Furman-2021-Tăng cường giai điệu Dopamine vùng trán E.pdf Phần 1

Sự nhìn nhận:

Công việc này được hỗ trợ bởi sự tài trợ của Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia (R01 112775 đến MH & AK) và Văn phòng Nghiên cứu Hải quân (MURI N00014-16-1-2832 toDB). Các tác giả cảm ơn các đối tượng nghiên cứu đã tham gia nhiệt tình để nghiên cứu này được hoàn thành.

Sức khỏe tâm thần đề cập đến sức khỏe tâm thần của một người, điều này rất quan trọng đối với sức khỏe thể chất và chất lượng cuộc sống của chúng ta. Trí nhớ là sự ghi lại và lưu trữ của mọi người về các sự kiện, kiến ​​thức và kinh nghiệm trong quá khứ. Nhiều nghiên cứu khoa học đã xác nhận mối quan hệ chặt chẽ giữa sức khỏe tâm thần và trí nhớ.

Trước hết, sức khỏe tinh thần là một trong những yếu tố quan trọng trong việc duy trì trí nhớ. Khi sức khỏe tinh thần của chúng ta được cải thiện, bộ não của chúng ta sẽ mạnh mẽ và linh hoạt hơn. Bởi vì bộ não của chúng ta là một cơ quan cực kỳ phức tạp và bí ẩn nên nó cần một lượng lớn năng lượng và hóa chất để hoạt động. Vì vậy, khi sức khỏe thể chất và tinh thần của chúng ta kém, não bộ cũng bị ảnh hưởng tiêu cực, từ đó ảnh hưởng đến trí nhớ.

Thứ hai, thái độ tích cực có thể thúc đẩy sự phát triển của trí nhớ. Khi chúng ta tự tin, lạc quan và suy nghĩ tích cực, bộ não của chúng ta sẽ năng động và nhạy bén hơn. Ngược lại, khi chúng ta có thái độ hay suy nghĩ tiêu cực, não bộ sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực, từ đó ảnh hưởng đến trí nhớ của chúng ta.

Đồng thời, sức khỏe tâm thần cũng liên quan đến việc phục hồi và phòng ngừa trí nhớ. Khi chúng ta gặp một số khó khăn và thất bại trong cuộc sống, sức khỏe tinh thần của chúng ta có thể bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể phục hồi sức khỏe tinh thần của mình bằng nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như tìm kiếm nguồn trợ giúp, tích cực tham gia các hoạt động xã hội, tập thể dục phù hợp, v.v. Những hoạt động này có thể thúc đẩy sự phát triển trí não và cải thiện mức độ trí nhớ.

Cuối cùng, cần lưu ý rằng việc duy trì sức khỏe tinh thần tốt đòi hỏi sự kiên trì và duy trì lâu dài. Chúng ta cần duy trì sức khỏe thể chất và tinh thần thông qua giấc ngủ, chế độ ăn uống, tập thể dục, v.v. Chỉ dựa vào sức khỏe thể chất và tinh thần, chúng ta mới có thể phát triển trí nhớ tốt hơn?

Nói tóm lại, sức khỏe tâm thần và trí nhớ luôn song hành với nhau. Duy trì thái độ tích cực và phát triển cơ thể và tinh thần khỏe mạnh là những cách và phương tiện quan trọng để cải thiện trí nhớ. Chúng ta nên chú ý đến sức khỏe tinh thần của chính mình và thiết kế cũng như lên kế hoạch cho lối sống của mình để đạt được các mục tiêu sống lành mạnh. 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 thành phần 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 thông qua nhiều con đường khác nhau.

Bấm biết 10 cách cải thiện trí nhớ

Nội dung của bộ nhớ làm việc phải được duy trì khi bị phân tâm nhưng được cập nhật khi thích hợp. Để quản lý các nhu cầu cạnh tranh về tính ổn định và linh hoạt này, các biểu diễn được duy trì trong bộ nhớ làm việc được bổ sung bằng các cơ chế cổng riêng biệt truyền thông tin vào và ra khỏi kho lưu trữ bộ nhớ một cách có chọn lọc. Do đó, hoạt động của các hệ thống cổng phụ thuộc dopamine như vậy ở não giữa và thể vân, cũng như các hoạt động duy trì trí nhớ phụ thuộc dopamine bổ sung của chúng ở vỏ não, do đó có thể tách rời nhau.

Nếu đúng, sự gia tăng có chọn lọc trong trương lực dopamine ở vỏ não sẽ tăng cường khả năng duy trì các cơ chế giao phối. Để kiểm tra giả thuyết này, tolcapone, một chất ức chế catechol-O-methyltransferase có tác dụng làm tăng trương lực dopamine ở vỏ não, được sử dụng ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược, trong phạm vi đối tượng cho 49 đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ trí nhớ làm việc theo cấp bậc nhằm duy trì và điều trị khác nhau. yêu cầu cổng.

Tolcapone đã cải thiện hiệu suất trong điều kiện có yêu cầu bảo trì cao hơn và giảm nhu cầu chọn cổng, được phản ánh qua việc giảm độ dốc của thời gian phản hồi trên toàn bộ phân phối.

Dữ liệu fMRI ở trạng thái nghỉ đã chứng minh rằng mức độ tolcapone cải thiện hiệu suất ở từng đối tượng có mối tương quan với nhau trong sự kết nối ngày càng tăng giữa một vùng quan trọng đối với ánh xạ phản ứng kích thích bậc một (vỏ não tiền vận động bên trái) và các vùng vỏ não liên quan đến trí nhớ làm việc thị giác, bao gồm cả rãnh nội sọ và hồi hình thoi. Những kết quả này cùng nhau cung cấp bằng chứng cho thấy việc tăng cường trương lực dopamine ở vỏ não sẽ cải thiện khả năng duy trì trí nhớ làm việc tốt hơn.

Giới thiệu:

Khả năng cập nhật có chọn lọc nội dung được duy trì của bộ nhớ làm việc là rất quan trọng đối với chức năng của bộ nhớ làm việc (D'Esposito & Postle, 2015). Bản ghi nhớ phải có khả năng thay đổi nhanh chóng khi các đầu vào và mục tiêu giác quan phát triển, nhưng chúng cũng phải có khả năng chống lại sự phân tâm; do đó, việc quyết định khi nào cần cập nhật các bản ghi nhớ đó và khi nào chỉ cần duy trì chúng là điều cần thiết.

Để làm cho việc bảo trì phản ứng nhanh hơn với các đầu vào và mục tiêu như vậy, mô hình tính toán trước đây đã lập luận về sự hiện diện của các cơ chế kiểm soát đầu vào và đầu ra (Frank, Loughry, & O'Reilly, 2001; Frank & O'Reilly, 2006). Khi cổng đầu vào mở, nội dung của bộ nhớ làm việc có thể được cập nhật; khi cổng đầu vào bị đóng, những nội dung đó sẽ được duy trì và các cập nhật sẽ bị chặn.

Tương tự, việc mở cổng đầu ra sẽ chọn một mục (hoặc các mục) được duy trì trong bộ nhớ làm việc sẽ được phát ra để tác động đến hành vi. Bản thân quy trình bảo trì là một quy trình tích cực và quy trình này sẽ bổ sung cho việc kiểm soát các bản ghi nhớ vào và ra.

Trong thập kỷ qua, bằng chứng thần kinh về sự tồn tại của cổng đầu vào và đầu ra đã được tích lũy (Badre & Frank, 2012; Chatham, Frank, & Badre, 2014; D'Ardenne và cộng sự, 2012; Frank & Badre, 2012). Những phát hiện hiện tại cho thấy rằng việc giao phối được kiểm soát bởi thể vân thông qua các kết nối của nó với vỏ não trước. Đặc biệt, hoạt động ở thể vân tăng lên khi thông tin được đưa vào các vùng trí nhớ làm việc trong vỏ não trước trán hai bên (PFC), và sự kích thích từ tính xuyên sọ của PFC sẽ phá vỡ việc đưa các mục mới vào bộ nhớ làm việc này (D'Ardenne và cộng sự, 2012).

Tương tự, sự gia tăng nhu cầu lựa chọn từ bên trong bộ nhớ làm việc, được khởi tạo bằng cách đo cổng đầu ra, tương quan với sự gia tăng hoạt động bên trong đuôi, cũng như sự gia tăng kết nối đuôi với vỏ não trước trán (Chathamet al., 2014). Những phát hiện này bổ sung cho kết quả chỉ ra rằng việc duy trì chủ yếu là quá trình của vỏ não (D'Esposito & Postle, 2015).

Ví dụ: làm việc ở cả khỉ (M. Wang, Vijayraghavan, & Goldman-Rakic, 2004) và con người (Lorenc, Lee, Chen, & D'Esposito, 2015), đã chứng minh rằng các can thiệp mang tính nguyên nhân ở các vùng PFC bên cụ thể có thể làm giảm hiệu suất về việc duy trì trí nhớ làm việc và nghiên cứu gần đây hơn đã chứng minh vai trò của PFC bên trong việc duy trì sự biểu hiện ở các vùng vỏ não phía sau có chức năng mã hóa các kích thích liên quan (Rose và cộng sự, 2016).

Những chất nền thần kinh khác nhau này có chung mối liên kết với chất điều hòa thần kinh dopamine. Các mô hình tính toán bao gồm các cơ chế cổng, một tín hiệu đại diện cho hoạt động của dopamine chịu trách nhiệm mở và đóng cổng (Frank và cộng sự, 2001). Hơn nữa, ở người, hoạt động pha trong não giữa dopaminergic, nơi tín hiệu dopaminergic xuất hiện có lẽ bắt nguồn, tương quan với cổng đầu vào (D'Ardenne và cộng sự, 2012).

Liên quan đến việc duy trì trí nhớ làm việc, bằng chứng thần kinh về vai trò của việc truyền tín hiệu dopamine ở vỏ não đã đến từ các thí nghiệm trên các loài linh trưởng không phải con người, trong đó chất chủ vận và chất đối kháng dopamine được truyền trực tiếp vào PFC bên (Cai & Arnsten, 1997; Vijayraghavan, Wang, Birnbaum, Williams, & Arnsten, 2007 ; M. Wang và cộng sự, 2004; Y. Wang & Goldman-Rakic, 2004).

Tùy thuộc vào liều lượng truyền như vậy, hiệu suất trí nhớ làm việc có thể cải thiện hoặc suy giảm, hỗ trợ ảnh hưởng hình chữ U ngược cổ điển hiện nay của dopamine đối với hành vi, sao cho hành vi đó được tối ưu hóa cho giai điệu dopamine trung gian (Cools & D'Esposito, 2011).

Dựa trên những phát hiện trên, vị trí cụ thể của tác dụng dopaminergic sẽ xác định mức độ ảnh hưởng của chúng đối với chức năng trí nhớ làm việc. Đặc biệt, những thay đổi trong trương lực dopamine của vỏ não sẽ ảnh hưởng đến việc duy trì, nhưng không tác động khác nhau đến cổng đầu vào và đầu ra.

Theo hiểu biết của chúng tôi, giả thuyết này chưa được thử nghiệm. Để giải quyết ý tưởng này một cách trực tiếp, ở đây chúng tôi tận dụng giải phẫu thần kinh và dược lý học độc đáo của enzyme catechol-O-methyltransferase (COMT).

Quá trình chuyển hóa Dopamine được điều hòa một cách khác nhau ở vỏ não trán và thể vân: trong khi việc chấm dứt tác dụng của dopamine ở khớp thần kinh giai đoạn đầu chủ yếu được điều hòa bằng cách tái hấp thu thông qua chất vận chuyển dopamine, thì hoạt động của dopamine khớp thần kinh ở vỏ não trán bị chấm dứt chủ yếu thông qua sự thoái hóa của enzyme COMT (Chen và cộng sự. , 2004; Gogos và cộng sự, 1998).

Do đó, chất ức chế COMT thẩm thấu vào nãotolcapone có thể ưu tiên tăng cường trương lực dopamine của vỏ não (Tunbridge, Bannerman, Sharp, & Harrison, 2004) và do đó tăng cường duy trì trí nhớ làm việc, có khả năng bằng cách tăng khả năng kết nối giữa các vùng trán với các vùng vỏ não sau quan trọng để thể hiện các kích thích được duy trì (Mueller , Krock, Shepard, & Moore, 2020;Noudoost & Moore, 2011).

Một nghiên cứu trước đây về tolcapone ở người đã cho thấy sự cải thiện khiêm tốn về trí nhớ làm việc (Apud và cộng sự, 2007); tuy nhiên, nhiệm vụ bộ nhớ làm việc được sử dụng trong nghiên cứu đó, N-back, các quy trình mã hóa, bảo trì và truy xuất giới hạn trong các thử nghiệm đơn lẻ và do đó không thể dễ dàng phân biệt các yêu cầu về cổng đầu vào, cổng đầu ra và bảo trì.

Ở đây, chúng tôi đề xuất rằng tác dụng của tolcapone nên được thể hiện chủ yếu ở việc duy trì chứ không phải ở việc kiểm soát. Để kiểm tra giả thuyết của mình, chúng tôi tận dụng mô hình đã được sử dụng trước đây để đánh giá việc duy trì và kiểm soát bộ nhớ làm việc theo cấp bậc (Chatham và cộng sự, 2014) thông qua các thao tác làm việc độc lập tải bộ nhớ (chủ yếu đặt ra các yêu cầu đối với quy trình bảo trì) và bối cảnh nhiệm vụ (chủ yếu ảnh hưởng đến việc kiểm soát).

Trong nhiệm vụ, các đối tượng được yêu cầu duy trì một hoặc hai tác nhân kích thích – một chữ cái, một ký hiệu hoặc cả hai – trong suốt quá trình thử nghiệm, dựa trên tín hiệu ngữ cảnh (một con số) có thể được cung cấp trước hoặc sau các mục khác.

Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng tolcapone sẽ dẫn đến những cải thiện hành vi lớn nhất khi nhu cầu duy trì trí nhớ lớn hơn. Hơn nữa, chúng tôi lập luận rằng hiệu ứng này sẽ nổi bật nhất khi nhu cầu kiểm soát đầu ra thấp, do đó làm giảm khả năng thay đổi thời gian phản hồi do lựa chọn tùy theo ngữ cảnh từ bộ nhớ làm việc.

Do đó, chúng tôi đặc biệt dự đoán rằng chúng tôi sẽ tìm thấy sự cải thiện về hành vi khi nhu cầu bảo trì cao nhưng nhu cầu hỗ trợ lại thấp. Tương tự như vậy, việc sử dụng tolcapone sẽ có những ảnh hưởng hạn chế đến hiệu quả hoạt động như là một chức năng của nhu cầu kiểm soát khi nhu cầu bảo trì được giữ không đổi.

Phương pháp: 60 đối tượng khỏe mạnh không có tiền sử chống chỉ định về y tế, tâm thần hoặc thần kinh đã được tuyển dụng và cuối cùng đủ điều kiện tham gia nghiên cứu. Tất cả các đối tượng đều có sự đồng ý bằng văn bản theo Tuyên bố Helsinki và Ủy ban Bảo vệ Con người tại Đại học California, San Francisco và Đại học California, Berkeley; họ đã được đền bù cho sự tham gia của họ.

Các đối tượng đầu tiên được kiểm tra bệnh sử và thể chất, cũng như xét nghiệm máu để kiểm tra chức năng gan và sàng lọc nước tiểu để phát hiện lạm dụng ma túy, để đảm bảo không có chống chỉ định y tế nào đối với việc sử dụng tolcapone hoặc chụp cộng hưởng từ (MRI). Tất cả các đối tượng đều thuận tay phải và có thị lực bình thường hoặc điều chỉnh trở lại bình thường. Trước khi kiểm tra, các đối tượng được huấn luyện về nhiệm vụ để làm quen với quy trình thực hiện nhiệm vụ. Sau đó, các đối tượng trải qua hai phiên hành vi riêng biệt, mỗi phiên bao gồm 180 thử nghiệm nhiệm vụ, cũng như chụp MRI chức năng ở trạng thái nghỉ (fMRI) là một phần của một nghiên cứu lớn hơn.

Đối với những phiên điều trị đó, các đối tượng được chọn ngẫu nhiên theo kiểu mù đôi, đối trọng, kiểm soát giả dược để nhận một liều tolcapone 200 mg duy nhất hoặc một giả dược phù hợp trong lần khám đầu tiên và phương pháp điều trị thay thế trong lần khám thứ hai. Liều tolcapone dựa trên những phát hiện đã được công bố trước đây của chúng tôi rằng một liều 200mg duy nhất có tác dụng hành vi có thể đo lường được (Kayser, Allen, Navarro-Cebrian, Mitchell, & Fields, 2012; Kayser, Mitchell, Weinstein, & Frank, 2015; Saez, Zhu, Set , Kayser, & Hsu, 2015).

Nhìn chung, 11 đối tượng đã bị loại trước khi phân tích dữ liệu hành vi cuối cùng: 4 đối tượng vì họ chỉ tham gia vào một ngày kiểm tra hành vi, 4 đối tượng vì họ không hoàn thành tất cả các quy trình nghiên cứu trong mỗi ngày kiểm tra và 3 đối tượng vì độ chính xác trong nhiệm vụ của họ không vượt quá cơ hội. 49 đối tượng còn lại đóng góp vào tất cả dữ liệu hành vi. Độ tuổi dao động từ 18-33tuổi (trung bình 21,6 3,1 (sd)); 26 trong số 49 người là phụ nữ. Bốn đối tượng bổ sung đã bị xóa khỏi bộ dữ liệu trạng thái nghỉ do chuyển động quá mức (bản dịch lớn hơn 3 mm), để lại 45 đối tượng để phân tích hình ảnh.

Nhiệm vụ. Thông tin chi tiết về nhiệm vụ đã được xuất bản ở nơi khác (Chatham & Badre, 2013; Chatham et al., 2014). Tóm lại, mỗi thử nghiệm của nhiệm vụ bao gồm ba kích thích thị giác riêng biệt – một số (1,2 hoặc 3), một chữ cái (A hoặc B) và một ký hiệu (bông tuyết hoặc Mặt trời) – có thể được trình bày tuần tự trong bất kỳ hình thức nào. thứ tự (Hình 1).

Mỗi kích thích trong số hai kích thích đầu tiên cho thử nghiệm đó được trình bày trong {{0}},5 giây, cách nhau bằng khoảng thời gian giữa các kích thích (ITI) là 1,5 – 5,0 giây (được rút ra từ phân phối đồng nhất). Sau ITI thứ hai, kích thích cuối cùng vẫn còn trên màn hình cho đến khi đối tượng chọn một trong hai tùy chọn phản hồi đi kèm (xem bên dưới). Các đối tượng được yêu cầu duy trì cả bối cảnh, được gợi ý bằng con số, và ít nhất một trong các kích thích về chữ cái và ký hiệu trong suốt thử nghiệm.

Cụ thể, các con số đóng vai trò như một "bối cảnh" truyền tải thông tin về yếu tố nào trong hai kích thích còn lại có liên quan đến một thử nghiệm nhất định: đối với số 1, các đối tượng được yêu cầu ghi nhớ có chọn lọc ký hiệu (ngữ cảnh ("có chọn lọc"); đối với số 2, các đối tượng được yêu cầu ghi nhớ có chọn lọc chữ cái (ngữ cảnh "chọn lọc"); và đối với số 3, các đối tượng được yêu cầu nhớ cả ký hiệu và chữ cái (ngữ cảnh "toàn cầu").

Các thử nghiệm trong đó cả chữ cái và ký hiệu đều được đưa vào bộ nhớ làm việc được coi là thử nghiệm tải cao, trong khi những thử nghiệm trong đó chỉ một trong hai được duy trì được coi là thử nghiệm tải thấp (Hình 1).

Đi kèm với kích thích thị giác thứ ba (dù là số, chữ cái hay ký hiệu) là hai lựa chọn bao gồm cả một chữ cái và một ký hiệu; các đối tượng được yêu cầu nhấn nút trái hoặc phải để xác định lựa chọn bằng bản ghi nhớ thích hợp/a. Đối với các thử nghiệm toàn cầu, các đối tượng được thông báo rằng hai lựa chọn có thể chia sẻ một trong các bản ghi nhớ, yêu cầu các đối tượng phải nhớ cả hai mục để đưa ra quyết định chính xác.

Các yêu cầu về cổng đã được điều khiển bằng cách thay đổi thứ tự mà ba tác nhân kích thích được trình bày. Các thử nghiệm trong đó con số được trình bày trước tiên đặt ra yêu cầu chính về việc nhập liệu: các đối tượng cần chọn kích thích/kích thích thị giác thích hợp để nhập và duy trì trong suốt thời gian trễ, nhưng nhu cầu kiểm soát đầu ra đã giảm xuống, vì tất cả các bản ghi nhớ được duy trì đều phù hợp về mặt hành vi.

Ngược lại, các thử nghiệm trong đó con số được trình bày lần cuối không chỉ đặt ra yêu cầu về cổng đầu vào mà còn đặt ra yêu cầu lớn hơn đáng kể về cổng đầu ra: các đối tượng được cập nhật và duy trì tất cả các kích thích được trình bày trực quan trong trí nhớ làm việc, bởi vì vẫn chưa xác định được danh tính của các kích thích liên quan đến hành vi. được chỉ định, nhưng sau đó họ chỉ cần chọn đầu ra lựa chọn phù hợp từ nội dung của bộ nhớ làm việc.

Đối với những thử nghiệm trong đó con số được trình bày cuối cùng, hãy lưu ý rằng nhu cầu kiểm soát đầu ra cao hơn đối với bối cảnh "chọn lọc" so với bối cảnh "toàn cầu", bởi vì bộ nhớ làm việc chứa các mục không liên quan đến hành vi. Cuối cùng, các thử nghiệm trong đó bối cảnh (tức là con số) được trình bày dưới dạng kích thích thị giác thứ hai trong ba kích thích thị giác được đưa vào nhiệm vụ hành vi để đảm bảo tính hoàn chỉnh, nhằm đảm bảo rằng các đối tượng cần tham gia vào tất cả các vị trí kích thích như nhau.

Tuy nhiên, vì những thử nghiệm này gây nhiễu nhiều hơn các yêu cầu về cổng đầu vào, đầu ra và bảo trì nên chúng không được phân tích sâu hơn. Tóm lại, bốn điều kiện nhiệm vụ đã được phân tích: bối cảnh trước tiên, chọn lọc (CF-S); bối cảnh đầu tiên, toàn cầu (CF-G); bối cảnh cuối cùng, chọn lọc(CL-S); và bối cảnh cuối cùng, toàn cầu (CL-G).

For more information:1950477648nn@gmail.com