Префронтальная транскраниальная стимуляция постоянным током в целом улучшает обучение, но не избирательно усиливает преимущества целевой реактивации памяти при консолидации памяти бодрствования. Часть 4

4.3. Консолидация эмоциональных воспоминаний и латерализация полярности tDCS

Мы предположили, что анодная возбуждающая стимуляция правой DLPFC (с катодально-ингибирующей стимуляцией левой DLPFC) увеличит эффект селективного усиления TMR для пар отрицательных слов.

Существует тесная связь между возбуждающей стимуляцией и памятью. Когда мы чувствуем возбуждение, наш организм выделяет такие химические вещества, как адреналин и дофамин, которые помогают повысить нашу осознанность и концентрацию, а также улучшить нашу память.

Например, если при изучении некоторых абстрактных и сложных концепций мы чувствуем любопытство или по какой-то причине взволнованы, это волнение будет стимулировать наш мозг и нам будет легче запоминать новые знания.

Кроме того, физические упражнения также являются хорошим стимулятором. Исследования показывают, что физические упражнения активируют нейроны головного мозга, что улучшает память. Это связано с тем, что упражнения могут способствовать высвобождению дофамина в организме, заставляя нас чувствовать себя взволнованными и счастливыми, тем самым улучшая нашу способность памяти.

Однако нужно обратить внимание на то, что волнение не может быть слишком высоким или слишком низким. Когда мы чувствуем себя чрезмерно возбужденными, наш мозг может захламляться, или нам становится трудно сосредоточиться и думать, что отрицательно влияет на память. Поэтому нам необходимо поддерживать умеренное состояние возбуждения, чтобы улучшить нашу память.

Таким образом, существует тесная связь между возбуждающей стимуляцией и памятью. Стимулируя чувство возбуждения и вызывая выделение организмом химических веществ, таких как дофамин, мы можем улучшить нашу осознанность, концентрацию и память. Поэтому нам следует пробовать различные методы, чтобы стимулировать наше волнение и улучшить нашу память. Видно, что нам необходимо улучшить память, а цистанхе пустынный может значительно улучшить память, потому что цистанхе пустынный — это традиционное китайское лекарственное средство, обладающее множеством уникальных эффектов, одним из которых является улучшение памяти. Эффективность Cistanche Deserticola обусловлена ​​множеством содержащихся в нем активных ингредиентов, включая дубильную кислоту, полисахариды, флавоноидные гликозиды и т. д. Эти ингредиенты могут способствовать здоровью мозга различными способами.

Нажмите, чтобы узнать, как улучшить работу мозга

Однако наши результаты не подтвердили полярно-зависимый эффект tDCS для консолидации отрицательных элементов. Следовательно, мы не можем заключить, что полярность tDCS, применяемая во время интервала консолидации, модулирует TMR для негативных воспоминаний.

Однако, как и в случае с глобальным эффектом TMR, возможно, что основной и мощный эффект tDCS на общую производительность памяти маскировал специфический эффект полярности tDCS на консолидацию пар отрицательных слов.

Хотя эту возможность следует изучить в дальнейших исследованиях, другие также не смогли доказать межполушарную диссоциацию между левой и правой DLPFC при обработке отрицательных эмоций или даже получить неожиданные противоположные эффекты. Например, было обнаружено, что анодная tDCS над левой DLPFC облегчает распознавание негативных и позитивных выражений лица (с более выраженной пользой для положительных эмоций), но не влияет на эмоциональное состояние участников [81].

Аналогичным образом, Пенолацци и др. [82] обнаружили, что правая анодная/левая катодная стимуляция лобно-височных областей облегчает запоминание приятных изображений, тогда как левая анодная/правая катодная стимуляция улучшает запоминание неприятных изображений.

Несмотря на это, к нашим результатам следует относиться с осторожностью, поскольку пары нейтральных слов уже в конце обучения кодировались лучше, чем отрицательные. Превосходное обучение нейтральным предметам удивительно, учитывая, что вызывающий негативный эмоциональный материал обычно лучше кодируется [83].

Действительно, большинство исследований, изучавших влияние эмоциональной валентности на процесс консолидации памяти, показали, что эмоциональные воспоминания обычно лучше запоминаются с течением времени [84], вероятно, потому, что миндалевидное тело опосредует организацию воспоминаний в гиппокампе и неокортексе [85,{{2 }}]. В настоящем исследовании участников попросили выучить пары слов, слушая эмоционально конгруэнтный звук.

Их не просили учить звук. Таким образом, звуки действовали как контекстные (специфичные для пары слов) сигналы, а не как элементы, подлежащие изучению. Ожидалось, что польза TMR для восстановления памяти будет связана с воспроизведением слуховых сигналов. Мы предполагаем, что более слабое кодирование негативных ассоциаций связано с тем фактом, что вызывающие негативные звуки действовали как контекстуальные сигналы.

Действительно, сильно возбуждающий эмоциональный контекст может ухудшить процессы формирования памяти. Например, исследование фМРТ [87] выявило отрицательные корреляции между эффективностью запоминания и активацией миндалевидного тела во время кодирования пар отрицательных слов и нейтральных лиц, предполагая, что активация миндалевидного тела, вызванная отрицательными эмоциями, может нарушить работу ассоциативной памяти.

Более того, Чжан и др. [88] показали, что сильно возбуждающие эмоциональные картинки ухудшают распознавание нейтральных слов. Они обнаружили, что сильно возбуждающие контексты вызывают более позитивные ERP (по сравнению с контекстами с низкой возбуждающей способностью), что предполагает их автоматический захват внимания и наличие когнитивных ресурсов, задействованных для преодоления помех, вызванных сильно возбуждающим контекстом, которые в конечном итоге могут ухудшить обучение.

Таким образом, нельзя исключить, что возбуждающий эффект негативных звуков, связанных с парами слов, был слишком высоким, что привело бы к смещению внимания участников к звукам в ущерб ассоциированным с ними негативным парам слов по сравнению с нейтральными парами слов. Предыдущие исследования также обнаружили специфическое вредное влияние возникновения отрицательных эмоций на ассоциативное обучение [89–91].

Такое смещение внимания могло помешать процессам кодирования и последующего извлечения информации, возможно, маскируя специфический эффект право-анодной/лево-катодной стимуляции DLPFC. Негативные ассоциации основаны на дифференциальном влиянии негативных эмоций на предметную и ассоциативную память.

Действительно, обычно предполагается, что негативное эмоциональное содержание усиливает память на содержание, повышая активность миндалевидного тела, в то время как связывание предметов и контекста, поддерживаемое активностью гиппокампа, может быть нарушено, что приводит к пагубному влиянию негативных эмоций на ассоциативную память. Гез и др. [90] обнаружили, что негативное эмоциональное возбуждение оказывает более выраженное вредное воздействие на ассоциативную память по сравнению с памятью предметов.

Аналогичным образом, Бисби и др. [91] обнаружили благотворное влияние негативных эмоций на память предметов, тогда как они ухудшают ассоциативную память. Следовательно, другое объяснение более слабого кодирования отрицательных ассоциативных пар слов, наблюдаемое в нашем исследовании, может быть связано с процессом двойной памяти, который по-разному вызывает эмоциональное преимущество для запоминания предметов и недостаток для ассоциативной памяти.

4.4. Никаких долгосрочных преимуществ от TMR и tDCS

Уровень забывания от 30 до 40% аналогичным образом наблюдался во всех условиях при повторном тестировании через неделю, что позволяет предположить, что связанные с бодрствованием TMR и tDCS преимущества в консолидации памяти кратковременны, в отличие от предыдущих отчетов (например, [43–45]).

Высокий уровень эффективности памяти, достигнутый при первом сеансе воспроизведения, возможно, замаскировал долгосрочную пользу TMR и tDCS в нашем исследовании. Например, в исследовании Flöel et al. В исследовании [45] у пожилых людей могло быть больше возможностей для улучшения памяти, что увеличивало потенциальное улучшение памяти, связанное с tDCS, в долгосрочной перспективе.

Другое возможное объяснение состоит в том, что звуковые напоминания в период бодрствования первоначально усиливают связанные воспоминания, но одновременно переводят их в более лабильное состояние, более восприимчивое к внешнему вмешательству, что в конечном итоге приводит к забыванию.

Например, было показано, что повторное воздействие контекстуального запаха во время бодрствования ухудшает восстановление местоположения изображения [29], вероятно, потому, что воспоминания становятся более лабильными после реактивации и требуют повторной консолидации [70,92], но см. [93].

Кроме того, временной интервал между обучением и отложенным вспоминанием составлял семь дней без каких-либо напоминаний. Использование воспоминаний в течение последовательных дней могло бы привести к очевидным преимуществам в долгосрочной перспективе. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы разобраться во временных эффектах методов tDCS и TMR.

5. Выводы

Таким образом, в настоящем исследовании мы показали, что TMR во время периода бодрствования способствует консолидации кратковременной памяти. Однако сопутствующее tDCS либо на правом, либо на левом DLPFC приводило к гораздо более сильному, но неспецифическому улучшению памяти, тем самым сводя на нет или, по крайней мере, затмевая преимущество TMR.

Наконец, наши результаты действительно выявили полярно-зависимый полушарный эффект tDCS на консолидацию эмоционально-негативных воспоминаний.

Примечательно, что стимуляция DLPFC в течение 20 минут после обучения оказалась полезной для консолидации вербальных декларативных воспоминаний. Повышая корковую возбудимость в префронтальных областях, tDCS может способствовать гиппокампокортикальному диалогу, поддерживающему процессы консолидации памяти.

Вклад автора: М.Г. был ведущим исследователем этого исследования. Компания MAN участвовала в разработке эксперимента и редактировании статьи. П.П. участвовал в разработке эксперимента, анализе данных и редактировании статьи. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование: Исследование было поддержано проектом FRS-FNRS Projet de Recherche (PDR) T.0109.13 и проектом FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN. На момент исследования Меди Гилсон была научным сотрудником FRS-FNRS.

Заявление Институционального наблюдательного совета: Исследование было проведено в соответствии с руководящими принципами Хельсинкской декларации и одобрено Комитетом по этике факультета Свободного университета Брюсселя (код протокола 026/2016, дата утверждения 15 марта 2016 г.).

Заявление об информированном согласии: Письменное информированное согласие было получено от всех субъектов, участвовавших в исследовании.

Заявление о доступности данных: необработанные данные общедоступны по адресу https://osf.io/4a3d5/ (по состоянию на 27 мая 2020 г.).

Благодарности: Мы благодарим Паоло Бартоломео за помощь в сборе данных.

Конфликты интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Рекомендации

1. Макго, Дж.Л. Невременные процессы в памяти. Наука 1966, 153, 1351–1358. [Перекрестная ссылка]

2. Бузсаки Г. Гиппокампо-неокортикальный диалог. Кора головного мозга 1996, 6, 81–92. [Перекрестная ссылка]

3. Пенье, П.; Орбан, П.; Балто, Э.; Дегельдре, К.; Люксен, А.; Лорейс, С.; Маке, П. Сохранение церебральной активности, связанной с памятью, во время активного бодрствования в автономном режиме. ПЛоС Биол. 2006, 4, Е100. [Перекрестная ссылка]

4. Тамбини А.; Давачи, Л. Реактивация предыдущего опыта в бодрствовании консолидирует воспоминания и искажает познание. Тенденции Когн. Наука.2019, 23, 876–890. [Перекрестная ссылка] [PubMed]5. Уомсли, Э. Дж. Консолидация памяти во время бодрствования. Тенденции Когн. наук. 2019, 23, 171–173. [Перекрестная ссылка] [PubMed]

6. Хьюмистон, Великобритания; Такер, Массачусетс; Саммер, Т.; Уомсли, Э. Дж. Состояния покоя и консолидация памяти: предварительно зарегистрированная репликация и метаанализ. наук. Отчет 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]

7. Сара, С. Дж. Реактивация, извлечение, воспроизведение и реконсолидация во сне и вне его: соединение точек. Передний. Поведение. Нейроски. 2010,4, 185. [CrossRef] [PubMed]

8. Скэггс, МЫ; Макнотон, Б.Л. Воспроизведение последовательностей возбуждения нейронов в гиппокампе крысы во время сна после пространственного опыта. Science 1996, 271, 1870–1873. [Перекрестная ссылка]

For more information:1950477648nn@gmail.com