισης κωδικοποίησης με την επίδραση του επαναλαμβανόμενου μέτρου του tACS στη συσχετιστική μνήμη, τη μνήμη αναγνώρισης και την αλληλεπίδραση συσχετιστική × αναγνώριση και βρήκαμε ότι ήταν στο ή κάτω/σε όλα περιπτώσεις (για κάθε αντίστοιχο μοντέλο, το BF1{{1{{0}} ήταν 0.35,0,37 και 0,13). Αυτά τα ευρήματα διαψεύδουν έτσι την πρόταση ότι οι χρόνοι κωδικοποίησης επηρέασαν την επίδραση του tACS στην απόδοση της μνήμης.

5. Συζήτηση

Τα αποτελέσματά μας καταδεικνύουν ότι το theta tACS πάνω από τον βρεγματικό φλοιό κατά τη διάρκεια της κωδικοποίησης μνήμης βλάπτει την απόδοση της συσχετιστικής μνήμης αλλά όχι την αντιληπτική μνήμη αναγνώρισης του ίδιου υλικού εργασίας. Αυτά τα ευρήματα συνάδουν με επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις ότι η θήτα ταλαντωτική δραστηριότητα συμβάλλει ειδικά στη συνειρμική κωδικοποίηση μνήμης (a]sein et al., 1998; Buzsaki, 2002; Lega et al, 2012; Burke et al, 2013; Herweg et al, 2020; Sauseng et al, 2010). Το εύρημα ότι η απόδοση της συσχετιστικής μνήμης δεν συσχετίστηκε με την απόδοση της αντιληπτικής μνήμης επιβεβαιώνει περαιτέρω την ιδέα ότι οι νευρικοί συσχετισμοί των δύο διεργασιών μνήμης είναι διασπάσιμα. Αυτό έχει περαιτέρω σημασία δεδομένου ότι η θέση της βρεγματικής διέγερσης (P3) έχει βρεθεί ότι παίζει ρόλο τόσο στη συνειρμική μνήμη όσο και στην αντιληπτική επεξεργασία (Cabeza et al, 201l; Culham & Kanwisher, 2001; Gotlieb, 2007). Δηλαδή, οι νευρικές συσχετίσεις των δύο εργασιών δείχνουν χωρική επικάλυψη στον βρεγματικό φλοιό. Ωστόσο, η διασπώμενη επίδραση του θήτα tACS στις δύο εργασίες μνήμης υποδηλώνει ότι η δραστηριότητα θήτα ταλάντωσης μπορεί να διαχωρίσει λειτουργικά τις δύο διαδικασίες μνήμης στον βρεγματικό φλοιό. Επιπλέον, αυτή η διάσταση δεν μπορεί να εξηγηθεί από μια διαφορά στη δυσκολία της εργασίας, καθώς η απόδοση κατά τις ψευδείς συνθήκες και των δύο εργασιών ήταν παρόμοια.

Το εύρημα μας για εξασθένηση της συσχετιστικής μνήμης μετά το theta tACS έρχεται σε αντίθεση με αρκετά προηγούμενα ευρήματα της ενισχυμένης απόδοσης μνήμης που προκαλείται από το theta tACS. Ωστόσο, η σύγκριση μεταξύ των μελετών παρεμποδίζεται από την ετερογένεια στο σχεδιασμό της εργασίας και τη θέση της διέγερσης του εγκεφάλου. Για παράδειγμα, η βελτίωση της μνήμης που προκαλείται από το tACS έχει αναφερθεί σε μελέτες εργασιακής μνήμης (Abellaned-Prezet al,2020 Alekseichuk et al.2016; Khader et al.2010), αλλά αυτές οι εργασίες αναμφισβήτητα δεν βασίζονταν στη συνειρμική επεξεργασία. Επιπλέον, η περιοχή διέγερσης μπορεί να έχει ιδιαίτερη σημασία λόγω των διαφορικών επιδράσεων της ισχύος θήτα σε διαφορετικές νευροανατομικές θέσεις (Long. Burle, & Kahana 2014). Για παράδειγμα, η βελτιωμένη απόδοση στην εργασία συσχέτισης προσώπου-σκηνής μετά τη χορήγηση του tACS στην ατρακτοειδή περιοχή (Lang et al, 2019) θα μπορούσε να προκύψει από τη διαμόρφωση της κωδικοποίησης των χαρακτηριστικών του προσώπου, παρά από την αυξημένη κωδικοποίηση συσχετιστικής μνήμης. Ενώ η ταλαντωτική θήτα έχει παρατηρηθεί σε αυτές τις περιοχές σε ανθρώπους και ζώα (Lee et al, 2005; Raghavachari et al, 2006; Sauseng et al, 2010), μπορεί να παίζουν διαφορετικό ρόλο στις διαδικασίες μνήμης. Σε μια πιο πρόσφατη μελέτη, οι Klinlk et al. (2020) δεν βρήκαν καμία αλλαγή στην απόδοση της συνειρμικής μνήμης σε νεαρούς συμμετέχοντες μετά από tACS στον κοιλιακό προμετωπιαίο φλοιό, γεγονός που αποτελεί περαιτέρω παράδειγμα της ασυνέπειας στα αποτελέσματα.

Αντίθετα, προτείνουμε ότι τα ευρήματά μας είναι σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες που δείχνουν ότι η διέγερση του βρεγματικού φλοιού ρυθμίζει τη νευρική δραστηριότητα σε ένα δίκτυο ιππόκαμπου-φλοιού που υποστηρίζει τη συνειρμική επεξεργασία της μνήμης (Freedberg et al., 2019; Hermiller et al, 2019; Tambini et al 2018· Wanget al, 2014). Πιο συγκεκριμένα, τα ευρήματά μας συνάδουν με τη διαμόρφωση της συνειρμικής μνήμης, αλλά όχι της μνήμης αναγνώρισης, μετά τη χορήγηση του TMS στον βρεγματικό φλοιό (Tambini et al., 2018). Επεκτείνουμε αυτές τις αναφορές δείχνοντας ότι το theta tACS μπορεί επίσης να διαμορφωθεί ως κοινωνική επεξεργασία εντός του ίδιου δικτύου ιππόκαμπου-φλοιού. .

Ένα σημαντικό στοιχείο είναι ότι διεγείραμε σε μια σταθερή συχνότητα για όλους τους συμμετέχοντες, παρά σε μεμονωμένη συχνότητα θήτα. Η διέγερση στη μεμονωμένη μέγιστη συχνότητα θα οδηγούσε σε βελτιωμένη νευρική παρασυρμό, η οποία θα μπορούσε να βελτιώσει την απόδοση της μνήμης (Hanslmayr, Axmacher, & Inman, 2019; Thut et al, 2011). Αυτή η ιδέα υποστηρίζεται από μια χούφτα προηγούμενων μελετών tACS που διεγείρουν τη μεμονωμένη συχνότητα θήτα, προσδιορίστηκαν με χρήση σύζευξης πλάτους φάσης θήτα γάμμα κατά την εκτέλεση εργασιών και βρήκαν βελτιωμένη απόδοση μνήμης εργασίας μετά τη διέγερση (Reinhart & Nguyen, 2019; Vosskuhl, Huster, & Hermann., 2015). Ωστόσο, άλλες μελέτες tACS που δείχνουν βελτίωση της μνήμης εργασίας χρησιμοποίησαν μια σταθερή συχνότητα διέγερσης (Jausovec& Jausovec, 2014; Lang et al., 2019), υποδηλώνοντας ότι η διέγερση σε μεμονωμένη συχνότητα θήτα δεν είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση της απόδοσης της μνήμης. Γενικότερα, αρκετές μελέτες έδειξαν ότι η διέγερση στην μεμονωμένη άλφα συχνότητα δεν ενίσχυε σταθερά τη νευρική παρασύριση (Vossen et al, 2015; Stecher & Herrmann, 2018), υποδηλώνοντας ότι η σχέση μεταξύ της διέγερσης του εγκεφάλου, του νευρικού παρασυρμού και της γνωστικής απόδοσης μπορεί να μην είναι ειλικρινής. Τέλος, υπάρχουν ενδείξεις ότι η συσχετιστική κωδικοποίηση στους ανθρώπους υποστηρίζεται από δύο ζώνες συχνοτήτων στα άκρα της περιοχής θήτα (3-8 Hz), αντί να μεταβάλλεται γύρω από το κέντρο της περιοχής θήτα (Lega et al, 2012 (Wolinski et al., 2018)). Σε αυτή την περίπτωση, η ηλεκτρική ταλαντωτική διέγερση στο κέντρο της περιοχής θήτα θα οδηγούσε σε αποσυγχρονισμό θήτα ή μετατοπίσεις στη φάση των ενδογενών συχνοτήτων, που θα μπορούσαν να διαταράξουν την επεξεργασία της μνήμης (Alekseichuk et al.201Z Polania, Nitsche. Korman Batsikadze, & Paulus, 2012). Υποστηρίζουμε ότι τα ευρήματά μας φαίνονται καλύτερα σύμφωνα με έναν απολογισμό του αποσυγχρονισμού φάσης που προκαλείται από το tACS που βλάπτει τη συνειρμική μνήμη αλλά δεν επηρεάζει την απόδοση της αντιληπτικής αναγνώρισης

Ο σχεδιασμός της μελέτης μας θέτει ορισμένους περιορισμούς στα συμπεράσματά μας. Δεν συμπεριλάβαμε λειτουργική απεικόνιση εγκεφάλου ταυτόχρονα με τη χορήγηση tACS, γεγονός που μας εμποδίζει να επαληθεύσουμε την επίδραση του βρεγματικού tACS στο δίκτυο ιππόκαμπου-φλοιού. Επίσης, δεν μετρήσαμε το ΗΕΓ ταυτόχρονα με τη χορήγηση του tACS, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούσαμε να ελέγξουμε εμπειρικά τη θέση μας για τον αποσυγχρονισμό θήτα στη συσχετιστική μνήμη. Τέλος, δεν χρησιμοποιήσαμε συχνότητα ελέγχου ή τοποθεσία για να επαληθεύσουμε την ειδικότητα της διέγερσης θήτα του βρεγματικού φλοιού. Σχεδιάζουμε να αντιμετωπίσουμε αυτά τα ανοιχτά ζητήματα σε μελλοντικές μελέτες.

Συμπερασματικά, η μελέτη μας δείχνει ότι το theta tACS επηρέασε την κωδικοποίηση της συνειρμικής μνήμης, ενώ παράλληλα περιείχε την αντιληπτική αναγνώριση. σύμφωνα με την υπόθεση ότι οι ταλαντώσεις θήτα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στο σχηματισμό συνειρμικής μνήμης στις αλληλεπιδράσεις βρεγματικού-ιππόκαμπου. Αυτά τα αποτελέσματα ευθυγραμμίζονται με τα τρέχοντα νευροβιολογικά μοντέλα συνειρμικής μνήμης και ενθαρρύνουν περαιτέρω μελέτη χρησιμοποιώντας μη επεμβατική ηλεκτρική διέγερση του εγκεφάλου για τη ρύθμιση της ταλαντωτικής δραστηριότητας των δικτύων εγκεφάλου συνειρμικής μνήμης για την τρέχουσα έρευνα μνήμης.