Sự thay đổi kết nối não trong khi ngủ bằng phương pháp kích thích thần kinh xuyên sọ khép kín Dự đoán độ nhạy siêu trí nhớ Phần 4
May 17, 2024
Trong các nghiên cứu, có sự biến đổi cao trong các dải tần số được chọn để phân định các trục xoay chậm và nhanh (Ayoub và cộng sự, 2013; Holz và cộng sự, 2012; Schabus và cộng sự, 2007), và các bằng chứng gần đây cho thấy những mô tả này có thể khác nhau ở mỗi cá nhân. (Cox và cộng sự, 2017).
Trục quay nhanh là một vùng não có liên quan mật thiết đến trí nhớ của chúng ta. Nghiên cứu cho thấy rằng khi chúng ta tham gia vào quá trình học tập và trí nhớ, các trục quay nhanh sẽ hoạt động mạnh hơn, từ đó cải thiện trí nhớ của chúng ta.
Chức năng của trục quay nhanh là củng cố và củng cố trí nhớ của chúng ta. Khi chúng ta nhận được thông tin mới, các trục quay nhanh sẽ thu thập thông tin từ các vùng khác của não và biến nó thành những mảnh ký ức mà chúng ta có thể lưu trữ và nhớ lại. Do đó, tốc độ quay nhanh rất quan trọng đối với quá trình học tập và trí nhớ của chúng ta.
Vậy làm thế nào để cải thiện chức năng trục xoay nhanh của chúng ta? Trước hết chúng ta phải duy trì thói quen sinh hoạt tốt. Ngủ đủ giấc, chế độ ăn uống lành mạnh và tập thể dục thường xuyên đều đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe và chức năng của trục quay nhanh của bạn. Ngoài ra, việc tập trung vào học tập và tư duy có thể kích thích hoạt động của các trục quay nhanh và cải thiện trí nhớ của chúng ta.
Nói tóm lại, các trục quay nhanh gắn bó chặt chẽ với trí nhớ của chúng ta. Bằng cách duy trì một cuộc sống lành mạnh và chú ý đến việc học, chúng ta có thể cải thiện chức năng trục quay nhanh và cải thiện trí nhớ, để đối phó tốt hơn với những thách thức trong cuộc sống và học tập. Chúng ta hãy lạc quan và làm việc chăm chỉ để hướng tới một tương lai tốt đẹp hơn. Có thể thấy, chúng ta cần cải thiện trí nhớ, và Cistanche Deserticola có thể cải thiện trí nhớ đáng kể vì Cistanche Deserticola là một dược liệu cổ truyền của Trung Quốc có nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của Cistanche Deserticola đến từ nhiều hoạt chất có trong nó, bao gồm axit tannic, polysaccharides, flavonoid glycoside, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ theo nhiều cách khác nhau.
Bấm biết 10 cách cải thiện trí nhớ
Chúng tôi đã chọn 8–12 Hz và 12–15 Hz làm dải tần để điều tra riêng biệt các trục xoay chậm và nhanh và kết quả của chúng tôi cho thấy rằng khả năng kết nối trong dải trục chính nhanh được điều chế cụ thể bởi STAMP.
Tuy nhiên, có thể có sự thay đổi trong cách phân định dải trục xoay giữa những người tham gia thử nghiệm, dẫn đến sự chồng chéo của hoạt động trục chính chậm và nhanh trong các dải này. Trong dữ liệu của chúng tôi, độ dài đường dẫn trong dải 8–12 Hz và 12–15 Hz có mối tương quan cao (r=0.88), cho thấy mức độ trùng lặp cao giữa các dải tần số này.
Do đó, chúng tôi khẳng định ở đây rằng hoạt động của trục chính được điều chỉnh bằng STAMP, nhưng sẽ cần phải phân tích sâu hơn để phân định cụ thể giữa trục xoay nhanh và chậm. Ngoài ra, chúng tôi đã sử dụng cách tiếp cận dựa trên băng tần để phù hợp với kết nối và phân tích máy học mà chúng tôi đã triển khai; tuy nhiên, trục xoay là những sự kiện nhất thời xảy ra trong thời gian ngắn.
Mặc dù cách tiếp cận ở đây có khả năng nắm bắt được hoạt động liên quan đến trục xoay, nhưng cách tiếp cận dựa trên sự kiện tập trung hơn trong đó các sự kiện trục chính cụ thể được xác định có thể làm rõ hơn vai trò của chúng trong siêu nhận thức.
Kết quả phân tích hồi quy cho thấy những thay đổi về độ dài đường dẫn trong dải beta có liên quan đến những thay đổi về độ nhạy của bộ nhớ từ trước khi ngủ đến sau khi ngủ trong điều kiện Hoạt động. Mối quan hệ được báo cáo là theo hướng hợp lý, với độ dài đường dẫn thấp hơn (hiệu quả cao hơn) liên quan đến những cải thiện về hiệu suất siêu nhận thức.
Tuy nhiên, lưu ý rằng độ dài đường dẫn beta không khác biệt đáng kể giữa các điều kiện Hoạt động và Sham, cho thấy hiệu ứng này nắm bắt được nhiều khác biệt cá nhân chi tiết hơn, trong đó các cá nhân thể hiện việc tái tổ chức mạng theo hướng hiệu quả cao hơn sau khi kích thích STAMP cho thấy sự cải thiện siêu bộ nhớ qua đêm lớn hơn so với những cá nhân không làm như vậy.
Điều này sẽ được thảo luận thêm trong Thông tin hỗ trợ. Phát hiện này khá mới lạ, vì theo hiểu biết của chúng tôi, chưa có nghiên cứu nào trước đây xem xét những thay đổi trong kết nối chức năng sau khi bị kích thích trong khi ngủ có liên quan đến thay đổi hành vi.
Các nghiên cứu điều tra hiệu suất và hoạt động học tập của thị giác, chẳng hạn như với các nhiệm vụ theo dõi gương, đã báo cáo những thay đổi trong đồng bộ hóa và kết nối băng tần beta trong và sau nhiệm vụ (Classen và cộng sự, 1998; Kilner và cộng sự, 2004; Piantoni và cộng sự, 2015) tuy nhiên, các nghiên cứu kiểm tra mối quan hệ kết nối lý thuyết đồ thị với hiệu suất bộ nhớ phân đoạn, đã được thử nghiệm trong thí nghiệm hiện tại, thường không kiểm tra hoặc báo cáo những thay đổi trong kết nối băng tần beta (Burke và cộng sự, 2013).
Tuy nhiên, những thay đổi về độ dài đường dẫn beta có liên quan đến sự tiến triển của bệnh Alzheimer - cụ thể là bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer biểu hiện độ dài đường dẫn beta cao hơn so với những người kiểm soát khỏe mạnh và độ dài đường dẫn beta có tương quan nghịch với điểm kiểm tra trạng thái tâm thần tối thiểu (MMSE) (Stam et al. .,2006). Ngoài ra, nghiên cứu về sinh lý thần kinh dao động của giấc ngủ đã chứng minh rằng hoạt động nhịp nhàng nhanh hơn (tức là trong phạm vi beta/gamma) hiện diện và duy trì trong giai đoạn khử cực của sóng chậm và hầu như không có trong giai đoạn siêu phân cực (Compte et al., 2008; Steriade , 2006; Steriade và cộng sự, 1996).
Hoạt động gia tăng này có thể được liên kết cụ thể với các tế bào thần kinh noradrenergic trong hệ thống locus coeruleus (Eschenko và cộng sự, 2012), có thể thúc đẩy tính dẻo của vỏ não, một thành phần quan trọng của việc củng cố trí nhớ.
Do đó, có khả năng tổ chức và hoạt động của mạng băng tần beta trong SWO nói chung có thể là một khía cạnh quan trọng của quá trình hợp nhất và hoạt động bộ nhớ từng đoạn, có thể được nhắm mục tiêu và tăng cường thông qua kích thích STAMP cụ thể. Một hạn chế tiềm ẩn của nghiên cứu hiện tại là thiếu một điều kiện kiểm soát để loại trừ tác động tổng thể của sự kích thích lên khả năng kết nối.
Cụ thể, STAMP có thể đã được áp dụng trong khi ngủ mà không bị ràng buộc với bất kỳ tập nào trong quá trình mã hóa để so sánh các thay đổi về kết nối sau STAMP được gắn thẻ với các thay đổi sau STAMP không được gắn thẻ.
Do số lượng STAMP hạn chế và độ phức tạp của thiết kế thử nghiệm, chúng tôi đã chọn tối đa hóa sức mạnh thống kê của mình bằng cách sử dụng tất cả STAMP để gợi nhớ bộ nhớ trong khi ngủ.
Tuy nhiên, điều kiện này sẽ đặc biệt hữu ích để hiểu kết quả phân loại của chúng tôi. Hiện tại, chúng tôi có thể nói rằng các tính năng được chọn có thể mô tả các điều kiện Hoạt động và Giả mạo, và đây có thể là các quá trình hợp nhất song song trong điều kiện Hoạt động so với điều kiện Giả mạo; tuy nhiên, đây cũng có thể là những thay đổi chung sau khi bị kích thích.
Ngược lại, chúng tôi tin tưởng rằng mối quan hệ độ dài đường dẫn beta với những thay đổi về độ nhạy của siêu bộ nhớ có liên quan đến quá trình hợp nhất phụ thuộc vào giấc ngủ.
Kết quả hành vi của chúng tôi cho thấy rằng việc kích thích STAMP đã mang lại lợi ích cho tình trạng Tag & Cue so với các tình trạng khác, chứng tỏ một lợi ích cụ thể trái ngược với lợi ích chung hơn do kích thích gây ra đối với siêu trí nhớ. Cùng với điều này, những thay đổi về độ dài đường dẫn beta đã dự đoán cụ thể những thay đổi trong các thay đổi AUC của Tag & Cue và không mang tính dự đoán về độ nhạy trong điều kiện Giả mạo.
Công việc trước đây kiểm tra khả năng kết nối của não bằng các biện pháp lý thuyết đồ thị thường áp dụng một cách tiếp cận hạn chế hơn bằng cách kiểm tra các biện pháp cụ thể hoặc các dải tần quan tâm cụ thể (Sadaghiani và cộng sự, 2015; Song và cộng sự, 2014).
Chúng tôi đã chọn sử dụng phương pháp học máy để tìm kiếm thông qua một tập hợp lớn các biện pháp ở các dải tần số khác nhau để xác định những thay đổi đáng kể sau khi kích thích và sử dụng xác thực chéo và so sánh với các mô hình cơ sở để xác thực các phát hiện của chúng tôi. Tuy nhiên, phương pháp này không phải là không có những hạn chế.
Các tính năng được chọn có thể khác nhau dựa trên thuật toán hoặc tập hợp các bước xử lý đã chọn. Ngoài ra, để cải thiện đáng kể hiệu suất, chúng tôi đã loại bỏ các tính năng có tính cộng tuyến cao-tuy nhiên, những tính năng bị loại bỏ này có thể vẫn được quan tâm về mặt lý thuyết.
Chúng tôi đã thực hiện các thử nghiệm thống kê tiếp theo để đảm bảo rằng bộ tính năng được chọn cuối cùng của chúng tôi có sự khác biệt về mặt thống kê giữa các điều kiện kích thích và/hoặc dự đoán hiệu suất; tuy nhiên, có thể có các tính năng kết nối khác trong một số băng tần nhất định cũng được điều chế đáng kể bởi STAMP và/hoặc có tính chất dự đoán hành vi nhưng đơn giản là không được thuật toán chọn.
Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng mối quan hệ độ dài đường dẫn beta với hành vi là rất chắc chắn, vì nó luôn được thuật toán Boruta coi là có ý nghĩa quan trọng và dự đoán đáng kể dữ liệu hành vi, và hiệu ứng này có thể sẽ không được tìm thấy nếu chúng tôi chỉ kiểm tra thêm các thước đo tiêu chuẩn và dải tần số. Các nghiên cứu trong tương lai có thể xác định vai trò cụ thể của kết nối mạng beta trong bộ nhớ phân đoạn và quá trình ra quyết định.
SỰ NHÌN NHẬN
Công việc này được hỗ trợ bởi DARPA và Văn phòng Nghiên cứu Quân đội. Các quan điểm, ý kiến và/hoặc phát hiện được trình bày là của tác giả và không được hiểu là đại diện cho quan điểm hoặc chính sách chính thức của Bộ Quốc phòng hoặc Chính phủ Hoa Kỳ.
THÔNG TIN HỖ TRỢ
Các tính năng kết nối cũng như các giá trị độ nhạy siêu dữ liệu được bao gồm trong Thông tin hỗ trợ có sẵn cho bài viết này.
SỰ ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ
Ryan Hubbard: Khái niệm hóa; Phân tích chính thức; Phương pháp luận; Viết – bản thảo gốc; Viết – rà soát & chỉnh sửa. Iman Zadeh: Khái niệm hóa; Phân tích chính thức; Phương pháp luận;Tài nguyên; Phần mềm; Viết – bản thảo gốc. Aaron Jones: Quản lý dữ liệu; Tài nguyên. BradleyRobert: Quản lý dữ liệu; Tài nguyên. Natalie Bryant: Quản lý dữ liệu; Tài nguyên; Phần mềm.Vincent Clark: Quản lý dữ liệu; Tài nguyên. Praveen Pilly: Khái niệm hóa; Phân tích chính thức;Mua lại tài trợ; Cuộc điều tra; Quản lý dự án; Giám sát; Viết – bản thảo gốc; Viết – xem xét & chỉnh sửa.
THÔNG TIN VỐN
Praveen Pilly, Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (https://dx.doi.org/10.13039/100000185), ID Giải thưởng: W911NF-16-C-0018.
XUNG ĐỘT VỀ TUYÊN BỐ LÃI SUẤT
Tác giả cuối cùng, Praveen K. Pilly, có bằng sáng chế về việc sử dụng kích thích điện xuyên sọ để kích hoạt lại trí nhớ có mục tiêu (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 10,307,592). Vincent P. Clark là cố vấn khoa học của NeuroGeneces, LLC. Tất cả các tác giả đều tuyên bố rằng nghiên cứu được thực hiện mà không có bất kỳ lợi ích tài chính hoặc phi tài chính cạnh tranh nào khác.
NGƯỜI GIỚI THIỆU
1.Anderson, KL, Rajagovindan, R., Ghacibeh, GA, Meador, KJ,& Ding, M. (2009). Dao động Theta làm trung gian cho sự tương tác giữa vỏ não trước trán và thùy thái dương giữa trong trí nhớ của con người. Cortex não, 20(7), 1604–1612. https://doi.org/10.1093/cursor/bw223, PubMed: 19861635
2. Antony, JW, Gobel, EW, O'Hare, JK, Reber, PJ & Paller,KA (2012). Kích hoạt lại bộ nhớ trong khi ngủ ảnh hưởng đến việc học kỹ năng Khoa học thần kinh tự nhiên, 15, 1114–1116. https://doi.org/10.1038/nn.3152, PubMed: 22751035
3.Ayoub, A., Aumann, D., Hörschelmann, A., Kouchekmanesch, A.,Paul, P., Born, J., & Marshall, L. (2013). Tác động khác biệt lên hoạt động của trục chính nhanh và chậm cũng như dao động chậm khi ngủ ở người với carbamazepine và flunarizine để đối kháng hoạt động của kênh Na+ và Ca{4}} phụ thuộc vào điện áp. Ngủ đi, 36(6),905–911. https://doi.org/10.5665/sleep.2722, PubMed: 23729934
4.Backus, AR, Schoffelen, JM, Szebényi, S., Hanslmayr, S., &Doeller, CF (2016). Dao động theta vùng đồi thị-trước trán hỗ trợ tích hợp bộ nhớ. Sinh học hiện tại, 26(4), 450–457.https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.12.048, PubMed: 26832442
5. Baird, B., Smallwood, J., Gorgolewski, KJ, & Margulies, DS(2013). Mạng lưới bên trong và bên trong vỏ não trước trán hỗ trợ khả năng siêu nhận thức về trí nhớ và nhận thức. Tạp chí Khoa học thần kinh, 33(42), 16657–16665. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0786-13.2013, PubMed: 24133268
6.Barahona, M., & Pecora, LM (2002). Đồng bộ hóa trong các hệ thống thế giới nhỏ. Thư Đánh giá Vật lý, 89(5), 054101. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.054101, PubMed: 12144443
7. Bassett, DS, & Bullmore, ED (2006). Mạng lưới não thế giới nhỏ. Nhà thần kinh học, 12(6), 512–523. https://doi.org/10.1177/1073858406293182, PubMed: 17079517
8.Benchenane, K., Peyrache, A., Khamassi, M., Tierney, PL, Gioanni,Y., Battaglia, FP, &Wiener, SI (2010). Các dao động theta mạch lạc và việc tổ chức lại thời gian tăng đột biến trong mạng lưới vùng đồi thị-trước trán khi học tập. Tế bào thần kinh, 66(6), 921–936. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2010.05.013, PubMed: 20620877
9.Benjamini, Y., & Hochberg, Y. (1995). Kiểm soát tỷ lệ phát hiện sai: Một cách tiếp cận thực tế và mạnh mẽ đối với nhiều thử nghiệm. Tạp chí của Hiệp hội Thống kê Hoàng gia, 57, 289–300.
10.Berens, P. (2009). CircStat: Hộp công cụ MATLAB để thống kê vòng tròn. Tạp chí Phần mềm Thống kê, 31(10), 1–21.
For more information:1950477648nn@gmail.com
