Sinh lý học thần kinh của sự chú ý bền vững ở trẻ sơ sinh: Nghiên cứu mối quan hệ theo chiều dọc với kết quả ghi nhớ khả năng nhận biết Phần 1

trừu tượng

Khả năng duy trì sự chú ý là một lĩnh vực nhận thức quan trọng xuất hiện từ khi còn nhỏ và có thể dự đoán được nhiều quá trình nhận thức. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng thước đo duy trì sự chú ý liên tục được xác định theo nhịp tim (HR) để đánh giá những thay đổi tương ứng về công suất điện não đồ vùng trán (EEG) khi trẻ được 3 tháng tuổi. Thứ hai, chúng tôi đã kiểm tra xem nền tảng thần kinh của sự chú ý được duy trì do HR xác định có liên quan như thế nào đến sự tham gia của sự chú ý được duy trì.

Duy trì sự chú ý và trí nhớ là vấn đề mà mọi người cần quan tâm trong cuộc sống hàng ngày. Trí nhớ cũng bị ảnh hưởng khi chúng ta khó tập trung. Vì vậy, duy trì sự tập trung tốt có thể giúp cải thiện trí nhớ.

Đầu tiên, một giấc ngủ ngon là chìa khóa để duy trì sự tập trung và trí nhớ. Khi chúng ta thiếu ngủ, não của chúng ta trở nên mệt mỏi và khó tập trung. Vì vậy, việc đảm bảo thời gian ngủ đủ giấc mỗi đêm là rất quan trọng. Ngoài ra, duy trì vận động vừa phải cũng có thể giúp cải thiện khả năng tập trung và trí nhớ. Tập thể dục vừa phải làm tăng lưu lượng máu và cung cấp oxy, giúp cải thiện chức năng não.

Thứ hai, một chế độ ăn uống tốt cũng có thể giúp cải thiện khả năng tập trung và trí nhớ. Protein, rau, trái cây và chất béo lành mạnh đều là những thực phẩm tốt. Ngoài ra, duy trì lượng nước vừa phải cũng có thể duy trì chức năng não bình thường.

Ngoài ra, duy trì tâm trạng vui vẻ, tích cực cũng có thể giúp tập trung và ghi nhớ. Căng thẳng và cảm xúc tiêu cực có thể ảnh hưởng đến sự tập trung và trí nhớ, vì vậy điều quan trọng là phải giữ thái độ tích cực. Ngoài ra, mạng xã hội tốt và sự hỗ trợ xã hội tốt cũng có thể giúp duy trì chức năng não bình thường.

Tóm lại, việc duy trì mối quan hệ giữa sự chú ý và trí nhớ đòi hỏi sự chú ý của chúng ta. Ngủ ngon, tập thể dục thường xuyên, chế độ ăn uống lành mạnh, tư duy tích cực và hỗ trợ xã hội tốt đều là chìa khóa để duy trì chức năng não tốt. Hãy cùng nhau phát triển những thói quen sống tốt để bộ não của chúng ta luôn khỏe mạnh nhé. Có thể thấy rằng chúng ta cần phải cải thiện trí nhớ. Cistanche có thể cải thiện trí nhớ đáng kể vì Cistanche là dược liệu cổ truyền của Trung Quốc với nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của thịt băm đến từ nhiều hoạt chất có trong nó, bao gồm axit cacboxylic, polysacarit, flavonoid, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ thông qua nhiều kênh khác nhau.

Bấm biết 10 cách cải thiện trí nhớ

Thứ ba, chúng tôi đã đánh giá xem liệu các biện pháp duy trì sự chú ý liên tục về thần kinh hoặc hành vi lúc 3 tháng tuổi có dự đoán điểm ghi nhớ nhận biết tiếp theo lúc 9 tháng tuổi hay không. Bảy mươi lăm trẻ sơ sinh được đưa vào lúc 3 tháng tuổi và cung cấp sự chú ý cũng như dữ liệu điện não đồ có thể sử dụng được và 25 trẻ sơ sinh quay trở lại phòng thí nghiệm lúc 9 tháng tuổi và cung cấp dữ liệu bộ nhớ nhận dạng có thể sử dụng được.

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào công suất dao động ở dải tần theta (4–6 Hz) trong các giai đoạn của giai đoạn chú ý và không chú ý được duy trì do HR xác định. Kết quả cho thấy sức mạnh theta cao hơn đáng kể trong các giai đoạn chú ý kéo dài. Thứ hai, công suất theta cao hơn trong thời gian duy trì sự chú ý có liên quan tích cực với tỷ lệ thời gian duy trì sự chú ý.

Thứ ba, các phân tích theo chiều dọc chỉ ra mối liên hệ tích cực đáng kể giữa sức mạnh theta trong quá trình chú ý liên tục vào điểm so sánh cặp đôi thị giác trong 9-tháng sao cho sức mạnh theta cao hơn dự đoán điểm so sánh cặp đôi thị giác cao hơn sau 9 tháng. Những kết quả này nêu bật mối tương quan giữa hệ thống chú ý và kích thích có ý nghĩa theo chiều dọc đối với các quá trình ghi nhớ nhận dạng tiếp theo.

Từ khóa

Sự chú ý của trẻ sơ sinh; điện não đồ; Phát triển; Bộ nhớ nhận dạng.

1. Giới thiệu
Khả năng duy trì sự chú ý là một lĩnh vực nhận thức quan trọng xuất hiện ở trẻ nhỏ và có thể dự đoán được vô số kết quả nhận thức trong quá trình phát triển của trẻ (Brandes-Aitken và cộng sự, 2019; Johansson và cộng sự, 2015, Pérez-Edgar và cộng sự, 2010). Phần lớn các nghiên cứu hiện tại xem xét các yếu tố dự đoán và mối liên hệ theo chiều dọc của khả năng chú ý duy trì ở trẻ sơ sinh đều dựa vào phương pháp hành vi.

Tuy nhiên, việc sử dụng tâm sinh lý và hình ảnh thần kinh có thể làm tăng khả năng dự đoán sự khác biệt của từng cá nhân trong kết quả nhận thức theo chiều dọc (Farah, 2018). Bài viết này có ba câu hỏi nghiên cứu.

Đầu tiên, liệu thước đo về sự chú ý duy trì được xác định bằng nhịp tim (HR) có tương ứng với những thay đổi trong dao động thần kinh khi trẻ 3 tháng tuổi không? Thứ hai, các biện pháp thần kinh về sự chú ý duy trì tương quan như thế nào với sự tham gia vào sự chú ý duy trì do HR xác định? Thứ ba, liệu những khác biệt của mỗi cá nhân trong khả năng duy trì sự chú ý và sinh lý thần kinh lúc 3 tháng tuổi có dự đoán được kết quả về trí nhớ nhận biết lúc 9 tháng tuổi không?

Sự chú ý là một lĩnh vực nhận thức đa chiều, bao gồm cả cơ chế nhận thức ngoại sinh (phản xạ) và nội sinh (không phản xạ). Sự chú ý được duy trì là một biểu hiện quan trọng của sự chú ý nội sinh đề cập đến khả năng tập trung sự chú ý vào một kích thích nhất định trong một thời gian dài khi có sự phân tâm.

Sự chú ý được duy trì chia sẻ đáng kể các chất nền sinh học thần kinh với hệ thống kích thích sinh lý nói chung (Richards, 2011). Nhìn chung, hệ thống thần kinh tự trị (ANS) được biết là có chức năng điều chỉnh các vùng vỏ não phía trước hỗ trợ quá trình chú ý được duy trì (Arnsten, 1998, 2009; Arnsten & Li, 2005). Mối quan hệ này được điều hòa qua vỏ não thông qua sự kết nối giữa thân não, đồi thị và đầu vào hệ cholinergic với vỏ não trước (Reynolds và cộng sự, 2013, Reynolds và cộng sự, 2013; Sarter và cộng sự, 2001).

Do đó, việc kích hoạt ANS sẽ gây ra những tác động xuôi chiều lên trạng thái kích thích của trẻ sơ sinh, điều này có thể dẫn đến phạm vi tối ưu hoặc dưới mức tối ưu để xảy ra sự chú ý và xử lý sâu hơn.

Sự tương tác giữa các hệ thống kích thích và chú ý được phản ánh trong các giai đoạn chú ý riêng biệt và có thể đo lường được (Reynolds & Romano, 2016; Richards, 2011). Đặc biệt, một phương pháp tâm sinh lý đáng tin cậy để đo lường sự chú ý kéo dài là mô tả đặc điểm của sự giảm tốc độ nhịp tim (Richards và Casey, 1991). Richards (1989) nhận thấy rằng trong giai đoạn nhịp tim giảm, 2-trẻ sơ sinh vài tháng tuổi mất gấp đôi thời gian để chuyển sự chú ý thị giác ra khỏi trung tâmkích thích đến một kích thích ngoại vi, cho thấy sự tập trung tăng lên và giảm sự mất tập trung.

Việc tích hợp các biện pháp có thể quan sát được với các biện pháp sinh lý sẽ cung cấp một cái nhìn khách quan hơn về các giai đoạn tương tác tích cực (nghĩa là thay vì chỉ đo lường hành vi nhìn, có thể không phản ánh mức độ tương tác) và mức độ cụ thể bổ sung về loại chú ý đang được lập chỉ mục. Mối quan hệ chặt chẽ giữa nhịp tim và hành vi nhìn càng nhấn mạnh thêm nền tảng sinh lý của sự phát triển khả năng chú ý bền vững. Khi được 3 tháng tuổi, mối liên hệ giữa nhịp tim chậm lại và sự chú ý kéo dài trở nên rõ ràng, khi hệ thống chú ý trước và hệ thống điều hòa tim của trẻ bắt đầu trưởng thành và phối hợp với nhau (Reynolds & Richards, 2008).

Khi được 3 tháng tuổi, các giai đoạn chú ý kéo dài có nhiều khả năng được thúc đẩy bởi các hệ thống cảnh báo trưởng thành (tức là kích thích) hơn là các hệ thống điều hành (tức là, theo nhiệm vụ, từ trên xuống và có ý chí), bởi vì các kỹ năng điều hành không hình thành trước khi kết thúc. của năm đầu tiên (Colombo, 2002; Ruff & Rothbart, 2001). Việc xem xét các cơ chế vỏ não kết hợp với các cơ chế ANS hỗ trợ các mối liên hệ kích thích-chú ý có thể làm sáng tỏ những thông tin không rõ ràng chỉ bằng việc đo lường hành vi ngay từ giai đoạn đầu của giai đoạn trứng nước.

Điện não đồ (EEG) là một phương pháp chụp ảnh thần kinh phổ biến để mô tả hoạt động thần kinh trực tiếp làm nền tảng cho các quá trình nhận thức, đặc biệt là ở trẻ nhỏ. EEG đo lường sự đồng bộ hóa thần kinh bằng cách lập chỉ mục công suất dao động trong các dải tần số riêng biệt được liên kết với các quá trình nhận thức cụ thể.

Liên quan đến sự chú ý được duy trì, sự đồng bộ hóa theta (4–7 Hz; Orekhova và cộng sự, 1999) và giải đồng bộ hóa alpha (6–9 Hz; Ward, 2003) được kiểm tra phổ biến nhất. Xie và Richards (2017) đã xem xét mối quan hệ giữa sự chú ý duy trì ở trẻ sơ sinh, được lập chỉ mục thông qua việc giảm tốc độ nhịp tim và dao động điện não đồ. Bằng cách sử dụng mẫu cắt ngang ở trẻ sơ sinh ở độ tuổi 6, 8, 10 và 12 tháng, các tác giả nhận thấy rằng trẻ sơ sinh 10- và 12-tháng tuổi đã thể hiện sự đồng bộ hóa theta và khử đồng bộ hóa alpha trong các giai đoạn chú ý kéo dài liên quan đến các giai đoạn không chú ý.

Những phát hiện này được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đây của Richards và Reynolds liên kết sự chú ý bền vững được xác định theo nhịp tim với các thành phần EEG liên quan đến sự kiện (Reynolds, Courage, & Richards, 2011; Richards, 2003). Đây là một nghiên cứu quan trọng vì đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh sự khác biệt trong quá trình phát triển về sức mạnh dao động thần kinh liên quan đến các giai đoạn được xác định theo nhịp tim của sự chú ý kéo dài.

Cần nghiên cứu sâu hơn để kết nối não với hành vi chú ý có thể quan sát được.

Việc xác định đặc điểm cơ sở sinh học của sự chú ý bền vững ngay từ đầu đời là rất quan trọng vì sự chú ý của trẻ sơ sinh được coi là yếu tố dự đoán về một loạt kết quả nhận thức (Brandes-Aitken và cộng sự, 2019, 2020; Johansson và cộng sự, 2015). Sự phát triển khả năng chú ý là một trong những quá trình quan trọng và phổ biến nhất diễn ra trong thời thơ ấu (Brandes-Aitken và cộng sự, 2019; Diamond, 2009).

Sự chú ý xuyên suốt quá trình phát triển chuyển sang vô số lĩnh vực phát triển phức tạp hơn, bao gồm chức năng điều hành (Johansson và cộng sự, 2015), điều tiết cảm xúc (Brandes-Aitken và cộng sự, 2021; Pérez-Edgar và cộng sự, 2010), trí nhớ, ngôn ngữ, và giao tiếp xã hội (Mundy & Jarrold, 2010; Salley và cộng sự, 2016). Các nghiên cứu hiện tại xem xét bản chất thứ bậc của sự chú ý kéo dài đã nghiên cứu các thước đo hành vi của sự chú ý kéo dài được quan sát bắt đầu vào khoảng 10 tháng (Frick và cộng sự, 2018; Johansson và cộng sự, 2015; Johansson và cộng sự, 2016).

Tuy nhiên, cấu trúc thần kinh hỗ trợ sự chú ý bền vững đang nổi lên trong vài tháng đầu đời của trẻ sơ sinh có thể đặt nền tảng cho các khả năng nhận thức bậc cao theo chiều dọc.

1.1. Nghiên cứu hiện tại

Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã nghiên cứu các mô hình về sự chú ý và hoạt động thần kinh được duy trì liên tục do HR xác định ở 3 tháng tuổi và các mối liên hệ theo chiều dọc với khả năng ghi nhớ nhận dạng tiếp theo ở 9 tháng tuổi. Nghiên cứu hiện tại có ba câu hỏi nghiên cứu:

1. Các biện pháp đo lường sự chú ý kéo dài do HR xác định có đặc trưng cho các dao động thần kinh khác biệt lúc 3 tháng tuổi không? Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng hoạt động thần kinh sẽ cao hơn trong các giai đoạn chú ý được duy trì liên tục do HR xác định.

2. Các dao động thần kinh do HR xác định có tương ứng với sự tham gia vào sự chú ý liên tục do HR xác định không? Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng hoạt động thần kinh sẽ gắn liền với sự thu hút sự chú ý lâu dài hơn.

3. Các biện pháp do HR xác định về khả năng chú ý kéo dài và hoạt động thần kinh tương ứng lúc 3 tháng tuổi có dự đoán kết quả trí nhớ nhận dạng theo chiều dọc lúc 9 tháng tuổi không? Chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng hoạt động thần kinh lớn hơn trong thời gian duy trì sự chú ý do HR xác định lúc 3 tháng sẽ liên quan đến điểm ghi nhớ nhận dạng cao hơn lúc 9 tháng.

2. Phương pháp

2.1. Những người tham gia

Mẫu ban đầu bao gồm 100 trẻ sơ sinh (63 nam; tuổi M=3,46 tháng, SD=0,38) được tuyển dụng từ các sự kiện cộng đồng, dịch vụ gia đình, nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe và tờ rơi được đăng tại các doanh nghiệp địa phương xung quanh New Thành phố York. Mẫu cuối cùng chỉ bao gồm những trẻ sơ sinh đã cung cấp dữ liệu EEG có thể sử dụng được (N=75; Xem giao thức để biết dữ liệu liên quan đến tình trạng suy nhược). Những người tham gia bị loại khỏi việc tham gia vào nghiên cứu này do sinh trước 36 tuần tuổi thai, sinh nhiều con hoặc có rối loạn phát triển.

Các gia đình được mời tham gia nghiên cứu khi trẻ được 3 tháng tuổi. Xem Bảng 1 để biết thông tin nhân khẩu học của người tham gia trên mẫu phân tích. Nghiên cứu hiện tại được thực hiện theo các hướng dẫn được nêu trong Tuyên bố Helsinki, với sự đồng ý bằng văn bản của phụ huynh hoặc người giám hộ cho mỗi trẻ trước khi thực hiện bất kỳ đánh giá hoặc thu thập dữ liệu nào. Tất cả các quy trình nghiên cứu đã được IRB [MASKED FOR BLINDING] phê duyệt.

2.2. Giao thức

Trẻ sơ sinh và người chăm sóc đến thăm phòng thí nghiệm lúc 3 tuổi (Tuổi M=3.48, SD=0.39) và 9 tháng (Tuổi M=9.48, SD=0. 53). Tại thời điểm 3-tháng, EEG và ECG của trẻ sơ sinh được ghi lại trong khi thực hiện nhiệm vụ chú ý và khi nghỉ ngơi, đồng thời thu thập các câu trả lời cho bảng câu hỏi nhân khẩu học xã hội. Vào thời điểm 9-tháng, một tác vụ bộ nhớ nhận dạng hình ảnh đã được thực hiện và dữ liệu về hình ảnh trẻ sơ sinh được ghi lại.

Trong số mẫu ban đầu (N=100), 7 trẻ sơ sinh không cung cấp dữ liệu EEG do các vấn đề về hành vi, 8 tệp EEG bị mất do sự cố kỹ thuật thu thập dữ liệu, 7 tệp EEG không thể sử dụng được do có quá nhiều tạo tác và 3 không cung cấp đủ dữ liệu EEG chú ý liên tục (Xem Phần 2.3.4). Do đó, mẫu phân tích bao gồm 75 trẻ sơ sinh lúc 3 tháng.

Vào thời điểm 9-tháng, một nhóm nhỏ gồm 25 trẻ sơ sinh đã quay lại phòng thí nghiệm và cung cấp dữ liệu bộ nhớ nhận dạng có thể sử dụng được. Sự suy giảm trong mẫu nghiên cứu chủ yếu là do sự bùng phát của đại dịch COVID-19. Thử nghiệm cho nghiên cứu hiện tại đã bắt đầu vào tháng 3 năm 2018 và đã dừng lại vào tháng 3 năm 2020. Để đánh giá sai lệch liên quan đến tiêu hao, chúng tôi đã chạy thử nghiệm t để đánh giá sự khác biệt về hiệp phương sai giữa mỗi thời điểm. Mẫu trẻ sơ sinh tháng 3-quay trở lại lúc 9 tháng không khác biệt đáng kể so với mẫu tháng 3-không quay trở lại về mặt thu nhập theo nhu cầu, trình độ học vấn của bà mẹ hoặc sức mạnh điện não đồ (t Ít hơn hoặc bằng 1,1, p Lớn hơn hoặc bằng 0,23).

2.3. Vật liệu và biện pháp

2.3.1. Đặc điểm gia đình và hộ gia đình

Các gia đình được phát bảng câu hỏi để thu thập thông tin nhân khẩu học bao gồm tuổi mẹ và trẻ sơ sinh, chủng tộc và dân tộc. Những người chăm sóc cũng báo cáo về trình độ học vấn cao nhất mà họ đạt được và thu nhập hàng năm của hộ gia đình. Tỷ lệ thu nhập trên nhu cầu của gia đình (ITN) là tổng thu nhập của hộ gia đình chia cho chuẩn nghèo liên bang cho số người lớn và trẻ em tương ứng trong nhà và được sử dụng làm thước đo tình trạng kinh tế xã hội trong các phân tích.

2.3.2. Biện pháp chú ý duy trì do HR xác định

Nghiên cứu này sử dụng các kích thích và quy trình tương tự như Xie et al. (2017) để đo lường sự chú ý bền vững. Những người tham gia ngồi trong lòng người chăm sóc họ trong khi họ được xem một đoạn video sống động về Sesame Street trên màn hình máy tính lớn. Một camera phía trước trẻ sơ sinh ghi lại khuôn mặt của trẻ sơ sinh, trong khi một camera phía sau những người tham gia ghi lại kích thích. Video phút 4-bao gồm một số nhân vật từ Sesame Street, chẳng hạn như 'Elmo' và 'Big Bird', di chuyển từ bên này sang bên kia, biến mất, hát và nhảy.

Những video này đã được chứng minh nhiều lần là có thể khơi gợi sự chú ý lâu dài ở trẻ nhỏ (Xie và cộng sự, 2017). Sự chú ý trực quan đến các kích thích đã được mã hóa thủ công bằng phần mềm Net Station 5.1. Dữ liệu nhịp tim được chỉnh sửa và xử lý bằng phần mềm QRSTool để loại bỏ các thành phần giả và xác định nhịp tim. Khoảng thời gian giữa các nhịp (IBI hoặc thời gian tính bằng mili giây giữa các nhịp tim) được sử dụng để đánh giá nhịp tim với IBI dài hơn cho thấy nhịp tim chậm hơn và ngược lại.

Thời kỳ trẻ sơ sinh duy trì sự chú ý được phân loại dựa trên vẻ ngoài của trẻ sơ sinh và tốc độ giảm nhịp tim. Tiêu chí để phân loại các giai đoạn trẻ sơ sinh duy trì sự chú ý đòi hỏi trẻ phải tập trung thị giác vào kích thích kết hợp với nhịp tim giảm (Richards, 2011). Cụ thể, các giai đoạn chú ý kéo dài do HR xác định bắt đầu khi trẻ sơ sinh nhìn vào màn hình và giá trị trung bình của 5 giá trị IBI liên tiếp thấp hơn giá trị trung bình của 5 IBI trước khi bắt đầu nhìn.

Các giai đoạn chú ý kéo dài do HR xác định đã kết thúc (và các giai đoạn không chú ý bắt đầu) khi giá trị trung bình của năm giá trị IBI liên tiếp cao hơn giá trị trung bình của năm IBI trước khi bắt đầu nhìn. Tất cả các giai đoạn chú ý xảy ra trong quá trình nhìn vào các kích thích thực nghiệm. Để mô tả mức độ tương tác chú ý kéo dài, chúng tôi đã tính tỷ lệ thời gian trong các giai đoạn chú ý kéo dài do HR xác định (số giây chú ý kéo dài/tổng ​​số giây nhìn bằng mắt (Tonnsen và cộng sự, 2018; Xie & Richards, 2016). Chúng tôi cũng tính toán diện mạo- đã xác định các giai đoạn chú ý và không chú ý kéo dài (dựa trên việc trẻ sơ sinh nhìn hay không nhìn vào các kích thích của máy tính) để đánh giá giá trị gia tăng bằng cách kết hợp việc giảm tốc độ nhịp tim vào đặc tính của chúng tôi về sự chú ý kéo dài.

For more information:1950477648nn@gmail.com