Ciljana reaktivacija pamćenja u REM-u, ali ne i SWS-u, selektivno smanjuje reakcije uzbuđenja

Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Sve veći broj dokaza ukazuje na to da spavanje može pomoći u odvajanjumemorijaemocionalnih iskustava iz pridruženog im djelotvornog naboja. Smatra se da se ovaj proces oslanja na spontanu reaktivaciju emocionalnih sjećanja tijekom spavanja, iako je još uvijek nejasno koja je faza sna optimalna za takvu reaktivaciju. Ispitali smo ovo pitanje eksplicitnom manipulacijom ponovne aktivacije pamćenja u spavanju s brzim pokretima očiju (REM) i spavanju sa sporim valovima (SWS) koristeći ciljanu ponovnu aktivaciju pamćenja (TMR) i testiranjem utjecaja ove manipulacije na navikavanje subjektivnih odgovora uzbuđenja diljem noć. Naši rezultati pokazuju da je TMR tijekom REM faze, ali ne i SWS, značajno smanjio subjektivno uzbuđenje, a taj je učinak potaknut negativnijim podražajima. Ovi rezultati podupiru jedan aspekt hipoteze spavanja za zaboravljanje, spavanja za pamćenje (SFSR) koja predlaže da reaktivacija emocionalnog pamćenja tijekom REM faze spavanja leži u osnovi navikavanja ovisnog o spavanju.

učinci cistanche: poboljšavaju pamćenje

Ciljana reaktivacija pamćenja (TMR) je tehnika u kojojmemorijareaktivacija se namjerno pokreće u snu kroz ponovnu prezentaciju znakova koji su bili povezani sa sjećanjem u budnom stanju, a obično se postiže pomoću zvukova ili mirisa, pogledajte14 za pregled. Dok su rane studije izvijestile o dobrobiti TMR-a u REM fazi spavanja na noćnu konsolidaciju pamćenja15,16, sve veći broj izvješća sugerira da je TMR koristan kada se prikazuje tijekom ne-REM faze17−21, ali ne i tijekom REM faze17,19,22 vidi23 za meta-analizu . Što se tiče načina na koji TMR može utjecati na emocionalno uzbuđenje, jedna je nedavna studija pokazala utjecaj ne-REM TMR-a na ocjene ugodnosti i uzbuđenja, ali to se pokazalo tek kod socijalno anksioznih sudionika i nakon tjedan dana konsolidacije24. Vrlo je malo studija istraživalo utjecaj REM TMR-a na emocionalni materijal. Stoga se pokazalo da izazivanje reaktivacije sjećanja na strah tijekom REM-a rezultira povećanom generalizacijom25, a TMR Pavlovljevog zadatka kondicioniranja tijekom REM-a dovodi do povećanog navikavanja u usporedbi s TMR-om istog zadatka tijekom faze 2 ne-REM-a26.

Nadovezujući se na ovu literaturu, krenuli smo testirati predviđanje SFSR-a da bi ponavljanje emocionalno uzbudljivih sjećanja tijekom REM faze, ali ne i SWS, bilo povezano sa smanjenom ocjenom uzbuđenja za ovaj materijal sljedeći dan. To smo učinili manipulirajući ponovnom aktivacijom emocionalnih sjećanja tijekom spavanja pomoću TMR-a. Naši su sudionici ocijenili emocionalno negativne i neutralne parove zvukova slike za uzbuđenje i prije i nakon noći sna. Tijekom spavanja, polovicu negativnih i polovicu neutralnih podražaja smo pokrenuli za reaktivaciju tihim ponavljanjem povezanih zvukova. Zatim smo ispitali utjecaj ovog TMR-a na navikavanje reakcije uzbuđenja preko noći. Pažljivo smo kontrolirali fazu spavanja u kojoj je primijenjen TMR, navodeći sudionike ili u REM (REM grupa) ili SWS (SWS grupa), vidi sliku 1. Na temelju SFSR hipoteze, predvidjeli smo da će TMR dovesti do većeg navikavanja kada primijenjen tijekom REM, ali ne i SWS.

učinci cistanche: poboljšavaju pamćenje

Rezultati

Na početku, ocjene uzbuđenja bile su veće za negativne nego za neutralne stavke, pokazujući da su sudionici ocijenili podražaje u skladu s očekivanjima. Ovo je potvrđeno 2×2x2 ANOVA-om na uzbuđenje prije spavanja s čimbenicima Grupa, Cueing i Emotion(Fus)=337.93,p<0.001; paired="" t=""><0.001in both="" sws="" and="" rem="" groups).="" ratings="" did="" not="" differ="" between="" cued="" and="" un-cued="" stimuli="" prior="" to="" sleep(paired="" t-tests="" p="">0.2 u oba slučaja), što pokazuje da je osnovna linija bila dobro uravnotežena, a niti jedan sudionik nije prijavio svijest da su se zvukovi reproducirali tijekom spavanja.

Istražili smo kako je navikavanje na uzbuđenje tijekom noći modulirano pomoću TMR signala koristeći 2×2×2 ANOVA s faktorima Group, Cueing i Emotion, vidi tablicu 1. Privikavanje tijekom noći izračunato je kao (druga ocjena uzbuđenja prije spavanja - uzbuđenje nakon spavanja ocjena)/ ocjena prvog uzbuđenja prije spavanja. Ovo je otkrilo značajnu interakciju između Group i Cueing (F(1,32) {{10}}.341, p=0.027) sugerirajući da utjecaj cueinga na ovu mjeru navikavanja ovisi na kognitivno stanje tijekom kojeg se primjenjuje TMR. 2 × 2 × 2 ANOVA nije dala druge značajne rezultate. Kako bismo odredili koja je faza sna pokrenula interakciju Group x Cueing, zatim smo proveli odvojene 2 × 2 ANOVA-e s faktorima Cueing i Emotion u SWS i REM skupinama. Ovo je pokazalo glavni učinak praćenja u REM (F(1,14)=7.48, p < 0,02),="" ali="" ne="" i="" sws="" (f(1,18)="0.086," p="" {{29="" }}.8),="" vidi="" sliku="" 2.="" pomnije="" ispitivanje="" rem="" skupine="" pokazalo="" je="" da="" je="" učinak="" cueinga="" bio="" potaknut="" negativnim="" stavkama="" (upareni="" test="" t="3.21;" p="0.006)" ,="" s="" neutralnim="" stavkama="" koje="" pokazuju="" trend="" prema="" istom="" učinku="" (t="1.6;" p="0.102)." zanimljivo,="" postojao="" je="" glavni="" učinak="" emocija="" u="" sws="" skupini="" (f(1,18)="6.28," p="0.022)," ali="" ne="" i="" u="" rem="" skupini.="" pomnije="" ispitivanje="" pokazalo="" je="" da="" je="" to="" bilo="" potaknuto="" većim="" navikavanjem="" na="" neutralne="" čestice="" u="" usporedbi="" s="" negativnim="" česticama="" u="" un-cued="" stanju="" (t="2.25," p="0.037)," s="" trendom="" u="" cued="" stanju="" (t="1.45," str="">

Memorijafor the sound-image pairs was near the ceiling during the pre-sleep test. On average, participants responded correctly on >97% of trials. The mean proportion of incorrect trials was as follows [REM group: 1.45%(±1.98)trials(pre-sleep);1.55%(±1.83) trials (post-sleep);SWS group:2.05%(±2.77)trials (pre-sleep);2.62%(±1.08)trials (post-sleep)]. To test for differences in pre-sleep learning of sound-image which could have biased the results, we conducted ANOVAs on pre-sleep proportion correct memory trials with the factors cued/not cued and negative/neutral for the REM and SWS groups, respectively. This revealed no main effects or interactions in the either REM group or the SWS group(p>0.1 in all cases). To test for impacts of TMR or emotion on overnight changes in memory, we performed the same two ANOVAs, now with the overnight change in the proportion of correct memory trials as the dependent variable. This revealed no significant effects for either SWS (p>0.5)in all cases or REM(p >0.8) u svim slučajevima.

Kako bismo osigurali da se vrijeme reakcije ne razlikuje značajno između odabranih i neaktiviranih stavki tijekom testa uzbuđenja prije spavanja, proveli smo 2×2 ANOVA s valencijom faktora (neutralno, negativno) i signalom (bez signala, aktivirano) unutar svakog skupina sudionika. Ovo je otkrilo glavni učinak emocija (F=29.9,str< 0.001)in="" the="" sws="" group,="" and="" a="" trend="" towards="" the="" same="" effect="" of="" emotion(f="3.984," p="0.066)in" the="" rem="" group.="" because="" response="" times="" are="" often="" modulated="" by="" both="" tmr="" and="" emotion,="" we="" examined="" the="" effects="" of="" cueing="" and="" valence="" on="" overnight="" change="" in="" reaction="" times="" for="" rem="" and="" sws="" groups.="" we="" used="" a="" pair="" of="" 2×2="" anova="" with="" the="" factors="" valence="" (neutral,="" negative)="" and="" cueing(un-cued,="" cued).="" this="" revealed="" no="" main="" effect="" or="" interaction="" in="" either="" rem="" or="" sws="" groups="" (p="">0.15) u svim slučajevima, pogledajte tablicu s dodatnim informacijama S1 za sredstva.

Sleep stage data for each group are reported in Table 2. Note that REM time, SWS time, N2 time, and NI time did not differ significantly between groups (p>0.1 in all cases). However, total sleep time did differ significantly(p=0.01), being shorter on average in the REM than in the SWS group. To determine whether there was a relationship between habituation and time spent in REM or SWS or spectral power in slow-wave, delta, theta, and gamma bands we conducted a series of Pearson correlations with data across both REM and SWS groups; these revealed several marginal correlations, but none of these survived correction for our four multiple comparisons (p>0.05 u svim slučajevima).

učinci cistanche: poboljšavaju pamćenje

Rasprava

Naši podaci podupiru ulogu REM spavanja u navikavanju tijekom noći na reakcije uzbuđenja na kombinacije slike i zvuka pokazujući da TMR u REM fazi, ali ne i SWS, dovodi do povećanog navikavanja tijekom noći. Ovo je otkriće u skladu s prethodnim opažanjem da je REM TMR zvukova koji se koriste u Pavlovljevom kondicioniranju prije spavanja rezultirao većim navikavanjem na te zvukove sljedeći dan nego TMR istih zvukova u fazi 2 sna-26. Ove dvije studije kombiniraju se kako bi poduprle jedan aspekt hipoteze spavanja za zaborav, spavanja za pamćenje27, npr. ideja da je reaktivacija pamćenja u REM-u posebno povezana sa smanjenjem naknadnog uzbuđenja.

Nedavna studija Lehmanna i sur.22. koristili su sličan dizajn za istraživanje uloge TMR-a u REM-u i SWS-u u konsolidaciji emocionalnog pamćenja i nisu našli nikakav učinak naznake na subjektivno navikavanje ni u jednoj skupini22. Jedan od mogućih razloga za razliku između ovih rezultata i naših može proizaći iz činjenice da su naši sudionici ocjenjivali slike za uzbuđenje neposredno prije i nakon spavanja, dok su sudionici u Lehmannu 2016. izvodili zadatke učenja i vraćanja nakon što su ocijenili podražaje, ali prije spavanja. Ponavljano gledanje podražaja može dovesti do navikavanja, tako da je Lehmannov dizajn možda dopustio navikavanju prije spavanja da priguši sve učinke TMR-a.

Niz studija sugerira da SWS može igrati ulogu u navikavanju8, na primjer, zapažanje da aspekte autonomnog navikavanja predviđa SWS28, da postotak SWS-a predviđa emocionalno slabljenje tijekom noći29 i da blokiranje oslobađanja noradrenalina tijekom SWS-a smanjuje ovo navikavanje12. Zanimljivo je da smo primijetili značajno snažnije navikavanje na neutralne stavke u usporedbi s negativnim stavkama u SWS grupi bez obzira na TMR signal, vjerojatno zato što su neutralne stavke manje snažno uzbuđujuće, za početak, pa je stoga sudionicima lakše promijeniti način te su stavke ocijenjene kao izrazito negativne za snažno uzbuđivanje. Alternativno, stanja uzbuđenja neutralnih stavki mogu biti otvorenija za tumačenje od statusa uzbuđenja negativnih stavki, na primjer, odgovori na negativne slike mogu biti pod utjecajem procesa odozgo prema dolje koji ih identificiraju kao konceptualno negativne i povećavaju vjerojatnost snažnog ocjena uzbuđenja. Iako je teško protumačiti, značajna razlika između ovog obrasca konsolidacije u SWS skupini i obrasca navikavanja uočenog u Uncued REM skupini, gdje su se negativni i neutralni predmeti navikavali u istoj mjeri, mogla bi sugerirati da REM TMR remeti prirodni proces navikavanja na NREM spavanje koje bolje funkcionira za relativno neutralne podražaje nego za one koji su razbuđujući.

Dok se čini da naša otkrića podupiru jedinstvenu ulogu REM faze spavanja u modulaciji emocionalnog uzbuđenja, nismo pronašli korelaciju između REM vremena ili theta snage i navikavanja. Budući da se REM javlja kasnije tijekom noći nego SWS, ne možemo isključiti mogućnost da je disocijacija koju smo uočili između ovih faza spavanja uzrokovana ovom razlikom u vremenu. Međutim, značajno je da je kod Rihma i Rascha26 navikavanje povezano s znakovima bilo izraženije kada su znakovi prikazani tijekom REM faze nego u fazi 2 spavanja unutar istog razdoblja ranog jutarnjeg sna, podupirući ideju da ta razlika ovisi o fazi spavanja u kojoj se izvodi TMR nego doba noći u koje se izvodi.

U ovo istraživanje bile su uključene samo sudionice. To je bilo zbog prijašnjih studija koje su izvijestile o većem samoprijavljenom odgovoru na negativne podražaje kod žena u odnosu na muškarce. Budući rad trebao bi proširiti ova istraživanja na muškarce. Naposljetku, vrijedno je napomenuti da su tijekom studije sudionici ocjenjivali par zvuk-slika, a ne samo slike ili zvukove. Naši se rezultati stoga odnose na ovaj multimodalni par, a ne samo na zvukove ili slike.

učinci cistanche: poboljšavaju pamćenje

Reference

1. Rasch, B. & Born, J. O ulozi sna u pamćenju. Physiol. Rev. 93, 681–766 (2013).

2. Hu, P., Stylos-Allan, M. i Walker, MP. Spavanje olakšava konsolidaciju emocionalnog deklarativnog pamćenja. Psychol. Sci. 17, 891–898 (2006).

3. Payne, JD, Chambers, AM & Kensinger, EA Spavanje potiče trajne promjene u selektivnom pamćenju emocionalnih scena. Ispred. Cijeli broj. Neurosci. 6, 108 (2012).

4. Wagner, U., Hallschmid, M., Rasch, B. i Born, J. Kratko spavanje nakon učenja godinama održava emocionalna sjećanja. Biol. Psihijatrija 60, 788–790 (2006).

5. Wagner, U., Kashyap, N., Diekelmann, S. & Born, J. Utjecaj spavanja nakon učenja u odnosu na budnost na pamćenje prepoznavanja lica s različitim izrazima lica. Neurobiol. Naučiti. mem. 87, 679–687 (2007).

6. Dolcos, F., LaBar, KS & Cabeza, R. Sjećanje godinu dana kasnije: uloga amigdale i memorijskog sustava medijalnog temporalnog režnja u vraćanju emocionalnih sjećanja. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102, 2626-2631 (2005).

7. Goldstein, AN & Walker, MP Uloga sna u emocionalnoj funkciji mozga. Annu. Rev. Clin. Psychol. 10, 679–708 (2014).

8. van der Helm, E. et al. REM spavanje depotencira aktivnost amigdale u odnosu na prethodna emocionalna iskustva. Curr. Biol 21, 2029-2032 (2011).

9. Gujar, N., McDonald, SA, Nishida, M. & Walker, MP Uloga rem sna u rekalibraciji osjetljivosti ljudskog mozga na specifične emocije. Cereb. Cortex 21, 115–123 (2011).

10. Baran, B., Pace-Schott, EF, Ericson, C. i Spencer, RMC Processing of emotional reactivity and emotional memory overspaw. J. Neurosci. 32, 1035-1042 (2012).

11. Groch S., Wilhelm I., Diekelmann S. & Born, J. Uloga REM faze spavanja u obradi emocionalnih sjećanja: dokazi iz ponašanja i potencijala povezanih s događajima. Neurobiol. Naučiti. mem. 99, 1–9 (2013).

12. Groch, S. i sur. Doprinos norepinefrina konsolidaciji emocionalnog pamćenja tijekom spavanja. Psihoneuroendokrinologija 36, ​​1342–1350 (2011).

13. Wagner, U., Fischer, S. & Born, J. Promjene u emocionalnim odgovorima na averzivne slike kroz razdoblja bogata sporovalnim spavanjem u odnosu na spavanje s brzim pokretima očiju. Psihozom. Med. 64, 627-634 (2002).

14. Cellini, N. & Cappuzo, A. Oblikovanje konsolidacije pamćenja putem ciljanog pamćenja. Ann. NY Acad. Sci. 1426, 52–71 (2018).

15. Guerrini, A., Dujardin, K., Mandal, O., Sockeel, P. & Leconte, P. Poboljšanje pamćenja slušnom stimulacijom tijekom REM spavanja nakon učenja kod ljudi. Physiol. ponašaj se 45, 947–950 (1989).

16. Tilley, AJ Učenje spavanja tijekom faze 2 i REM faze spavanja. Biol. Psychol. 9, 155–161 (1979).

17. Cordi, MJ, Diekelmann, S., Born, J. & Rasch, B. Nema učinka ponovne aktivacije pamćenja izazvane mirisom tijekom REM faze sna na deklarativnu stabilnost pamćenja. Ispred. Syst. Neurosci. 8, 157 (2014).

18. Fuentemilla, L. i sur. Jačanje ciljanih sjećanja ovisno o hipokampusu putem reaktivacije tijekom spavanja kod ljudi. Curr. Biol. 23, 1769–1775 (2013).

19. Rasch, B., Buchel, C., Gais, S. & Born, J. Mirisi tijekom sporovalnog sna potiču deklarativnu konsolidaciju pamćenja. Znanost 315, 1426–1429 (2007).

20. Rudoy, ​​JD, Voss, JL, Westerberg, CE & Paller, KA Jačanje individualnih sjećanja njihovim ponovnim aktiviranjem tijekom spavanja. Science 326, 1079 (2009).

21. Schreiner, T. & Rasch, B. Poticanje učenja vokabulara verbalnim naznakama tijekom spavanja. Cereb. Cortex https://doi.org/10.1093/cercor/bhu139 (2015).

22. Lehmann, M., Schreiner, T., Seifritz, E. & Rasch, B. Emocionalno uzbuđenje modulira oscilatorne korelate ciljane reaktivacije pamćenja tijekom NREM, ali ne i REM spavanja.

23. Hu, X., Cheng, LY, Chiu, MH & Paller, KA Promicanje konsolidacije pamćenja tijekom spavanja: meta-analiza ciljane reaktivacije pamćenja. Psychol. Bik. 146, 218–244 (2020).

24. Groch, S. et al. Ciljana reaktivacija tijekom spavanja različito utječe na negativna sjećanja kod socijalno anksiozne i zdrave djece i adolescenata. J. Neurosci. 37, 2425-2434 (2017).

25. Sterpenich, V. et al. Reaktivacija pamćenja tijekom sna s brzim pokretima očiju potiče njegovu generalizaciju i integraciju u kortikalne zalihe. Spavanje 37, 1061-1075 (2014).

26. Rihm, JS & Rasch, B. Reprodukcija uvjetovanih podražaja tijekom kasne REM faze i faze N2 spavanja utječe na afektivni ton, a ne na snagu emocionalnog pamćenja. Neurobiol. Naučiti. mem. 122, 142–151 (2015).

27. Walker, MP, van der, HE & van der Helm, E. Terapija preko noći? Uloga sna u emocionalnoj obradi mozga. Psychol. Bik. 135, 731–748 (2009).

28. Pace-Schott, EF i sur. Drijemanje potiče navikavanje na emocionalne podražaje između sesija. Neurobiol. Naučiti. mem. 95, 508–523 (2012).

29. Talamini, LM, Bringmann, LF, de Boer, M. & Hofman, WF Spavanje tjera brige ili brige tjeraju san? Fiziološki dokazi o interakcijama spavanja i emocija.

30. Horne, JA & Ostberg, O. Upitnik za samoprocjenu za određivanje jutarnjeg i večernjeg vremena u ljudskim cirkadijalnim ritmovima. Int. J. Chronobiol. 4, 97–110 (1976).

31. Lang, PJ, Bradley, MM & Cuthbert, BN Međunarodni sustav afektivnih slika (IAPS): afektivne ocjene slika i priručnik s uputama. Tehničko izvješće br. A-8 (Sveučilište Florida, 2008.).

32. Willenbockel, V. et al. Upravljanje svojstvima slike niske razine: alatni okvir SHINE. ponašaj se Res. Metode 42, 671-684 (2010).

33. Bradley, MM & Lang, PJ Međunarodni afektivni digitalizirani zvukovi (IADS): podražaji, priručnik s uputama i afektivne ocjene. Tehničko izvješće br. B-2 (1999).

34. Breiter, HC i sur. Odgovor i navikavanje ljudske amigdale tijekom vizualne obrade izraza lica. Neuron 17, 875-887 (1996).

35. Büchel, C., Dolan, RJ, Armony, JL & Friston, KJ Amigdala-hipokampus uključenost u ljudski averzivni trag kondicioniranja otkrivena pomoću funkcionalne magnetske rezonancije povezane s događajima. J. Neurosci. 19, 10869-10876 (1999).

36. Fischer, H., Furmark, T., Wik, G. & Fredrikson, M. Moždana reprezentacija navikavanja na ponovljenu složenu vizualnu stimulaciju proučavana s PET-om. Neuroreport 11, 123–126 (2000).

37. Bradley, MM & Lang, PJ Mjerenje emocija: lutka za samoprocjenu i semantički diferencijal. J. Behav. Ther. Exp. Psihijatrija 25, 49–59 (1994).

38. Iber, C., Ancoli-Israel, S., Chesson, A. i Quan, S. AASM priručnik za ocjenjivanje spavanja i povezanih događaja (Američka akademija za medicinu spavanja, 2007.).