Объем CA2/3 заднего гиппокампа связан со способностью вспоминать автобиографические воспоминания у людей с более низкой успеваемостью. Часть 2

Объемы субфельда не различались в разных группах производительности.

Затем мы исследовали, различаются ли объемы подполей между группами с более низкими и более высокими показателями или между участниками с самыми высокими и самыми низкими показателями (n=20 в каждой группе). Ни для одного подполя различий не выявлено (табл. 5).

Поскольку значительная взаимосвязь в группе с более низкими показателями была локализована в заднем СА2/3, мы также сравнили объемы заднего СА2/3 между группами с более низкими и более высокими показателями и не обнаружили никакой разницы между ними (средний объем для более низких показателей {{7 }}.05 мм3, стандартное отклонение=34.25; более высокий средний объем =206.10 мм3, стандартное отклонение=39.84; F(1,192)=0.78, стр=0.38). Это предполагает, что не может быть простой линейной зависимости между объемом заднего CA2/3 и способностью автобиографической памяти.

Линейная связь означает, что между двумя переменными существует прямолинейная связь, то есть изменения одной переменной напрямую влияют на изменения другой переменной. Память относится к способности человека к памяти, то есть к способности записывать и хранить информацию для воспроизведения и использования.

Существует важная связь между линейностью и памятью. Вообще говоря, исследования показывают, что чем сильнее линейная зависимость, тем лучше память.

Например, если мы рассмотрим линейную зависимость между временем учебы человека и оценкой, которую он получает на экзамене, мы обнаружим, что для человека вполне естественно тратить больше времени на учебу и получать более высокие оценки. Аналогично, если мы рассмотрим линейную зависимость между количеством сна, который человек получает, и его памятью на следующий день, мы также обнаружим, что чем больше сна, тем лучше память.

С другой стороны, если линейная связь слабая, может пострадать память. Например, если мы рассмотрим взаимосвязь между диетой человека и его памятью, мы не сможем обнаружить очевидную линейную зависимость. Однако мы знаем, что неправильное питание или недостаток некоторых необходимых питательных веществ могут повлиять на нормальное функционирование мозга и, следовательно, на память.

Следовательно, мы можем заключить, что связь между линейной зависимостью и памятью очень важна и может повлиять на наше обучение, работу, жизнь и здоровье. Чтобы улучшить нашу память, мы должны сосредоточиться на линейных отношениях и развивать хорошие привычки к обучению и жизни, чтобы улучшить наши когнитивные функции и мыслительные способности. Видно, что нам необходимо улучшить нашу память. Cistanche Deserticola может значительно улучшить память, поскольку Cistanche Deserticola также может регулировать баланс нейротрансмиттеров, например, повышая уровень ацетилхолина и факторов роста. Эти вещества очень важны для памяти и обучения. , Кроме того, мясо из мяса также может улучшить текучесть крови и способствовать транспортировке кислорода, что может гарантировать, что мозг получает достаточное количество питательных веществ и энергии, тем самым повышая жизнеспособность и выносливость мозга.

supplements to boost memory

Нажмите «Знать», чтобы улучшить когнитивные функции.

Для дальнейшего изучения этого вопроса мы провели дополнительный анализ, который поможет лучше интерпретировать результаты. Вместо того, чтобы делить участников на две группы на основе оценок их внутренних деталей автобиографической памяти, мы вместо этого использовали задние объемы гиппокампа CA2/3, чтобы в среднем разделить участников на группы с меньшим и большим объемом. При корреляции с показателями автобиографической памяти не было обнаружено статистически значимой взаимосвязи ни для одной из групп (группа меньшего объема: r(93)=0.25, p=0.01, 95 % ДИ {{10}}.05, 0,43; группа большего объема: r(92)=0.16, p=0.13, 95% ДИ − 0,05, 0,35).

improving brain function

Обсуждение

В этом исследовании индивидуальных различий мы вручную сегментировали два гиппокампа по всей длине у 201 здорового человека. Мы выделили шесть субрегионов: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum и uncus. Это позволило нам изучить, как объемы подполей гиппокампа могут быть связаны со способностью вспоминать автобиографические воспоминания, самым всесторонним образом, который был предпринят на сегодняшний день. Во всей группе мы не обнаружили доказательств связи между объемом любого подполя и способностью вспоминать автобиографические воспоминания, измеренной с использованием внутренних деталей из автобиографического интервью40. То же самое имело место и при отдельном расследовании участников мужского и женского пола.
Однако, когда участников распределили на группы с более низкими и более высокими показателями на основе их внутренних оценок, мы обнаружили, что объем CA2/3 был значительно и положительно связан с эффективностью вспоминания автобиографических воспоминаний, особенно в группе с более низкими показателями. Мы также обнаружили, что этот эффект обусловлен задним CA2/3. Напротив, семантические детали автобиографических воспоминаний и результаты ряда лабораторных тестов памяти не коррелировали с объемом CA2/3. Аналогичным образом, для группы с более высокими показателями не было выявлено никаких связей с объемом подполей.

Есть только два опубликованных исследования, в которых изучалась взаимосвязь между объемами подполей гиппокампа и автобиографическими воспоминаниями28,29. Наши результаты в целом совпадают с результатами Паломбо и др.29, которые, изучая только тело гиппокампа, обнаружили, что объем объединенной области интереса, включающей DG/CA4/CA2/3, был связан с оценками внутренних деталей. Теперь мы можем расширить этот предыдущий результат четырьмя ключевыми способами. Во-первых, поскольку у нас была такая большая выборка, мы смогли убедиться, что связь между объемом подполя и способностью к автобиографической памяти была очевидна только у людей с более низкой успеваемостью, а не у тех, чья успеваемость была выше медианы.

Работы Паломбо и др.29 n=30, возможно, было недостаточно, чтобы выявить эту разницу. Наш эффект CA2/3 не мог быть объяснен возрастом, IQ, соотношением полов или используемыми сканерами, которые не различались между группами. Во-вторых, мы были более пространственно точны, определив CA2/3 как ключевой субрегион, а не как менее информативную и более крупную рентабельность инвестиций. В-третьих, поскольку мы сегментировали гиппокамп по всей длине, мы показали, что эффекты обусловлены задним СА2/3. Это важно, поскольку подполя различаются по способу соединения вдоль передне-задней оси гиппокампа11,19,20,33,35. В-четвертых, исследуя семантические детали автобиографических воспоминаний и ряд других лабораторных тестов памяти, мы установили, что связь с объемом CA2/3 специфична для воспоминаний из автобиографических воспоминаний.

Мы также отмечаем, что подкатегорией внутренних деталей, которая больше всего ассоциировалась с двусторонним объемом заднего CA2/3, были «события». Он просто не смог достичь статистической значимости с поправкой на множественные сравнения. Категория событий содержит подробную информацию о событиях или развитии истории, включая присутствующих лиц, действия и реакции. Поскольку это основные детали, лежащие в основе автобиографических воспоминаний, возможно, неудивительно, что эта категория, по-видимому, больше всего связана с двусторонним объемом заднего СА3 у участников с более низкими показателями.

improve working memory

Наши результаты могут свидетельствовать о том, что люди с более низкими показателями получают наибольшую пользу от большего объема заднего CA2/3, а у людей с более высокими показателями увеличения объема не наблюдается. Это может отражать потребность мозга в балансировании ресурсов, поскольку увеличение объема области мозга может стоить дорого. Например, у лицензированных лондонских таксистов высокие навыки навигации и больший объем задней части гиппокампа (по сравнению с контрольной группой) сопровождались меньшим объемом передней части гиппокампа52,53 и более низкими показателями некоторых антероградных тестов зрительно-пространственной памяти54. В общей популяции может случиться так, что, когда способность человека вспоминать автобиографические воспоминания находится на определенном уровне, существует достаточная функциональность, так что дальнейшее увеличение объема CA2/3 больше не приносит пользы из-за связанных с этим потенциальных затрат.

Наши результаты также позволяют предположить, что было бы информативно специально изучить объем заднего CA2/3 у людей, у которых была охарактеризована «серьезная недостаточность автобиографической памяти»2. Это люди, которые в остальном здоровы, но имеют плохую автобиографическую память, в первую очередь в плане снижения визуализации автобиографических воспоминаний и меньшего количества внутренних деталей при воспроизведении воспоминаний из детства или подросткового возраста. Прогноз может заключаться в том, что их объем CA2/3 будет наиболее снижен среди здоровых людей.

Что касается пациентов, недавние и отдаленные автобиографические воспоминания подвержены потере внутренних деталей в контексте очагового двустороннего повреждения CA323. Более того, теоретико-графовый анализ данных фМРТ в состоянии покоя с 7 Т показал, что повреждение CA3 у этих пациентов нарушило функциональную интеграцию в подсистеме медиальной височной доли (MTL) сети по умолчанию. Утрата функциональной интеграции в регионах подсистемы MTL была предиктором эффективности восстановления автобиографических воспоминаний у пациентов. В целом, эти данные свидетельствуют о том, что CA3 необходим для восстановления автобиографических воспоминаний спустя долгое время после их первоначального приобретения и что он играет роль в функциональной интеграции всей сети областей мозга, которая обычно участвует в автобиографических эпизодических воспоминаниях.

У пациентов повреждение СА3 располагалось по всей длине гиппокампа. Одно исследование с помощью фМРТ, в котором изучались репрезентации автобиографических воспоминаний в подполях гиппокампа, смогло уточнить это. Удаленные автобиографические воспоминания были особенно представлены в заднем СА3. Наше финансирование именно заднего объема CA2/3, коррелирующего с автобиографической памятью, согласуется с этим предыдущим результатом, по крайней мере, у людей с более низкой успеваемостью. Следует отметить, что, скорее всего, все воспоминания, возникшие во время автобиографического интервью40, являются отдаленными автобиографическими воспоминаниями.

Даже самый последний период приходится на «последний год», и такие воспоминания, вероятно, уже подверглись консолидации. Результаты были в целом схожими, когда каждый период исследовался отдельно относительно объема заднего CA2/3, и ни один период не достиг статистической значимости с поправкой на множественные сравнения. Учитывая, что в каждом периоде в основном имеется только одно воспоминание, этот анализ, вероятно, недостаточен по сравнению с нашим основным анализом, в котором воспоминания сгруппированы.

Что может делать CA2/3 при воспроизведении автобиографических воспоминаний и почему его задняя часть особенно задействована? Мы не можем ответить на эти вопросы напрямую, используя наши данные, но можем предложить некоторые предположения. Считается, что CA3 является средством завершения паттерна30–32,55,56, которое включает в себя восстановление следа памяти из частичного сигнала. Это вычисление имеет отношение к восстановлению автобиографических воспоминаний. Ни одно исследование нейровизуализации не изучало подробно, как завершение паттернов связано с автобиографическими воспоминаниями.

Однако больший объем CA2/3 был связан с меньшим нейронным перекрытием в CA3 между репрезентациями похожих воспоминаний о коротких видеороликах, что, в свою очередь, было связано с меньшим количеством субъективной путаницы во время вспоминания57. Авторы этого исследования предположили, что больший размер CA3 может способствовать уменьшению путаницы при поиске за счет увеличения количества нейронов CA3 или улучшения латеральной связи внутри CA3, что может способствовать более эффективному завершению паттерна. Возможно, аналогичная ситуация складывается и в нашей группе с более низкими показателями, где больший объем CA2/3 способствует лучшему завершению модели.

До сих пор ведутся споры о том, как функции различаются по длинной оси гиппокампа человека. Было высказано предположение, что передняя часть гиппокампа может участвовать в построении визуальных сцен, которые составляют основу автобиографических воспоминаний, при этом задние области гиппокампа наполняют сцену специфическими деталями26,58. Действительно, участие конкретно заднего СА2/3 в удаленных автобиографических воспоминаниях25 может отражать повышенное завершение паттернов, необходимое для заполнения отдаленных автобиографических воспоминаний.

Другая точка зрения утверждает, что задний гиппокамп поддерживает мелкозернистые локальные представления по сравнению с крупномасштабными глобальными представлениями в переднем гиппокампе26,34,58. Следовательно, наш результат по апостериорному CA2/3 может отражать повышенную способность поддерживать больше деталей во время вспоминания автобиографических воспоминаний. В будущих исследованиях было бы интересно изучить способность автобиографической памяти, касающуюся такой локальной и глобальной обработки, а также с точки зрения функциональной связи18,19,59, что может дать дальнейшее понимание потока информации в и из заднего CA2/3 во время автобиографического процесса. вызов памяти.

help with memory

Наши результаты CA2/3 касались только автобиографического воспоминания, при этом результаты большинства других тестов памяти не различались между группами с более низкими и более высокими показателями. Единственным тестом, по которому группы разошлись, был тест на немедленное и отсроченное припоминание теста на логическую память (воспоминание истории), возможно, самый близкий лабораторный тест на память к восстановлению автобиографических воспоминаний. Группа с более низкими показателями имела худшие результаты по этому тесту по сравнению с группой с более высокими показателями. Однако в группе с более низкими показателями не было выявлено связи между объемом заднего CA2/3 и немедленным или отсроченным воспроизведением в этом тесте.

Это может отражать особую связь задней части гиппокампа с вспоминанием отдаленных воспоминаний (пережитых много месяцев или лет назад), а не с совсем недавно пережитой историей в тесте на логическую память. Кроме того, задний объем СА2/3 у людей с более низкими показателями может быть связан с ярким, подробным и мультимодальным характером автобиографических воспоминаний, в отличие от более простого характера более ограниченных лабораторных тестов памяти. Это возможное объяснение согласуется с результатами метаанализа фМРТ41 и недавнего исследования микроструктуры белого вещества42. Оба этих исследования показали, что воспроизведение автобиографических воспоминаний и лабораторных стимулов памяти связано с разными нейронными субстратами. В более общем смысле, наши результаты дополнительно подтверждают все более признаваемую важность изучения когнитивных функций реального мира для полной характеристики взаимосвязей между мозгом и поведением60–66.

При интерпретации наших результатов необходимо иметь в виду несколько предостережений. Во-первых, наши результаты показывают, что не существует простой линейной зависимости между объемом заднего CA2/3 и способностью автобиографической памяти. Например, хотя объем заднего СА2/3 коррелировал с воспроизведением автобиографических воспоминаний в группе с более низкими показателями, объем СА2/3 не увеличивался в этой группе, а затем стабилизировался в группе с более высокими показателями. Действительно, не было обнаружено никаких различий в средних объемах CA2/3 в группах с более низкими и более высокими показателями, а также не было никаких различий в средних объемах CA2/3 между крайними значениями самых высоких и самых низких показателей. Более того, после разделения выборки на две группы на основе медианного объема заднего CA2/3 мы не обнаружили связи между объемом и способностью вспоминать автобиографические воспоминания ни в одной из групп. Это означает, что человек с исключительной способностью вспоминать автобиографические воспоминания может иметь такой же задний объем CA2/3, как и человек с гораздо более плохой памятью. Короче говоря, знание заднего объема CA2/3 человека не обязательно может дать информацию о его способности автобиографической памяти. Для дальнейшего выяснения этой сложной закономерности результатов необходимы дальнейшие исследования.

Во-вторых, мы также предсказали, что объем субикулюма29 и/или переднего пре/парасубикулума26,28,33 может быть связан со способностью вспоминать автобиографические воспоминания. Однако эта гипотеза не была подтверждена данными. Это не означает, что субикулюм, пре/парасубикулум или любое другое подполе не являются необходимыми для воспоминания автобиографических воспоминаний, просто их объем может не указывать на основные факторы, определяющие индивидуальные различия. Исследование, в котором изучалась взаимосвязь между объемом подполей гиппокампа и способностью вспоминать автобиографические воспоминания, показало, что объем пре/парасубикулума был связан с лучшим сохранением автобиографической памяти в течение восьми месяцев28. Это продольное исследование позволило сосредоточиться на сохранении памяти с течением времени, что было невозможно изучить в текущем эксперименте, что исключало прямое сравнение.

В-третьих, в текущем исследовании мы протестировали большую выборку из 201 участника. Однако даже при таком размере выборки мы не можем исключить существование особенно небольших эффектов, которые могут указывать на значительную связь, например, наблюдаемую между CA2/3 и автобиографическими воспоминаниями при исследовании нашей выборки в целом (r(193) { {4}}.10, п=0.15). Действительно, чтобы эта связь достигла статистической значимости, потребуется выборка из не менее 500 участников, что в настоящее время требует 300 часов времени МРТ-сканирования и 4000 часов ручной сегментации подполей гиппокампа. Будущая работа, направленная на то, чтобы связать индивидуальные различия в автобиографической памяти со структурой и функциями мозга, могла бы рассмотреть возможность принятия подходов консорциума и «мегаанализа», например, в литературе по генетике67. Кроме того, существует острая необходимость в точных автоматизированных методах сегментации подполей, которые сегментируют гиппокамп с точностью по всей его длине, включая разделение DG и CA2/3, а также субикулюма и пре/парасубикулума.

В-четвертых, хотя подход медианного разделения часто используется в опубликованной литературе, он не лишен ограничений. Проведение медианного разделения приводит к образованию двух меньших групп и, как следствие, к уменьшению власти. Более того, медиана разделяет отдельных людей, которые находятся чуть выше и чуть ниже медианы, хотя эти участники, вероятно, очень похожи. В идеале распределение по группам с более низкими и более высокими показателями здесь должно было бы осуществляться с использованием независимого показателя способности вспоминать автобиографические воспоминания, однако существует нехватка качественных показателей.

В-пятых, следует также отметить, что согласие между экспертами по разграничению CA2/3 было ниже, чем для большинства других подполей, что подчеркивает сложность изучения этой небольшой области. Тем не менее, значения аналогичны значениям, указанным в предыдущих исследованиях19,25,28,57,68, и находятся в пределах диапазона, определенного в литературе как показывающий «хорошую» надежность, при этом более крупные подполя имеют «отличную» надежность69. Поэтому мы уверены в наших разграничениях CA2/3, но этот момент следует иметь в виду при интерпретации результатов.
В-шестых, мощные исследования индивидуальных различий, связывающие автобиографическую память со структурой и функциями мозга, остаются редкими. Анализ других аспектов данных из представленной здесь когорты не выявил связи между объемом серого вещества всего, передней или задней части гиппокампа или микроструктурой серого вещества (например, миелинизацией и железом) со способностью вспоминать автобиографические воспоминания8,43. С другой стороны, специфические особенности микроструктуры белого вещества, связанные со скоростью аксональной проводимости, были связаны с индивидуальными различиями в способности вспоминать автобиографические воспоминания, но не с лабораторными стимулами памяти42. Исследования с использованием других больших выборок выявили взаимосвязь между объемом височного полюса и воспоминаниями об автобиографических воспоминаниях у здоровых пожилых людей70, а также различные модели функциональной связи в состоянии покоя как у молодых, так и у пожилых людей между воспоминаниями из автобиографических воспоминаний и контрольной мерой59. Подобные исследования, наряду с дальнейшими исследованиями подполей гиппокампа, мы надеемся, помогут достичь гораздо более полного понимания того, почему существует такая большая изменчивость среди населения в целом в их способности вспоминать свой повседневный опыт. Мы также отмечаем, что существуют разные подходы к определению оптимального показателя способности вспоминать автобиографические воспоминания59,70 и меры контроля29,44,45 из автобиографического интервью40. Будущая работа может сравнить эти различные методы и то, как они связаны с объемами подполей гиппокампа.

Наконец, нынешнее исследование было сосредоточено конкретно на молодых, здоровых людях. Изменения объема подполей, вызванные старением или заболеванием, могут иметь разные связи с работой автобиографической памяти. Будущие исследования гиппокампа должны изучить индивидуальные различия в этих типах когорт в дополнение к молодым здоровым людям.

Методы

Участники.

В исследование был включен 201 здоровый человек: 104 женщины и 97 мужчин. Как подробно описано в предыдущих публикациях8,42,43, возрастной диапазон был ограничен 20–41 годом, чтобы ограничить возможные последствия старения (средний возраст =29,05 лет, стандартное отклонение=5,65). У участников был английский в качестве родного языка, и они не сообщали об отсутствии психологических, психиатрических или неврологических заболеваний. Люди, хобби или профессии которых, как известно, связаны с гиппокампом (например, лицензированные водители лондонских такси), были исключены. Первоначально было набрано двести семнадцать участников, однако качество сканирования шестнадцати участников было слишком плохим для точной сегментации гиппокампа, и впоследствии они были исключены. Участникам возмещали 10 фунтов стерлингов в час за участие, которые выплачивались по завершении исследования.

Все участники дали письменное информированное согласие, и исследование проводилось с одобрения Комитета по этике исследований Университетского колледжа Лондона (ID проекта: 6743/001). Все методы выполнялись согласно соответствующим руководствам и нормам.

При разработке исследования был определен размер выборки, составляющий более 2 00 участников, поскольку он устойчив к использованию различных статистических подходов при ответе на несколько интересующих вопросов. В частности, выборка обеспечивала достаточную мощность для определения средней величины эффекта при проведении корреляционного анализа на уровне альфа 0,01 и при сравнении корреляций на уровне альфа 0,0571. Выборки из более чем 200 участников также были предложены как подходящие для корреляционного нейровизуализационного исследования, аналогичного проведенному здесь36,37.

Автобиографическое интервью.

Этот широко используемый тест использовался для измерения способности вспоминать автобиографические воспоминания. Участников просят предоставить автобиографические воспоминания об определенном времени и месте в течение четырех периодов времени: раннего детства (до 11 лет), подросткового возраста (от 11 до 17 лет), взрослой жизни (от 18 лет до 12 месяцев до интервью); запрашиваются два воспоминания) и последний год (воспоминание за последние 12 месяцев); таким образом, всего собирается пять воспоминаний. Записи описаний воспоминаний расшифровываются для последующей оценки.

Основным показателем результата автобиографического интервью является среднее количество внутренних деталей, включенных в описание события из пяти автобиографических воспоминаний. Внутренние детали — это те, которые описывают рассматриваемое событие (т. е. эпизодические детали), и включают событие, место, время и информацию восприятия, а также мысли и эмоции, относящиеся к самому событию. В качестве контрольной меры мы использовали среднее количество смысловых деталей, включенных в пять автобиографических воспоминаний. Семантические детали относятся к семантической информации о прошлом событии или связаны с ним и не считаются отражающими способность воспоминания автобиографических воспоминаний.

Двойная оценка была выполнена для 20% данных. Коэффициенты межклассовой корреляции с использованием двусторонней модели случайных эффектов, направленной на поиск абсолютного согласия, были рассчитаны как для внутренних, так и для семантических деталей. Это было выполнено как для отдельных воспоминаний, так и для всех пяти воспоминаний каждого участника. Для внутренних деталей коэффициенты составляли 0,94 и 0,97 соответственно, а для семантических деталей - 0,80 и 0. 84 соответственно. Для справки: коэффициенты межклассовой корреляции между 0,75 и 0,90 считаются обладающими хорошей надежностью, а коэффициенты межклассовой корреляции 0,90 и выше считаются обладающими превосходной надежностью69.

Лабораторные тесты.

Оценки IQ участников были получены с помощью теста преморбидного функционирования46. Количество правильных ответов конвертировали в оценку полного IQ (FSIQ) в соответствии со стандартной процедурой подсчета баллов.

Участникам также было проведено восемь лабораторных тестов на память. Это были тесты на память, которые часто используются в нейропсихологических исследованиях. Задачи выполнялись и оценивались в соответствии со стандартизированными и опубликованными протоколами. Конкретно:

Запоминание вербального списка оценивалось с использованием немедленного и отсроченного вспоминания Теста на слуховое вербальное обучение Рея 47. Зрительно-пространственное запоминание исследовалось с использованием отсроченного вспоминания комплекса Рея-Ри-Остеррита. для слов и лиц49. Участники также выполнили задание «Мертвые или живые», которое проверяло общие знания о том, умерли ли известные личности или еще живы, что позволило оценить семантическую память50. Наконец, способность вспомнить короткое повествование проверялась с использованием немедленного и отсроченного вспоминания подтеста на логическую память шкалы памяти Векслера IV51.

Обратите внимание, что данные автобиографических воспоминаний и данные лабораторных тестов, представленные здесь, были включены в предыдущий анализ главных компонентов, целью которого было изучить структуру этих поведенческих данных — дополнительную информацию см. в Clark et al.72.

Сбор данных МРТ.

Как подробно описано в предыдущих публикациях8,42,43, для сбора данных нейровизуализации использовались три МРТ-сканера. Все сканеры представляли собой системы Siemens Magnetom TIM Trio с 32-канальными головными катушками и располагались в одном центре нейровизуализации с одним и тем же программным обеспечением. Последовательности были одинаково загружены в отдельные сканеры. Настройка и позиционирование участников выполнялись по одному и тому же протоколу для каждого сканера.

Участников сканировали с использованием структурной последовательности МРТ, оптимизированной для визуализации гиппокампа с высоким разрешением. Данные были собраны с использованием одноблочной 3D T2-взвешенной турбоспиновой эхо-последовательности с переменными углами отражения73 в сочетании с параллельной визуализацией для одновременного достижения высокого разрешения изображения 5{{10}}0 мкм. , высокая эффективность выборки и короткое время сканирования при сохранении достаточного соотношения сигнал/шум. После возбуждения одиночной осевой пластины считывалось изображение со следующими параметрами: разрешение=0,52 × 0,52 × 0,5 мм, матрица=384 × 328, перегородки=104, толщина перегородки.=0,5 мм, передискретизация раздела=15,4 %, поле зрения=200×171 мм, время эха (TE)=353 мс, TR=3200 мс, GRAPPA×2 в направлении фазового кодирования (PE), полоса пропускания =434 Гц/пиксель, интервал эхо-сигналов=4,98 мс, турбокоэффициент в направлении PE=177, длительность последовательности эхо-сигналов=177 {31}}, средние значения=1.9. Для уменьшения смещения сигнала, например, из-за пространственного изменения профилей чувствительности катушки, изображения нормализовались с использованием предварительного сканирования и применялся фильтр слабой интенсивности, реализованный производителем сканера. Чтобы улучшить соотношение сигнал/шум анатомического изображения, используемого для сегментации, для каждого участника было получено три скана с общим временем сканирования 39 минут. Качество каждого структурного сканирования проверялось визуально. Если качество сканирования было нарушено из-за артефактов движения, оно отбрасывалось. Высококачественные сканы каждого участника были совместно зарегистрированы, очищены от шума и усреднены.

Сегментация подполей гиппокампа.

Для каждого участника мы вручную разграничили подполя гиппокампа на двусторонней основе на усредненном и очищенном от шума структурном изображении высокого разрешения в естественном пространстве в соответствии с методологией, описанной Далтоном и др. 22, с использованием программного обеспечения ITK Snap версии 3.2.0. Маски были созданы для следующих субрегионов: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum и uncus (рис. 1). Сегментация субфельдов проводилась двумя сегментаторами (IAC и MAD).

Надежность сегментации гиппокампа оценивали с использованием показателей меж- и внутриэкспертной надежности. Наше основное внимание уделялось надежности между экспертами: каждый исследователь независимо сегментировал оба гиппокампа одних и тех же 20 участников (10% от общего числа). Поскольку сегментация гиппокампа занимала примерно 8 часов на каждого участника, сегментация полной выборки проводилась в течение 3,5 лет (с июля 2018 года по декабрь 2021 года). В течение этого периода выполнялась независимая сегментация гиппокампа для оценки надежности, что также служило для обеспечения меры согласованности с течением времени; если бы исследователь отклонился от протокола сегментации в течение 3,5 лет, мы бы знали об этом, потому что межэкспертные измерения уменьшились бы.

Анализ надежности проводился для каждого подполя с использованием метрики перекрытия Дайса74, которая дает оценку от 0 (нет перекрытия) до 1 (полное перекрытие). Также были рассчитаны коэффициенты межклассовой корреляции (с использованием двусторонней модели случайных эффектов, обеспечивающей абсолютное согласие), где коэффициенты межклассовой корреляции между 0,75 и 0,90 считаются имеющими хорошую надежность, а коэффициенты межклассовой корреляции 0,90 или выше считаются отличными надежными69.

Показатели надежности между экспертами были эквивалентны тем, которые описаны в существующей литературе19,25,28,57,68,75–77. Межэкспертная надежность Dice составила 0,85 для DG/CA4, 0,68 для CA2/3, 0,78 для CA1, 0,8{{21 }} для субикулюма, 0.70 для пре/парасубикулума и 0.83 для ункуса. Коэффициенты межклассовой корреляции составляли 0,91 для DG/CA4, 0,75 для CA2/3, 0,91 для CA1, 0,90 для субикулюма, 0,76 для пре/парасубикулума и 0,97 для ункуса. Результаты для каждого из 20 отдельных анализов надежности между экспертами Dice (включая дату каждой сегментации) представлены в дополнительной таблице S7. Во все моменты времени оценки надежности между экспертами Dice соответствовали предыдущим моментам времени и публикациям, демонстрируя высокий уровень согласованности на протяжении 3,5 лет, а также высокую надежность между двумя сегментаторами.

Внутриэкспертная надежность также была высокой для обоих сегментаторов. Для IAC внутриэкспертная надежность Dice (более 5 участников, измеренная в среднем с разницей в 32,8 месяца (SD=13,22) составила 0,91 для DG/CA4, {{10 }}.81 для CA2/3, 0.86 для CA1, 0.86 для субикулюма, 0.80 для pre/parasubiculum и 0.89 для ункуса, с коэффициентами межклассовой корреляции 0.96 для DG/CA4, 0.93 для CA2/3, {{36} }.85 для CA1, 0.99 для субикулюма, 0.83 для пре/парасубикулума и 0.97 для ункуса. Для MAD (как сообщалось ранее в Ref.22. ), Внутриэкспертная надежность Dice (более 6 участников, измеренная с интервалом в 3 месяца) составила 0.86 для DG/CA4, 0.76 для CA3/2, {{56} }.85 для CA1, 0.86 для субикулюма, 0.75 для пре/парасубикулума и 0.87 для ункуса с коэффициентами межклассовой корреляции { {68}}.91 для DG/CA4, 0.84 для CA2/3, 0.89 для CA1, 0.95 для субикулюма, 0,72 для пре/парасубикулума и 0,96 для ункуса.

Каждое подполе, за исключением ункуса, также было разделено на переднюю и заднюю части8,34. В соответствии с литературными данными38,39 передний отдел определялся как исходящий от первого среза, где гиппокамп можно наблюдать в его самой передней части до последнего среза ункуса (вершины дяди), а задний гиппокамп определялся от первого среза. срез, следующий за вершиной дяди, до последнего среза наблюдения в его самой задней части (рис. 1).

supplements to improve memory

Статистический анализ.

Анализы проводились в R 4.1. Данные были суммированы с использованием средних значений и стандартных отклонений.

В нашем основном анализе мы исследовали взаимосвязь между объемом каждого подполя и количеством внутренних деталей из автобиографического интервью с использованием частичных корреляций, при этом начальная загрузка выполнялась 10,000 раз для расчета доверительных интервалов. Для этого использовались пакеты ppopcornv1.178 и RVAideMemoire v0.9.81.2. В каждую частичную корреляцию были включены шесть ковариат: возраст, пол, полномасштабный IQ, сканер, общий объем гиппокампа и общий внутричерепной объем. В анализах, в которых изучались участники мужского и женского пола отдельно, пол не был включен в качестве ковариаты. Для анализа, изучающего объемы переднего и заднего подполя, общий объем переднего или заднего гиппокампа включался в качестве ковариаты вместо общего объема гиппокампа. Контрольный анализ проводился идентично, но объем подполя коррелировал либо с общим количеством семантических деталей из автобиографического интервью, либо с баллами по шкале немедленного или отсроченного вспоминания логической памяти.

Там, где проводилось сравнение внутренних деталей и контрольных корреляций, статистические различия проверялись с использованием метода, описанного Meng et al.79. Этот подход расширяет преобразование Фишера, позволяя более точно проверять и сравнивать две связанные корреляции. Корреляционное сравнение проводилось с использованием пакета R color v1.1.380. Поскольку сравнение корреляций выполнялось только в том случае, если ранее была выявлена значимая корреляция (Бонферрони с поправкой на p<0.0042—see main text), a ttwo-sidedp-value<0.05 was deemed significant

Участники также были распределены в группы с более низкой или более высокой успеваемостью в зависимости от их баллов по сравнению со средним количеством внутренних деталей во всей выборке. Если их общее количество внутренних деталей было меньше или равно медиане, они были отнесены к группе с более низкими показателями (n=101), тогда как баллы, превышающие медиану, приводили к распределению в группу с более высокими показателями (n =100). Кроме того, 20 участников с наибольшим количеством внутренних деталей были отнесены к группе с самыми высокими показателями, а 20 участников с наименьшим количеством баллов были отнесены к группе с самыми низкими показателями. Сравнение объемов подполей гиппокампа между группами с более низкими и более высокими показателями, а также между людьми с самыми высокими и самыми низкими показателями было проведено с использованием однофакторных одномерных ANCOVA с теми же ковариатами, что и частичные корреляции, с использованием пакета R package car v3.{{8 }}.

Сравнение групп с более низкими и более высокими показателями по другим показателям (таблица 4) проводилось с использованием t-тестов для непрерывных переменных или тестов хи-квадрат для категориальных переменных. Различия считались значимыми после двустороннего р-значения.<0.05.

Доступность данных

Данные, проанализированные в ходе этого исследования, включены в файл дополнительного набора данных.

Объем CA2/3 заднего гиппокампа связан со способностью вспоминать автобиографические воспоминания у людей с более низкой успеваемостью. Часть 2