Οπτικο-χωρική προσοχή και ανταγωνισμός σημασιολογικής μνήμης στον βρεγματικό φλοιό

Οι μελέτες νευροαπεικόνισης συσχετίζουν συγκεκριμένους λειτουργικούς ρόλους σε διακριτές περιοχές του εγκεφάλου διερευνώντας ξεχωριστές γνωστικές διαδικασίες χρησιμοποιώντας ειδικές εργασίες. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τόσο συσχετιστική (δηλαδή fMRI) όσο και αιτιολογική (δηλαδή, TMS) προσεγγίσεις έχει αποδειχθεί η εμπλοκή της ενδοβρεγματικής αύλακας (IPS), ως μέρος του δικτύου ραχιαία προσοχής, σε εργασίες χωρικής προσοχής καθώς και σημασία της γωνιακής έλικας (AG), ως μέρος του δικτύου προεπιλεγμένης λειτουργίας, κατά την επιλογή των σχετικών πληροφοριών στη σημασιολογική μνήμη.

Η τεχνολογία νευροαπεικόνισης έχει γίνει σταδιακά ένα από τα σημαντικά εργαλεία για τη μελέτη της μνήμης. Αυτή η τεχνική μας επιτρέπει να παρατηρούμε άμεσα αλλαγές στη δομή και τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, οδηγώντας σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο δημιουργούνται και αποθηκεύονται οι αναμνήσεις.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές νευροαπεικόνισης, μπορούμε να δούμε περιοχές του εγκεφάλου που γίνονται ενεργές όταν μαθαίνουμε νέο περιεχόμενο και αυτές οι περιοχές σταδιακά αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Ταυτόχρονα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την τεχνική για να παρατηρήσουμε πώς ανακτώνται οι μνήμες που είναι αποθηκευμένες στον εγκέφαλό μας.

Επιπλέον, η τεχνολογία νευροαπεικόνισης μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ της μνήμης και των σχετικών ασθενειών. Για παράδειγμα, οι ερευνητές μπορούν να παρατηρήσουν πώς η δομή του εγκεφάλου και τα πρότυπα δραστηριότητας των ατόμων με νόσο Αλτσχάιμερ διαφέρουν από εκείνα των κανονικών ανθρώπων, επιτρέποντάς τους να κατανοήσουν καλύτερα πώς η ασθένεια επηρεάζει τη μνήμη.

Το πιο σημαντικό, οι τεχνικές νευροαπεικόνισης μπορούν επίσης να υποστηρίξουν την έρευνα για νέες μεθόδους ενίσχυσης της μνήμης. Παρατηρώντας πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας, μπορούμε να μάθουμε ποιες μέθοδοι έχουν θετικό αντίκτυπο στη βελτίωση της μνήμης και να εξερευνήσουμε καλύτερες μεθόδους εκπαίδευσης της μνήμης.

Εν ολίγοις, η τεχνολογία νευροαπεικόνισης παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για να μελετήσουμε τη μνήμη και τις σχετικές ασθένειες και να εξερευνήσουμε νέες μεθόδους ενίσχυσης της μνήμης. Η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας μάς επιτρέπει να κατανοούμε και να διαχειριζόμαστε καλύτερα τον εγκέφαλό μας, βελτιώνοντας έτσι τη μνήμη και τις δεξιότητες σκέψης μας. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη. Το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή το Cistanche είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό με πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του κιμά προέρχεται από τα διάφορα ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με διάφορους τρόπους.

Κάντε κλικ στο Γνωρίστε τη βραχυπρόθεσμη μνήμη πώς να βελτιώσετε

Ωστόσο, στην καθημερινή μας ζωή η προσοχή και η σημασιολογική μνήμη σπάνια χρειάζονται μεμονωμένα. Στην παρούσα μελέτη TMS, διερευνούμε πώς ο εγκέφαλος συνδυάζει τις απαιτήσεις της προσοχής και της σημασιολογικής μνήμης σε μία μόνο εργασία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, σε σύγκριση με ένα ψευδο-TMS, η διέγερση του IPS, αλλά δεν επηρεάζει τη συμπεριφορική απόδοση, υποδηλώνοντας έτσι τον κυρίαρχο ρόλο του σε μια τέτοια συνδυαστική εργασία. Επιπλέον, η έλλειψη διαφοράς μεταξύ των επιδράσεων των διεγέρσεων IPS και AG φαίνεται να υποδηλώνει ότι οι δύο περιοχές μπορεί να συνενεργοποιηθούν ή ότι μια πηγή τρίτου μέρους μπορεί να μεσολαβήσει έμμεσα στην αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο δικτύων.

Τα τελευταία 15 χρόνια, ένας αυξανόμενος όγκος στοιχείων έχει δείξει ότι ο ανθρώπινος εγκεφαλικός φλοιός μπορεί λειτουργικά να διαχωριστεί σε ένα περιορισμένο σύνολο δικτύων ηρεμίας (RSNs), το καθένα που αποτελείται από πολλούς κόμβους (περιοχές) που βρίσκονται σε διαφορετικούς λοβούς, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από συνεκτικά χωροχρονικά μοτίβα αυθόρμητης δραστηριότητας. Δεδομένου ότι αυτά τα δίκτυα συνήθως μελετώνται σε καταστάσεις ηρεμίας, η συμβολή τους σε ψυχολογικές καταστάσεις και νοητικές διεργασίες έχει αποδειχθεί δύσκολο να κατανοηθεί και αυτή η δικτυακή οπτική έχει αποδειχθεί δύσκολο να συμβιβαστεί με την κλασική άποψη θέσεων του εγκεφαλικού φλοιού που έχει κυριαρχήσει στη γνωστική ψυχολογία.

Συγκεκριμένα, η διχοτόμηση μεταξύ των λεγόμενων δικτύων «ραχιαία προσοχή» (DAN) και «προεπιλεγμένης λειτουργίας» (DMN), που χαρακτηρίζονται από ανταγωνιστική σχέση μεταξύ τους τόσο σε κατάσταση ηρεμίας όσο και κατά την εκτέλεση εργασιών1, έχει συχνά περιγραφεί με ψυχολογικούς όρους. ως έλεγχος εξωτερικών/περιβαλλοντικών έναντι εσωτερικών/αυτοαναφορικών διαδικασιών. Για παράδειγμα, μελέτες νευροαπεικόνισης έδειξαν ότι, εντός του βρεγματικού φλοιού, η αμφοτερόπλευρη ενδοβρεγματική αύλακα (IPS), μέρος του DAN, εμπλέκεται σε εργασίες οπτικοχωρικής προσοχής2 Neuron)3,4. Αντίθετα, η αριστερή γωνιακή έλικα (AG, ένας από τους κύριους κόμβους του DM5,6, καθώς και του γλωσσικού δικτύου, είναι μια από τις φλοιώδεις περιοχές που εμπλέκονται κυρίως σε εσωτερικά προσανατολισμένες εργασίες8 συμπεριλαμβανομένης της σημασιολογικής9,10 και της επεισοδιακής11 μνήμης.

Τέτοια συσχετιστικά αποτελέσματα έχουν επιβεβαιωθεί αιτιολογικά από την ομάδα μας χρησιμοποιώντας μια αιτιολογική προσέγγιση συνδυάζοντας την ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης (TMS), δείχνοντας ότι τόσο η συμπεριφορά συμπεριφοράς όσο και αρκετοί τοπικοί και παγκόσμιοι δείκτες ΗΕΓ (π.χ. ο αποσυγχρονισμός που σχετίζεται με το βρεγματικό συμβάν των ρυθμών άλφα και της τοπογραφίας των μικροκαταστάσεων EEG) επηρεάστηκαν επιλεκτικά όταν το TMS χορηγήθηκε στις δύο βρεγματικές περιοχές12,13. Συγκεκριμένα, η διέγερση του IPS, αλλά όχι του AG, παρεμβαίνει κατά την εκτέλεση μιας εργασίας οπτικοχωρικής προσοχής, ενώ η διέγερση του AG, αλλά όχι του IPS, παρεμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας εργασίας σημασιολογικής απόφασης.

Ωστόσο, οι απαιτήσεις οπτικής προσοχής και σημασιολογικής μνήμης εμφανίζονται συχνά ταυτόχρονα στην καθημερινή ζωή. Αν και υπάρχει μεγάλος όγκος ερευνών που δείχνει το ρόλο των IPS και AG στην οπτική προσοχή και τη σημασιολογική μνήμη, αντίστοιχα, καμία μελέτη, από όσο γνωρίζουμε, δεν έχει εξετάσει πώς ο εγκέφαλος (και ο βρεγματικός φλοιός, ειδικότερα) συνδυάζει αυτά τα δύο σχετικά γνωστικά αιτήματα. Παραμένει σε μεγάλο βαθμό άγνωστο εάν το IPS και το AG συμβάλλουν διαφορετικά σε μια συνδυασμένη εργασία προσοχής-μνήμης. Με αυτήν την άποψη, εδώ, χρησιμοποιώντας αλφαριθμητικά περιεχόμενα, χρησιμοποιήσαμε μια ενιαία εργασία (βλ. Εικ. 1) που υποδηλώνει την επεξεργασία πληροφοριών τόσο της προσοχής όσο και της μνήμης για να διερευνήσουμε ποιο τμήμα του βρεγματικού φλοιού έχει κυρίαρχο ρόλο σε μια τέτοια συνδυαστική εργασία .

Αποτελέσματα

Κύριες αναλύσεις

Οι αναλύσεις εξέτασαν τα αποτελέσματα συμπεριφοράς που παράγονται από μαγνητική διέγερση σε διαφορετικές βρεγματικές θέσεις (IPS και AG) κατά την εκτέλεση μιας συνδυασμένης εργασίας προσοχής-μνήμης.

Πρώτον, αναφέραμε μια σημαντική κύρια επίδραση της εγκυρότητας στόχου (RTs: έγκυρη, 850 ± 21 ms; μη έγκυρη, 901±23 ms; F(1,17)=52.6, P=0.0001 ) υποδεικνύοντας ότι τα υποκείμενα διέθεσαν αποτελεσματικά την προσοχή σε μια συγκεκριμένη θέση του οπτικού πεδίου. Το πιο σημαντικό, αναφέρουμε επίσης σημαντική επίδραση ECT της Συνθήκης F(2,34)=4.25, P=0.023) υποδεικνύοντας έναν πιο εξέχοντα ρόλο του IPS. Πράγματι, σχετικές δοκιμές Duncan post hoc (Σ< 0.05) showed that the speed of target discrimination during the IPS stimulation (897 ms±20) was significantly slowed down as compared to Sham (856 ms± 22; P = 0.009) but not as compared to AG stimulation (872 ms± 24; P = 0.09 (Fig. 2B). Moreover, stimulation of AG did not affect behavioral response as compared to Sham (P=0.27). Of note, there was a significant interaction between condition and target validity (P=0.737), suggesting that rTMS did not disrupt the observers' ability to direct spatial attention to the target location

Η ANOVA στις βαθμολογίες ακρίβειας δεν αποκάλυψε καμία σημαντική επίδραση (ρ=0.67) που υποδηλώνει επιλεκτική παρέμβαση στην ταχύτητα διάκρισης στόχου.

Επιπλέον, η ανάλυση για την αξιολόγηση μιας πιθανής πλευρικής τομής οπτικού πεδίου έδειξε ότι η επίδραση του rTMS σε διαφορετικές θέσεις του φλοιού ήταν η διαφοροποίηση των στόχων του αριστερού (ομόπλευρου) ή του δεξιού (αντίπλευρου) πεδίου (p{0}}.147). Ωστόσο, οι στόχοι που παρουσιάζονται στο δεξιό οπτικό πεδίο αναγνωρίστηκαν συνολικά πιο γρήγορα από τους στόχους που παρουσιάζονται στο αριστερό οπτικό πεδίο (αριστερό οπτικό πεδίο: 888±9 ms, δεξιό οπτικό πεδίο: 865±22 ms, F(1,17) =7.1, P=0.016), αντανακλώντας τη γνωστή υπεροχή του δεξιού οπτικού πεδίου αριστερού ημισφαιρίου) για αλφαβητικό υλικό.

Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι μόνο η διέγερση IPS παρεμβαίνει στην απόδοση της παρούσας συνδυασμένης εργασίας προσοχής-μνήμης.

Αναλύσεις ελέγχου

Για να ελέγξουμε τη σημασία της παρούσας διαδοχικής εξέλιξης των γνωστικών απαιτήσεων στην παρούσα συνδυασμένη εργασία και για να διακρίνουμε τις επιδράσεις του TMS σε μεμονωμένες εργασίες έναντι του συνδυασμού τους σε άμεσες συγκρίσεις, συγκρίναμε τα τρέχοντα αποτελέσματα με αυτά της προηγούμενης μελέτης12 στην οποία Οι εργασίες σημασιολογικής μνήμης και οπτικοχωρικής προσοχής δοκιμάστηκαν μεμονωμένα.Συγκεκριμένα, πραγματοποιήσαμε δύο ξεχωριστές μικτές ANOVA σε RT με σωστές αποκρίσεις, με μεταβλητή Ομάδας (Συνδυασμένη, Προσοχή ή Μνήμη) μεταξύ θεματικών τομέων και Κατάσταση TMS (AG, IPS, Sham) ως μεταβλητή εντός θέματος. Και για τις δύο αναλύσεις, αναφέραμε την κύρια επίδραση της Ομάδας (F(1,34) > 89.41, P < 0.001) καθώς στη συνδυασμένη εργασία τα υποκείμενα χρειάστηκαν περισσότερο χρόνο για να ανταποκριθούν σε σύγκριση και με την προσοχή (p {{9 }}.001) και μνήμη (p=0.001) μεμονωμένες εργασίες.

Επιπλέον, όταν συγκρίναμε την τρέχουσα συνδυασμένη εργασία με την προηγούμενη εργασία σημασιολογικής μνήμης, παρατηρήσαμε μια αλληλεπίδραση μεταξύ Ομάδας (Συνδυασμένη, Μνήμη) και Συνθήκης TMS (AG, IPS, Sham) F(2,68)=5.18, P=0.008), δείχνοντας ότι η συμπεριφορά συμπεριφοράς ήταν σημαντικά μειωμένη μετά από διέγερση του IPS σε σύγκριση με το AG (P=0.049) ή το Sham (P=0.002), ενώ το αντίθετο μοτίβο, δηλαδή υψηλότερες RTs μετά τη διέγερση του AG σε σύγκριση με το IPS (P=0.014) και το Sham (P=0.003), παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της εργασίας μνήμης. Σημειωτέον, αυτό το μοτίβο των αποτελεσμάτων είναι σύμφωνο με αυτό που βρήκαμε στην προηγούμενη μελέτη που συγκρίνει τις εργασίες προσοχής και μνήμης. Αντίθετα, όταν συγκρίναμε την τρέχουσα συνδυασμένη εργασία με την προηγούμενη εργασία προσοχής, δεν αναφέραμε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ Ομάδας (Συνδυασμένη, Προσοχή) και Κατάσταση TMS (AG, IPS, Sham) F(2,68) {{16 }}.86, P =0.43).

Συζήτηση Στη συνέχεια

Η παρούσα μελέτη εξέτασε τον αιτιολογικό ρόλο δύο βρεγματικών περιοχών (δηλαδή, IPS και AG) που ανήκουν σε δύο ξεχωριστά δίκτυα εγκεφάλου (δηλαδή, DAN και DMN) κατά την εκτέλεση μιας εργασίας που συνδυάζει τη ζήτηση προσοχής και σημασιολογικής μνήμης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μόνο η αναστολή του IPS επηρεάζει τη συμπεριφορική απόκριση, υποδηλώνοντας έτσι τον κυρίαρχο ρόλο του σε μια τέτοια συνδυαστική εργασία.

Η σύνδεση μεταξύ IPS, ως μέρος του DAN, και εργασιών οπτικοχωρικής προσοχής, καθώς και η σύνδεση μεταξύ AG, ως μέρος του DMN, και σημασιολογικής ζήτησης μνήμης, έχουν αποδειχθεί ευρέως χρησιμοποιώντας μια συσχετιστική προσέγγιση (π.χ. fMRI)3, 10. Επιπλέον, προηγούμενες μελέτες της ομάδας μας επιβεβαίωσαν αιτιωδώς τέτοιες συσχετίσεις κατά τη διάρκεια μεμονωμένων εργασιών12,13,16)Συγκεκριμένα, μόνο η μαγνητική διέγερση του IP επηρεάζει τις συμπεριφορικές αποκρίσεις κατά την εκτέλεση μιας εργασίας οπτικοχωρικής προσοχής, ενώ μόνο η διέγερση του AG παρεμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας εργασίας σημασιολογικής απόφασης12 ,13.

Περιβαλλοντικές και αυτοαναφορικές διαδικασίες, όπως αυτές που προκαλούνται από απαιτήσεις οπτικής προσοχής και σημασιολογικής μνήμης, αντίστοιχα, σπάνια χρειάζονται μεμονωμένες στην καθημερινή ζωή. Πώς αυτά τα δύο είδη γνωστικών απαιτήσεων ενσωματώνονται και συνδυάζονται ευέλικτα; Μπορούν το DAN και το DMN να αλληλεπιδρούν άμεσα μεταξύ τους για να συμβάλουν, για παράδειγμα, σε μια συνδυασμένη εργασία προσοχής-μνήμης; Η παρουσίαση προτείνει ότι, σε σύγκριση με μια μη ενεργή διέγερση (δηλαδή, Sham), η συμπεριφορική απόκριση σε μια συνδυασμένη εργασία προσοχής-μνήμης επηρεάστηκε μόνο κατά τη διέγερση του IPS. Αντίθετα, σε σύγκριση με την συνθήκη Sham, η αναστολή του AG δεν παράγει παρεμβολές, παρά τον γνωστό ρόλο του τόσο στη σημασιολογική μνήμη9 όσο και στις διαδικασίες της γλώσσας7, που λογίζονται στην παρούσα εργασία. Αυτό το μοτίβο αποτελεσμάτων μπορεί να εξηγηθεί από τη χρονική δυναμική των γνωστικών λειτουργιών που δεσμεύονται για την εκτέλεση της τρέχουσας εργασίας. Για να επιτευχθεί μια τέτοια συνδυαστική εργασία, τα υποκείμενα πρέπει πρώτα να κατανείμουν την οπτικοχωρική τους προσοχή και στη συνέχεια να επεξεργαστούν το σημασιολογικό περιεχόμενο του στόχου.

Ως εκ τούτου, είναι πιθανό ότι η μαγνητική διέγερση επηρεάζει άμεσα τη διαδικασία της προσοχής, ως εκ τούτου, δεν αποτελεί έκπληξη η παρατήρηση ενός επιζήμιου αποτελέσματος μετά την αναστολή του I που αντανακλά τη διαδοχική εξέλιξη των γνωστικών απαιτήσεων. Ένα τέτοιο συμπέρασμα επιβεβαιώνεται επίσης από μια άμεση σύγκριση μεταξύ των παρόντων αποτελεσμάτων και εκείνων της προηγούμενης μελέτης μας, στην οποία ζητήθηκε από τα υποκείμενα να εκτελέσουν τις δύο εργασίες (δηλαδή την προσοχή και τη μνήμη) χωριστά12. Ειδικότερα, όταν συγκρίναμε την τρέχουσα συνδυασμένη εργασία με την προηγούμενη εργασία μνήμης, αναφέραμε μια αλληλεπίδραση παρόμοια με αυτή που παρατηρήθηκε στην αναφερόμενη μελέτη μας μεταξύ εργασιών μνήμης και προσοχής. Αντίθετα, αυτή η αλληλεπίδραση δεν παρατηρήθηκε όταν η τρέχουσα συνδυασμένη εργασία συγκρίθηκε με την προηγούμενη εργασία προσοχής, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι η παρούσα διαδοχική εξέλιξη των γνωστικών απαιτήσεων προκαλεί ισχυρότερη βλάβη όταν η μαγνητική διέγερση παρέχεται σε κόμβους που ανήκουν στο δίκτυο προσοχής. Με αυτήν την άποψη, προτείνουμε ότι οι μελλοντικές μελέτες TMS θα επιβεβαιώσουν βαθιά τα συμπεράσματα χρησιμοποιώντας πειραματικά παραδείγματα διαφορετικού χρονισμού διέγερσης (δηλαδή πριν από την έναρξη του σήματος και στην περίοδο μεταξύ του υποδείγματος και του στόχου).

Ωστόσο, εδώ δεν αναφέρουμε σαφείς διαφορές μεταξύ IPS και AG, υποδηλώνοντας έτσι ότι κατά κάποιο τρόπο αυτές οι περιοχές μπορεί να έχουν ένα είδος συνενεργοποίησης στην παρούσα συνδυασμένη εργασία. Μια τέτοια συνενεργοποίηση μπορεί να χαρακτηρίζεται από διαδοχική εμπλοκή αυτής της βρεγματικής περιοχής σε διαφορετικά χρονικά σημεία κατά την εκτέλεση της εργασίας. Από την άλλη πλευρά, με βάση την έλλειψη διαφοράς μεταξύ της αναστολής των δύο περιοχών του φλοιού, μπορεί να υποτεθεί ότι η στρατολόγηση μιας περιοχής τρίτου μέρους μεσολαβεί έμμεσα στη δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ DAN και DMNa ως συνάρτηση των απαιτήσεων εργασιών. από μια προηγούμενη μελέτη EEG-TMS στην οποία διερευνήσαμε τις αλλαγές στις μετρήσεις των μικροκαταστάσεων EEG σε ηρεμία, οι οποίες σε παγκόσμιο επίπεδο αντιπροσωπεύουν την παροδική ενεργοποίηση του εγκεφάλου μετά το TMS στο IPS και στο AG16. Σε αυτή τη μελέτη, αναφέραμε ότι η εστιακή αναστολή και των δύο περιοχών είχε ως αποτέλεσμα την τροποποίηση των τοπογραφικών μοτίβων μιας μικροκατάστασης ΗΕΓ που προηγουμένως σχετιζόταν με το σιγουλο-οπτικό δίκτυο (CON), ένα ξεχωριστό εγκεφαλικό σύστημα που πιστεύεται ότι εμπλέκεται στον ευέλικτο γνωστικό έλεγχο17. , υποστηρίζοντας έτσι την υπόθεση ότι η αλληλεπίδραση DAN-DMN μεσολαβείται έμμεσα από ένα προμετωπιαίο δίκτυο (CON) υψηλότερης τάξης που εμπλέκεται στη συντήρηση του συνόλου εργασιών.

Ωστόσο, η εμπλοκή ενός δικτύου τρίτου μέρους στην ενσωμάτωση περιβαλλοντικών και αυτοαναφορικών διαδικασιών είναι απλώς μια ενδιαφέρουσα υπόθεση στο παρόν στάδιο, λόγω της έλλειψης οριστικών πειραμάτων στη βιβλιογραφία. Ως εκ τούτου, προτείνουμε ότι μελλοντικές μελέτες νευροαπεικόνισης θα καταδείξουν άμεσα τη συμμετοχή συγκεκριμένων δικτύων στο συνδυασμό των δύο γνωστικών διαδικασιών.

Τα παρόντα ευρήματα μπορεί να αποτελέσουν τη βάση επιτυχημένων εφαρμογών, ειδικά στον τομέα των προγραμμάτων (νευρο)ψυχολογικής (επαν)αποκατάστασης. Ασθενείς με εστιακή ή διάχυτη εγκεφαλική βλάβη, καθώς και ασθενείς με αναπτυξιακές διαταραχές, παρουσιάζουν συχνά διαταραχές συμπεριφοράς σε πολλαπλούς γνωστικούς τομείς, καθώς και δυσκολίες στις κάμψεις, δυσκολία στη γνωστική λειτουργία σε διάφορες καταστάσεις ζωής. Αυτό περιορίζει τον προσδιορισμό των βέλτιστων στόχων για συγκεκριμένες γνωστικές-συμπεριφορικές θεραπείες ή τελικά για συνδυασμένες προσεγγίσεις νευροδιέγερσης-γνωστικής. Μια προσέγγιση που βασίζεται σε δυναμικές αλληλεπιδράσεις δικτύου και όχι στον ρόλο των εστιακών περιοχών του εγκεφάλου μπορεί να αναπτύξει μια νέα στρατηγική θεραπείας. Συμπερασματικά, μελλοντικές μελέτες υπονοούν ότι η νευροφυσιολογική καταγραφή θα ρίξει πλήρως φως σε αυτό το θέμα.

Υλικά και μέθοδοι

Υποκείμενα και ερεθίσματα. δεξιόχειρας 18ed18 εθελοντές (μέση ηλικία±SE=29.8±5.2 ετών, 10 γυναίκες), χωρίς προηγούμενο ψυχιατρικό ή νευρολογικό ιστορικό, συμμετείχαν στο πείραμα. Λήφθηκε ενημερωμένη συγκατάθεση από όλους τους συμμετέχοντες σύμφωνα με τον Κώδικα Δεοντολογίας της Παγκόσμιας Ιατρικής Ένωσης και το Συμβούλιο Θεσμικής Αναθεώρησης και την Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημίου ChiThei. Η μέθοδος της παρούσας μελέτης διεξήχθη με δημοσιευμένες κατευθυντήριες γραμμές ασφάλειας (βλ. ενότητα μεθόδων) και το πειραματικό πρωτόκολλο εγκρίθηκε από το Συμβούλιο Αναθεώρησης Ιδρυμάτων και την Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημίου του Chieti. Μια ανάλυση ισχύος ευαισθησίας (GPosoftware v. 3.119) αποκάλυψε ότι το μέγεθος του δείγματός μας ήταν αρκετά μεγάλο για να ανιχνεύσει τα meffectsects και τις αλληλεπιδράσεις που μας ενδιαφέρουν με "μέγεθος smaeffect 0,18 σε επίπεδο άλφα p<0.05 with 0.80 power. Of note, this is consistent with commonly used interpretation referring effect sizes as "small" (d=0.2), "medium" (d=0.5), and "large" (d=0.8) based on benchmarks suggested by CohenThe. Te participants were seated on a comfortable reclining armchair and kept their hands on the keyboard. Stimuli were presented on an LCD screen placed at about 80 cm and were generated using E-Prime sofware v2.0 (Psychological Sofware Tools, Pittsburgh, PA), and included four-letter Italian nouns, matched for frequency (mean frequency: 13.4).

Τα υποκείμενα έλαβαν οδηγίες να διατηρούν τη στερέωση σε έναν κεντρικό μαύρο σταυρό (υπέκταση {{0}}.2 βαθμοί οπτικής γωνίας), που εμφανίζεται σε λευκό φόντο στο κέντρο της οθόνης (Εικ. 1). Κατά τη διάρκεια της πειραματικής εργασίας, κάθε 4±0,5 ερέθισμα sa cue (ένα μαύρο βέλος υποχωρεί περίπου 0.2 μοίρες οπτική γωνία και επικαλύπτεται με το οριζόντιο τμήμα του σταυρού στερέωσης) για 200 ms διάρκεια, με τυχαία ένδειξη είτε ενός αριστερού (50%) είτε ενός δεξιού (50%) οπτικού πεδίου εντοπισμούΜετά από 2 δευτερόλεπτα από την έναρξη της υπόδειξης, το ερέθισμα στόχος (λέξη) παρουσιάστηκε για 500 ms είτε στο cued (έγκυρο) είτε στο uncued (μη έγκυρο ) θέση κατά μήκος του οριζόντιου μεσημβρινού στις 0,7 μοίρες οπτικής γωνίας από τη σταθεροποίηση Στη συνέχεια. Η αναλογία έγκυρων/μη έγκυρων στόχων ήταν 80/2The1. Το καθήκον του υποκειμένου ήταν να διατηρήσει τη στερέωση σε όλη τη διάρκεια της δοκιμής, να δώσει κρυφά προσοχή στη θέση που υποδεικνύεται από το σύνθημα και να κρίνει ζωντανά/μη ζωντανά πατώντας ένα αντίστοιχο κουμπί του πληκτρολογίου με το αριστερό/δεξιό δάχτυλο του δακτύλου. Με αυτόν τον τρόπο, τα υποκείμενα εκτέλεσαν μια σημασιολογική κρίση κατά τη διάρκεια μιας οπτικο-χωρικής εργασίας.

Πριν από τις πειραματικές συνεδρίες, τα άτομα είχαν μια μακρά περίοδο εκπαίδευσης (50 δοκιμές) για να είναι σίγουροι για την εργασία. Στη συνέχεια, σε κάθε συνθήκη TMS, παρουσιάσαμε 50 δοκιμές (40 έγκυρες και 10 μη έγκυρες), έτσι ώστε μια λέξη στόχος παρουσιάστηκε μόνο μία φορά κατά τη διάρκεια της εκπαιδευτικής συνεδρίας (50 δοκιμές) και οι τρεις πειραματικές συνθήκες (3 συνθήκες×50 δοκιμές{{ 7}} δοκιμές).

Τα υποκείμενα έλαβαν οδηγίες να ανταποκριθούν όσο το δυνατόν γρηγορότερα και όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Οι χρόνοι αντίδρασης και η ακρίβεια απόκρισης καταγράφηκαν για ανάλυση συμπεριφοράς.

Διαδικασίες TMS και αναγνώριση των περιοχών στόχων του τριχωτού της κεφαλής.

Η διέγερση TMS παραδόθηκε μέσω ενός εστιακού πηνίου οκτώ, συνδεδεμένο με έναν τυπικό διεγέρτη Mag-Stim Rapid 2 (μέγιστη έξοδος 2,2 Tesla). Το μεμονωμένο κατώφλι διεγερσιμότητας ηρεμίας για τη διέγερση του δεξιού κινητικού φλοιού καθορίστηκε προκαταρκτικά μετά από την τυπική διαδικασία The2. Το ανασταλτικό τρένο rTMS (δηλαδή, 3 παλμοί) παραδόθηκε ταυτόχρονα στην έναρξη της υπόδειξης με τις ακόλουθες παραμέτρους: διάρκεια 150 ms, 20-συχνότητα Hz και ένταση ορίστηκε στο 100% του μεμονωμένου ορίου κινητήρα. Οι παράμετροι είναι συνεπείς με τις δημοσιευμένες κατευθυντήριες οδηγίες ασφάλειας για διέγερση TMS23. Αξίζει να σημειωθεί ότι προηγούμενες εργασίες από το εργαστήριό μας έχουν δείξει την ανασταλτική φύση του παρόντος πρωτοκόλλου διέγερσης12,13,16,24,25.

Κάθε συμμετέχων εκτέλεσε τρεις συνθήκες, μία για κάθε θέση διέγερσης, διαφορετικά μπλοκ, των οποίων η σειρά αντισταθμίστηκε μεταξύ των υποκειμένων. Στις δύο πειραματικές συνθήκες, διεγείραμε πάνω από το αριστερό AG και IPS, αντίστοιχα. Στην κατάσταση "Sham", ένα ψευδο-RTM χορηγήθηκε στην κορυφή του τριχωτού της κεφαλής. Η διέγερση ήταν αναποτελεσματική λόγω της αντίστροφης θέσης του πηνίου σχετικά με την επιφάνεια του τριχωτού της κεφαλής (δηλαδή, η μαγνητική ροή διασκορπίστηκε στον αέρα). Σημειωτέον, αυτή η Sham διέγερση παράγει παρόμοια απτική αίσθηση και ειδοποίηση (ηχοεναισθητική διέγερση, κ.λπ.) με το ενεργό rTThe. Η θέση του αριστερού AG και του IPS αναγνωρίστηκε αυτόματα στο τριχωτό της κεφαλής του ατόμου χρησιμοποιώντας το σύστημα πλοήγησης SofTaxic (EMS Italy, www.emsmedical.net), το οποίο χρησιμοποιεί ένα σύνολο ψηφιοποιημένων ορόσημων του κρανίου (nasion, inion και δύο προ-ωτικά σημεία). και περίπου 40 σημεία του τριχωτού της κεφαλής εισήχθησαν με ένα σύστημα ψηφιοποίησης Fastrak Polhemus (Polhemus) και έναν μέσο όρο στερεοταξικής μαγνητικής τομογραφίας εγκεφάλου άτλαντα στον χώρο Talairach. Οι μέσες συντεταγμένες Talairach στο σύστημα πλοήγησης SofTaxic μετασχηματίστηκαν μέσω ενός γραμμικού μετασχηματισμού στο τριχωτό της κεφαλής κάθε ατόμου. Μια τέτοια μέθοδος έχει σφάλμα περίπου 5 mm σε σχέση με μια μέθοδο στην οποία χρησιμοποιείται η μαγνητική τομογραφία κάθε ατόμου για εντοπισμό. Αυτή η στρατηγική Tis ήταν επιτυχής σε προηγούμενες μελέτες rTMS12,24,25,28,29. Ένας μηχανικός βραχίονας διατήρησε τη λαβή του πηνίου υπό γωνία περίπου 45 μοιρών μακριά από τη μέση γραμμή και ένα εκατοστό από τα φτερά του πηνίου τοποθετήθηκε στο τριχωτό της κεφαλής, για να παρέχει τη μέγιστη ένταση rTMS σε κάθε θέση (μεμονωμένη κορυφή ενεργοποίησης Οι συντεταγμένες της δύο φλοιώδεις περιοχές βασίστηκαν στην προηγούμενη μελέτη fMRI που αξιολογούσε τη δραστηριότητα που προκαλείται από εργασίες κατά τη διάρκεια της χωρικής προσοχής και της σημασιολογικής μνήμης και ήταν ως εξής: (i) μια περιοχή του DAN: lef IPS14, (ii) μια περιοχή του DMN: lef AG10 ( Εικ. 2Α).

Στατιστικές αναλύσεις.

Διεξήχθησαν στατιστικές αναλύσεις χρησιμοποιώντας ANOVA εντός υποκειμένου για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις. Η δοκιμή του Mauchley χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της υπόθεσης σφαιρικότητας n, της διαδικασίας Greenhouse–Geisser για τη διόρθωση των βαθμών ελευθερίας και των τελικών Duncteststs για συγκρίσεις post hoc (σελ.<0.05).

Χρησιμοποιήσαμε RT με σωστές απαντήσεις ή ποσοστό σωστών απαντήσεων (Επιτυχίες) ως εξαρτημένες μεταβλητές και Συνθήκη TMS (AG, IPS, Sham) και Εγκυρότητα (Έγκυρο, Μη έγκυρο) ως παράγοντες εντός του θέματος. Επιπλέον, για να ελέγξουμε τη δυνατότητα ή την αλληλεπίδραση μεταξύ του visuafieldld και της περιοχής του εγκεφάλου που διεγείρεται, χρησιμοποιήσαμε RTs των σωστών αποκρίσεων ως εξαρτώμενες μεταβλητές και TMS Condition (AG, IPS, Sham) και Visuafieldld (ερέθισμα στόχου στη δεξιά αριστερή πλευρά της οθόνης) ως παράγοντες εντός του θέματος.

Διαθεσιμότητα δεδομένων

Τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται κατά την τρέχουσα ιστορία είναι διαθέσιμα από τον αντίστοιχο συγγραφέα κατόπιν εύλογου αιτήματος.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Fox, MD, Corbetta, M., Snyder, AZ, Vincent, JL & Raichle, ME Η αυθόρμητη νευρωνική δραστηριότητα διακρίνει τα ανθρώπινα ραχιαία και κοιλιακά συστήματα προσοχής. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. USA 103, 10046–10051 (2005).

2. Corbetta, Μ. et al. Ένα κοινό δίκτυο λειτουργικών περιοχών για την προσοχή και τις κινήσεις των ματιών. Neuron 21(4), 761-773 (1998).

3. Corbetta, M. & Shulman, GL Έλεγχος της στοχευόμενης ερεθίσματος-οδηγούμενης προσοχής στον εγκέφαλο. Nat. Σεβ. Neurosci. 3, 201–215 (2002).

4. Silver, MA & Kastner, S. Τοπογραφικοί χάρτες σε ανθρώπινο μετωπιαίο και βρεγματικό φλοιό. Trends Cogn. Sci. 13(11), 488–495 (2009).

5. Shulman GL et al. Κοινές αλλαγές ροής αίματος σε οπτικές εργασίες: II. Μειώσεις στον εγκεφαλικό φλοιό. J. Cogn. Neurosci. 9, 648-663 (1997).

6. Raichle, ΜΕ et al. Εναρκτήριο άρθρο: Ένας προεπιλεγμένος τρόπος λειτουργίας του εγκεφάλου. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. USA 98, 676–682 (2001).

7. Uddin, LQ et al. Διαχωρίσιμη συνδεσιμότητα εντός της ανθρώπινης γωνιακής έλικας και της ενδοβρεγματικής αύλακας: Στοιχεία από λειτουργική και δομική συνδεσιμότητα. Cereb. Φλοιός. 20(11), 2636–2646 (2010).

8. Buckner, RL, Andrews-Hanna, JR & Schacter, D D. Το προεπιλεγμένο δίκτυο του εγκεφάλου. Αννα. NY Acad. Sci. 1124, 1–38 (2008).

9. Binder, JR & Desai, RH Te neurobiology of semantic memory. Trends Cogn. Sci. 15, 527–536 (2011).

10. Wirth, Μ. et αϊ. Συμμετοχή σημασιολογικής μνήμης στο δίκτυο προεπιλεγμένης λειτουργίας: Μια μελέτη λειτουργικής νευροαπεικόνισης που χρησιμοποιεί ανάλυση ανεξάρτητων συστατικών. Neuroimage 54, 3057–3066 (2011).

11. Sestieri, C., Shulman, GL & Corbetta, M. Προσοχή στη μνήμη και το περιβάλλον: λειτουργική εξειδίκευση και δυναμικός ανταγωνισμός στον ανθρώπινο οπίσθιο βρεγματικό φλοιό. J. Neurosci. 30, 8445–8456 (2010).

12. Capotosto, Ρ. et al. Εργασία και περιοχική διαμόρφωση από πάνω προς τα κάτω των ρυθμών άλφα στον βρεγματικό φλοιό. Cereb. Φλοιός. 27(10), 4815–4822 (2017).

13. Croce, P., Zappasodi, F., Sara, S. & Capotosto, P. Η εκλεκτική διέγερση επηρεάζει τις μικροκαταστάσεις EEG προ-διέγερσης. Neuroimage 176, 239–245 (2018).

14. He, BJ, Snyder, AZ, Vincent, JL, Epstein, A., Shulman, GL & Corbetta, M. Η διάσπαση της λειτουργικής συνδεσιμότητας στα μετωποβρεγματικά δίκτυα βασίζεται σε ελλείμματα συμπεριφοράς στη χωρική παραμέληση. Neuron 53, 905–918 (2007).

15. Rizzolatti, G., Umiltà, C. & Berlucchi, G. Αντίθετες ανωτερότητες του δεξιού-αριστερού αριστερού εγκεφαλικού ημισφαιρίου σε διακριτικό χρόνο αντίδρασης σε φυσιογνωμικό και αλφαβητικό υλικό. Brain 94(3), 431–442 (1971).

For more information:1950477648nn@gmail.com