Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) над внутритеменной бороздой не влияет на производительность рабочей памяти. Часть 3

Затем мы провели тот же дисперсионный анализ по времени реакции (см. рисунок 3). Результаты снова показали значительный эффект нагрузки (визуально-пространственная: F(1,46)=193.69, p < 0.001, ηp2= 0.81 вербальный: F(1,46)=646.39, p < 0,001, ηp2=0.93), но нет основного эффекта состояния (визуально-пространственный: F(2,92) {{ 21}}.03, p=0.97; вербально: F(2,92)=1.37, p=0.26) ни какое-либо существенное условие × взаимодействие нагрузки (визуально-пространственное: F (2,92)=0.76, p=0.47 словесно: F(2,92)=0.21, p=0.82).

Зрительное пространство и память — два тесно связанных понятия. Визуальное пространство относится к нашей способности обрабатывать и интерпретировать внешнюю информацию в мозгу. Оно включает в себя наше восприятие и понимание пространственного положения, направления, расстояния и т. д. С другой стороны, память — это наша способность запоминать и вспоминать информацию. Эти два понятия играют важную роль в повседневной жизни человека, и между ними существует тесная связь.

Зрительно-пространственные способности оказывают очень важное влияние на улучшение памяти. Исследования показали, что тренируя и улучшая зрительно-пространственные способности, люди могут значительно улучшить уровень своей памяти. Это связано с тем, что улучшение зрительно-пространственных способностей может усилить нашу способность обрабатывать и анализировать пространственную информацию в процессе памяти, облегчая нам преобразование информации в графическую форму памяти, а также ее вызов и извлечение при необходимости.

Кроме того, зрительно-пространственные способности также могут помочь нам улучшить нашу способность кодировать и хранить информацию в памяти. Укрепляя визуально-пространственные способности, мы можем более точно анализировать и понимать внешнюю информацию, что делает нас более эффективными и точными при обработке и запоминании информации, облегчая хранение информации в нашем сознании, а также эффективное извлечение и применение ее при необходимости.

Короче говоря, зрительно-пространственные способности и память — это два понятия, которые тесно связаны и влияют друг на друга. Улучшая зрительно-пространственные способности, люди могут значительно улучшить уровень своей памяти, что облегчает нам преобразование информации в графические формы памяти, а также вызов и извлечение ее при необходимости. Мы надеемся, что читатели обратят внимание на развитие зрительно-пространственных способностей в повседневной жизни, улучшат уровень памяти и смогут более эффективно обрабатывать и применять информацию. Видно, что нам необходимо улучшить память, а 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, Cistanche Deserticola также может улучшить кровоток и способствовать доставке кислорода, что может гарантировать, что мозг получает достаточное количество питательных веществ и энергии, тем самым повышая жизнеспособность и выносливость мозга.

Нажмите «Знайте добавки для улучшения памяти»

Эти результаты были снова подтверждены байесовским анализом, моделью, связанной только с наиболее убедительными доказательствами, включая основной эффект нагрузки (визуально-пространственный: BF10= 1.94e+27; вербальный: BF10=2.68e{ {5}}); наблюдались убедительные доказательства против эффекта кондиционирования (визуально-пространственный: BF01=17.29; вербальный: BF01=13.13). Наконец, чтобы исключить любой неблагоприятный эффект тренировки между сессиями, мы провели отдельный анализ для каждой сессии, и мы ограничили анализ точностью ответа.

В основном анализе участвовала только одна группа испытуемых, тогда как в следующих анализах мы будем оценивать эффект состояния tDCS для каждого сеанса индивидуально, подразумевая, что эффект состояния tDCS станет групповым эффектом (данный участник может получить только одно условие стимуляции для данного сессия).

СЕССИЯ 1

Дисперсионный анализ с повторными измерениями (ANOVA) был проведен для оценки точности ответа для обеих задач во время первого сеанса tDCS.

Результаты показали значительный основной эффект нагрузки (зрительно-пространственная: F(1,44)=227.34, p < 0.001,ηp2=0.84; вербальная : F(1,44)=65.80, p < 0,001, ηp2=0.60), но нет основного эффекта состояния (визуально-пространственное: F(2,44)= 0. 97, p=0.389; вербальный: F(2,44)=1.19, p=0.332) ни значимого взаимодействия условие × нагрузка (зрительно-пространственное: F(2, 44)=0.15, п=0.865 словесный: F(2,44)=1.13, п=0.332).

Эти результаты были подтверждены байесовским анализом, моделью, связанной с наиболее убедительными доказательствами, включая только эффект нагрузки (визуально-пространственная: BF10=9.39e+21; вербальная: BF10=8.76e{{5} }); переменная состояния была связана с существенными доказательствами против ее эффекта (визуально-пространственное: BF01=6.42; вербальное: BF01=4.89).

СЕССИЯ 2

При выполнении того же анализа точности ответа во время сеанса 2 мы снова наблюдали значительный основной эффект нагрузки (визуально-пространственный: F(1,44)=148.04, p < 0.001 , ηp2 =0.77; вербальный: F(1,44)=53.90, p < 0,001, ηp2=0.55), но нет основного эффекта состояния (визуально-пространственного: F( 2,44)=1.13,p=0.331; словесное: F(2,44)=0.59, p=0.559) ни значимого условия × взаимодействие нагрузки (зрительно-пространственное: F(2,44) =0.942, p=0.397; вербальное: F(2,44)=0.91, p=0 .41).

Эти результаты были подтверждены байесовским анализом, модель связана с наиболее убедительными доказательствами, включая только эффект нагрузки (визуально-пространственная: BF10=2.13e+17; вербальная: BF10=6.12e+8 ); переменная состояния была связана с существенными доказательствами против ее эффекта (визуально-пространственное: BF01=5.77; вербальное: BF01=6.29).

СЕССИЯ 3

Наконец, тот же анализ был проведен для сеанса 3 и снова выявил значительный основной эффект нагрузки (визуально-пространственная: F(1,44)=151.73, p < 0.0 01, ηp2=0.78; вербально: F(1,44)=28.41, p < 0,001, ηp2=0.39), но без основного влияния состояния (визуально-пространственное : F(2,44)=0.30, p =0.739 словесно: F(2,44)=0.74, p=0.485) ни значительное условие × взаимодействие нагрузки (визуально-пространственное: F(2,44)=0.30,p=0.745; вербальное: F(2,44)=0.89, п=0.417).

Байесовский анализ подтвердил, что модель, связанная с наиболее убедительными доказательствами, включала только эффект нагрузки (визуально-пространственная: BF10=1.51e+19; вербальная: BF10=5.47e+4); переменная состояния снова была связана с существенными доказательствами против ее эффекта (визуально-пространственное: BF01= 7.90; вербальное: BF01=5.56).

ЛИНЕЙНАЯ МОДЕЛЬ СМЕШАННЫХ ЭФФЕКТОВ

Наконец, мы провели линейный анализ смешанных эффектов, чтобы лучше учесть межиндивидуальную изменчивость и связанные с ней различия в результатах участников. Первая линейная модель со смешанными эффектами, в которой испытуемые выступали в качестве случайных переменных, по точности ответа в зрительно-пространственной задаче не выявила существенной разницы в производительности в зависимости от состояния (Χ²(2)=0,542; p=0,763), но еще выделил значительный эффект нагрузки (Χ²(1)=561.545;p < 0.001).

Тот же анализ точности ответа в вербальном задании также не выявил существенных различий в производительности в зависимости от состояния (Χ²(2) =1.607; p=0.448), но опять же наблюдалось значимое влияние нагрузки (Χ²(1)=173,833; p < 0,001).

Наконец, тот же анализ времени отклика для зрительно-пространственной задачи не выявил значительного влияния условий (Χ²(2) =0.119; p=0.942), но значительный эффект нагрузки (Χ²(1){{ 6}}.016; р < 0.001). Те же результаты наблюдались для времени реакции в вербальной задаче: отсутствие эффекта условия (Χ²(2)=5.023; p=0.081), но снова наблюдается значительный эффект нагрузки (Χ²(1) {{ 16}},570; р <0,001).

ОБСУЖДЕНИЕ

Целью данного исследования было определить влияние анодной и катодной tDCS IPS на вербальные и зрительно-пространственные характеристики WM. Из-за несоответствия влияния tDCS-стимуляции DLPFC на производительность WM мы решили нацелиться на IPS, область, специально связанную с компонентами контроля внимания WM.

Поскольку убедительные доказательства подтверждают участие IPS в компонентах внимания WM (Majerus et al., 2016; Todd & Marois, 2004, Todd, Fougnie & Marois., 2005), мы предположили, что анодальная стимуляция IPS будет усиливать активность дорсальной сети внимания и приводят к увеличению производительности WM, и это особенно в условиях высокой нагрузки.

И наоборот, мы предположили, что катодная стимуляция IPS будет подавлять дорсальную сеть внимания и приводить к снижению производительности WM в условиях высокой нагрузки. Не ожидалось, что эффекты tDCS возникнут в условиях низкой нагрузки, поскольку это состояние связано с высоким уровнем успеха и не превышает Возможности WM, и, следовательно, нет места для усиления эффекта tDCS на когнитивные способности (Roe et al., 2016).

Несмотря на то, что исследование было основано на прочной теоретической базе и использовали стандартные параметры стимуляции (т.е. 2 мАтDCS, применяемые в течение 20 минут во время выполнения задания), никакого эффекта стимуляции обнаружено не было. Кроме того, благодаря байесовскому анализу мы можем сделать безопасные выводы об отсутствии эффекта ТОКС в этом исследовании. Необходимо признать некоторые ограничения нашего исследования.

Во-первых, учитывая уже большое количество условий, не было ни исходного состояния, ни офлайн-состояния, которые могли бы помочь количественно оценить потенциальные эффекты плацебо и краткосрочные эффекты tDCS соответственно.

В исследовании tDCS базовым показателем является оценка производительности участника без какого-либо вмешательства tDCS. Действительно, ложная стимуляция может оказывать влияние на участников посредством эффекта плацебо, или другие факторы, такие как стресс или дискомфорт, вызванный устройством, могут иметь ноцебо-эффекты (см. обзор Фонтено и др. (2019)).

Базовые измерения позволяют нам измерить эти отклонения и более точно определить естественные уровни производительности участника по сравнению с различными условиями tDCS. Автономное состояние относится к состоянию, при котором производительность WM оценивается после того, как участники были стимулированы tDCS. Это условие позволяет изучать долгосрочные и отдаленные эффекты ТДКС.

Например, Фрисанд Фрингс (2019) наблюдал больший офлайн-эффект tDCS по сравнению с онлайн-эффектом. Еще одним ограничением исследования является то, что наше устройство tDCS не позволяет осуществлять мониторинг импеданса.

Тем не менее, устройство содержало регулятор тока, обеспечивающий постоянный уровень тока, несмотря на изменение импеданса. Потенциальным объяснением отсутствия эффектов стимуляции в настоящем исследовании может быть то, что, несмотря на тщательное расположение электродов, ток частично или не попадает в целевую область (например, Chib et al., 2013). ). Тайр и др. (2017) перечисляют большое количество факторов, способных повлиять на протекание тока (толщина волос, пот, размер головы, толщина черепа и т. д.).

Это общее ограничение, применимое к технологии tDCS. Также возможно, что эффект tDCS слишком слаб, чтобы повысить или снизить производительность WM у молодой и здоровой популяции студентов университетов, или что дорсальная сеть внимания не играет решающей роли в нашей задаче, даже если исследования фМРТ показали, что эта сеть постоянно связана с высоким уровнем внимания. загрузите задачи WM, как здесь используется.

Альтернативно, поскольку WM связан с большой лобно-теменной двусторонней сетью (Eriksson, Vogel, Lansner, Bergström, & Nyberg, 2015), нестимулированные части этой сети (например, DLPFC, правая IPS) могли оказывать компенсаторное воздействие на стимулированная левая часть сети IPS (Heekeren et al., 2008). Это объяснение, конечно, справедливо только для катодной стимуляции IPS.

Еще одним объяснением отсутствия эффекта анодальной стимуляции может быть то, что исходная способность к WM у наших участников была слишком высокой (все они были молодыми студентами университетов) и что возможностей для улучшения было мало. Действительно, Gözenman и Berryhill (2016) показали, что группа, демонстрирующая более низкая базовая емкость WM получила большую выгоду от tDCS, чем группа с более высокой базовой емкостью WM.

Результаты настоящего исследования не являются первым сообщением о нулевом влиянии tDCS на WM или другие когнитивные способности и согласуются с метааналитическими исследованиями, которые выдвинули на первый план проблему смешанных и противоречивых результатов об эффектах tDCS за один сеанс у молодых и здоровых участников (Westwood и Романи, 2018; Лукасик и др., 2018; Мейер и Заутер, 2018).

Кроме того, некоторые исследования, которые показали положительную роль стимуляции tDCS по сравнению с DLPFC, тем не менее, также сообщают о важных индивидуальных различиях в увеличении производительности WM, связанном с TDCS, у некоторых участников и снижении производительности или отсутствии эффекта у других участников (Talsma et al., 2017).

Прежде чем прийти к выводу об отсутствии эффекта или очень ограниченном эффекте tDCS на WM, будущие исследования должны попытаться повторить предыдущие положительные результаты, используя ту же методологию, которая использовалась в этих оригинальных исследованиях. Действительно, различия в протоколах стимуляции с точки зрения интенсивности и продолжительности стимуляции, места стимуляции, типа задачи и сложности WM, а также типа популяции (молодые, здоровые, участники среднего или пожилого возраста) могут частично объяснить смешанные результаты, о которых сообщается в литературе.

Кроме того, использование более высокой нагрузки WM (например, 8 элементов) позволит избежать потенциальных эффектов потолка и оставит больше возможностей для улучшений, связанных с DCS. Например, Роу и др. (2016) показали эффекты tDCS в задаче на зрительную рабочую память только тогда, когда нагрузка WM превышала когнитивные ресурсы участников.

При этом эффект WMload, тем не менее, был довольно сильным в настоящем исследовании и исследовании Majerus et al. (2016) показали надежные одномерные и многомерные нейронные изменения в IPS при сравнении наборов WM из 6 и 2 элементов.

Добавление как базовых, так и автономных измерений, как это было сделано в некоторых исследованиях со значительными результатами (Friehs and Frings, 2019), также позволило бы нам более полно изучить влияние tDCS на производительность WM. Как уже отмечалось, также необходимо учитывать влияние важных индивидуальных различий в мощности WM. , поскольку эффекты tDCS могут быть более выраженными у участников, характеризующихся плохой способностью к WM, даже если в предыдущем исследовании такой эффект не наблюдался у молодых участников (Westwood and Romari, 2018).

Также было бы полезно рассмотреть индивидуальные различия в стратегиях кодирования, поскольку было показано, что они опосредуют влияние tDCS на заднюю теменную кору при выполнении задач на зрительную кратковременную память (Ванг, Иттипурипат и Ку, 2020). В этом исследовании две группы испытуемых приняли участие в задаче на визуальную рабочую память, используя разные стратегии кодирования.

В то время как группа, сосредоточившаяся на запоминании всех стимулов, не подверглась воздействию tDCS, группа, использующая стратегию сфокусированного внимания, с вниманием, ориентированным на определенный подмножество стимулов, продемонстрировала значительные эффекты tDCS.

В заключение, результаты настоящего исследования не демонстрируют влияния tDCS на производительность WM, что соответствует нескольким исследованиям, которые показали смешанные или отрицательные результаты в отношении модуляции производительности WM у молодых, здоровых участников после одного сеанса tDCS. Необходимо провести будущие эксперименты для оценки эффективное нейромодулирующее действие tDCS, а также влияние различий в протоколе и интенсивности стимуляции.

ИНФОРМАЦИЯ О ФИНАНСИРОВАНИИ

Это исследование не получило какого-либо специального гранта от финансирующих агентств в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах.

КОНКУРИРУЮЩИЕ ИНТЕРЕСЫ

У авторов нет конкурирующих интересов, о которых можно было бы заявить.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Артеменко К., Мёллер К., Хубер С. и Кляйн Э. (2015). Дифференциальное влияние одностороннего tDCS на интратеменную кору на числовое познание. Границы человеческой нейронауки, 9, 110.

2. Ау Дж., Кац Б., Бушкуэль М., Бунарджо К., Сенгер Т., Забель К., Джагги С.М. и Джонидес Дж. (2016). Улучшение тренировки рабочей памяти с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током. Журнал когнитивной нейронауки, 28, 1419–1432.

3. Барч Д.М. и Сизер А. (2012). Познание при шизофрении: основные психологические и нервные механизмы. Тенденции в когнитивных науках, 16 (1), 27–34.

4. Барруйе П., Бернардин С. и Камос В. (2004). Временные ограничения и разделение ресурсов в рабочей памяти взрослых. Журнал экспериментальной психологии: общее, 133,83–100.

5. Блумберг Э. Дж., Петерсон М. С. и Парасураман Р. (2015). Повышение эффективности отслеживания нескольких объектов с помощью неинвазивной стимуляции мозга: причинная роль передней внутритеменной борозды. Границы системной нейронауки, 9, 3.

6. Богданов М. и Швабе Л. (2016). Транскраниальная стимуляция дорсолатеральной префронтальной коры предотвращает вызванный стрессом дефицит рабочей памяти. Журнал нейробиологии, 36, 1429–1437.

7. Брюнье Т.Т., Моран Дж.М., Холмс А., Махони Ч.Р. и Тейлор Х.А. (2017). Неинвазивная стимуляция мозга, направленная на правую веретенообразную извилину, выборочно увеличивает рабочую память на лица. Мозг и познание, 113, 32–39.

8.Чиб В.С., Юн К., Такахаши Х. и Симоджо С. (2013). Неинвазивная дистанционная активация вентральной части среднего мозга путем транскраниальной стимуляции постоянным током префронтальной коры. Трансляционная психиатрия, 3, e268–e268.

9. Корбетта М. и Шульман Г.Л. (2002). Контроль целенаправленного и стимулированного внимания в мозге. Nature Reviews Neuroscience, 3, 201–215.

10. Коуэн Н. (1995). Внимание и память: интегрированная система. Издательство Оксфордского университета.

For more information:1950477648mnn@gmail.com