Prefrontal Transkranyal Doğru Akım Stimülasyonu Öğrenmeyi Genel Olarak İyileştirir, Ancak Hedeflenen Bellek Yeniden Etkinleştirmesinin Uyanık Bellek Sağlamlaştırmadaki Faydalarını Seçici Olarak Güçlendirmez Bölüm 4
Mar 29, 2024
4.3. Duygusal Anıların Konsolidasyonu ve tDCS Polaritesinin Lateralizasyonu
Sağ DLPFC'nin anodal uyarıcı uyarılmasının (sol DLPFC'nin katotal inhibitör uyarılmasıyla birlikte), negatif kelime çiftleri için TMR'nin seçici iyileştirme etkisini artıracağını varsaydık.
Uyarıcı uyarılma ile hafıza arasında yakın bir ilişki vardır. Heyecanlandığımızda vücudumuz farkındalığımızı ve konsantrasyonumuzu artırmaya ve hafızamızı geliştirmeye yardımcı olan adrenalin ve dopamin gibi kimyasallar salgılar.
Örneğin, bazı soyut ve zor kavramları öğrenirken, herhangi bir nedenle merak edersek veya heyecanlanırsak, bu heyecan beynimizi harekete geçirecek ve yeni bilgileri hatırlamamızı kolaylaştıracaktır.
Ayrıca egzersiz de iyi bir uyarıcıdır. Araştırmalar, egzersizin beyindeki nöronları harekete geçirerek hafızayı iyileştirdiğini gösteriyor. Bunun nedeni, egzersizin vücutta dopamin salınımını teşvik etmesi, bizi heyecanlı ve mutlu hissettirmesi, dolayısıyla hafıza yeteneğimizi geliştirmesidir.
Ancak heyecanın çok yüksek ya da çok düşük olmamasına dikkat etmemiz gerekiyor. Aşırı heyecanlandığımızda beynimiz dağılabilir veya odaklanmak ve düşünmek zorlaşabilir, bu da hafızayı olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle hafızamızı geliştirmek için ılımlı bir heyecan durumunu sürdürmemiz gerekiyor.
Özetle, uyarıcı uyarım ile hafıza arasında yakın bir ilişki vardır. Heyecan duygularını uyararak ve vücutta dopamin gibi kimyasalların salınmasını teşvik ederek farkındalığımızı, konsantrasyonumuzu ve hafızamızı artırabiliriz. Bu nedenle hafıza yeteneğimizi geliştirmek için heyecanımızı harekete geçirecek çeşitli yöntemler denemeliyiz. Hafızayı geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola, hafızayı geliştirmek de dahil olmak üzere birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir. Cistanche Deserticola'nın etkinliği, tanik asit, polisakkaritler, flavonoid glikozitler vb. dahil olmak üzere içerdiği birçok aktif bileşenden gelir. Bu bileşenler, beyin sağlığını çeşitli şekillerde geliştirebilir.
Beyin fonksiyonunu iyileştirmenin yollarını bilin'e tıklayın
Ancak sonuçlarımız, negatif öğelerin konsolidasyonu için tDCS'nin polariteye bağlı etkisini doğrulamadı. Bu nedenle, bir konsolidasyon aralığı sırasında uygulanan tDCS polaritesinin, negatif anılar için TMR'yi modüle ettiği sonucuna varamayız.
Bununla birlikte, küresel bir TMR etkisinde olduğu gibi, tDCS'nin genel bellek performansı üzerindeki ana ve güçlü etkisinin, tDCS polaritesinin negatif kelime çiftlerinin birleştirilmesi üzerindeki spesifik etkisini maskelemesi mümkündür.
Bu olasılığın ileriki çalışmalarda araştırılması gerekmesine rağmen, diğerleri de benzer şekilde, olumsuz duyguların işlenmesinde sol ve sağ DLPFC arasında hemisferler arası ayrışmaları kanıtlamakta başarısız oldular, hatta beklenmedik zıt etkiler elde ettiler. Örneğin, sol DLPFC üzerindeki anodal tDCS'nin, negatif ve pozitif yüz ifadelerinin (olumlu duygular için daha belirgin bir fayda ile) tanınmasını kolaylaştırdığı, ancak katılımcıların duygusal durumunu etkilemediği bulunmuştur [81].
Benzer şekilde Penolazzi ve ark. [82], frontotemporal bölgeler üzerindeki sağ anodal/sol katot uyarımının hoş görüntülerin hatırlanmasını kolaylaştırdığını, sol anodal/sağ katot uyarımının ise hoş olmayan görüntülerin hatırlanmasını iyileştirdiğini bulmuşlardır.
Bununla birlikte, öğrenmenin sonunda nötr kelime çiftleri negatif kelime çiftlerinden daha iyi kodlandığından, sonuçlarımız dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır. Olumsuz duygusal materyali uyandırmanın genellikle daha iyi kodlandığı göz önüne alındığında, nötr öğeler için üstün öğrenme şaşırtıcıdır [83].
Gerçekten de çoğu çalışma, duygusal değerin hafıza pekiştirme sürecindeki etkisini araştırmış ve duygusal anıların genellikle zaman içinde daha iyi hatırlandığını bulmuştur [84], bunun nedeni muhtemelen amigdalanın hipokampus ve neokorteksteki anıların organizasyonuna aracılık etmesidir [85,{{2 }}].Bu çalışmada katılımcılardan duygusal açıdan uyumlu bir sesi dinlerken kelime çiftlerini öğrenmeleri istendi.
Sesi öğrenmeleri istenmedi. Bu nedenle sesler, öğrenilecek öğelerden ziyade bağlamsal (kelime çiftine özgü) ipuçları olarak hareket ediyordu. TMR'nin hafıza hatırlama üzerindeki faydalarının işitsel ipuçlarının yeniden çalınmasıyla ilgili olması bekleniyordu. Burada, olumsuz çağrışımların daha zayıf kodlanmasının, uyandırıcı olumsuz seslerin bağlamsal ipuçları olarak hareket etmesiyle ilgili olduğunu düşünüyoruz.
Gerçekten de, oldukça uyarıcı bir duygusal bağlam, hafıza oluşumu süreçlerine zarar verebilir. Örneğin, bir fMRI çalışması [87], negatif kelime ve nötr yüz çiftlerinin kodlanması sırasında hatırlama performansı ile amigdala aktivasyonu arasındaki negatif korelasyonları vurgulamış ve negatif duyguların neden olduğu amigdala aktivasyonunun ilişkisel hafıza performansını bozabileceğini öne sürmüştür.
Ayrıca Zhang ve ark. [88], oldukça uyarıcı duygusal resimlerin nötr kelimelerin tanınmasını engellediğini gösterdi. Yüksek düzeyde uyarıcı bağlamların (düşük uyarıcı bağlamlarla karşılaştırıldığında) daha olumlu ERP'ler ortaya çıkardığını buldular; bu da bunların otomatik dikkat yakalama ve yüksek düzeyde uyarıcı bağlamın neden olduğu müdahalenin üstesinden gelmek için devreye giren bilişsel kaynakların varlığının, sonuçta öğrenmeyi olumsuz yönde etkileyeceğini öne sürdü.
Bu nedenle, kelime çiftleriyle ilişkili olumsuz seslerin uyandırıcı etkisinin çok yüksek olması, bu durumun katılımcıların dikkatini seslere doğru kaydırarak, nötr kelime çiftleriyle karşılaştırıldığında ilişkili olumsuz kelime çiftlerinin zararına neden olması göz ardı edilemez. Önceki çalışmalar aynı zamanda olumsuz duyguları uyandırmanın ilişkisel öğrenme üzerinde spesifik zararlı bir etkisi olduğunu da buldu [89-91].
Bu tür bir dikkat değişimi, muhtemelen DLPFC'nin sağ anodal/sol katot uyarımının spesifik etkisini maskeleyerek kodlama ve daha sonra geri alma süreçlerine müdahale etmiş olabilir. Negatif çağrışımlar, negatif duygunun öğe ve çağrışımsal hafıza üzerindeki farklı etkilerine dayanır.
Aslında, olumsuz duygusal içeriğin, amigdala aktivitesini artırarak içeriğe ilişkin hafızayı güçlendirdiği, hipokampal aktivitenin sağladığı öğelerin ve bağlamın bağlanmasının ise olumsuz duyguların çağrışımsal hafıza üzerinde zararlı bir etkisine yol açarak bozulabileceği genel olarak varsayılmaktadır. Guez ve diğerleri. [90], olumsuz duygusal uyarılmanın öğe hafızasına kıyasla çağrışımsal hafıza üzerinde daha belirgin zararlı etkiye sahip olduğunu buldu.
Benzer şekilde Bisby ve ark. [91], olumsuz duygunun öğe hafızası üzerinde yararlı bir etkisi olduğunu, oysa çağrışımsal hafızayı bozduğunu buldu. Bu nedenle, çalışmamızda gözlemlenen negatif çağrışımsal kelime çiftlerinin daha zayıf kodlanmasının bir başka açıklaması, öğe belleği için duygusal bir avantajı farklı şekilde tetikleyen, ancak çağrışımsal bellek için bir dezavantajı tetikleyen ikili bir bellek sürecinden kaynaklanabilir.
4.4. TMR ve tDCS'nin Uzun Vadeli Faydası Yok
Bir hafta sonra yeniden test edildiğinde tüm koşullarda benzer şekilde %30 ila 40'lık bir unutma oranı gözlemlendi; bu, önceki raporların aksine, uyanık TMR ve tDCS ile ilgili hafıza güçlendirme üzerindeki faydaların kısa ömürlü olduğunu düşündürmektedir (örneğin, [43-45]).
İlk hatırlama oturumunda elde edilen yüksek düzeydeki bellek performansı, çalışmamızda TMR ve tDCS'nin uzun vadeli faydasını maskelemiş olabilir. Örneğin, Flöel ve ark. Çalışmaya göre [45], yaşlı deneklerde hafızanın iyileştirilmesi için daha fazla alan kalmış olabilir, bu da uzun vadede DCS ile ilişkili hafıza gelişiminin potansiyelini arttırmış olabilir.
Bir başka olası açıklama ise, uyanıkken dinlenme periyodu sırasında işitsel hatırlatıcılar sunmanın, başlangıçta ilgili anıları güçlendirmesi, ancak eşzamanlı olarak bunları dış müdahalelere karşı daha duyarlı daha değişken bir duruma sokması ve sonunda unutmaya yol açmasıdır.
Örneğin, uyanıkken bağlamsal bir kokuya yeniden maruz kalmanın, görüntü konumunun geri kazanılmasını bozduğu gösterilmiştir [29], bunun nedeni muhtemelen anıların yeniden etkinleştirilmeden sonra daha kararsız olması ve yeniden pekiştirilmesinin gerekli olmasıdır [70,92], ancak bkz. [93].
Ek olarak, öğrenme ile gecikmeli hatırlama arasındaki süre herhangi bir hatırlatma olmaksızın yedi gündü. Ardışık günler boyunca anılara işaret vermek, uzun vadede tanımlanabilir faydalara yol açmış olabilir. Hem tDCS hem de TMR tekniklerinin zamansal etkilerini ortadan kaldırmak için ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.
5. Sonuçlar
Özetle, bu çalışmada uyanık bir dinlenme periyodu sırasındaki TMR'nin kısa süreli hafızanın pekiştirilmesine fayda sağladığını gösterdik. Bununla birlikte, sağ veya sol DLPFC'de eşzamanlı tDCS, çok daha yüksek ancak spesifik olmayan bellek geliştirmelerine yol açtı, dolayısıyla TMR avantajını ortadan kaldırdı veya en azından gölgede bıraktı.
Son olarak, sonuçlarımız tDCS'nin duygusal olumsuz anıların pekiştirilmesi üzerinde polariteye bağlı yarıküresel etkisinin kanıtını ortaya koydu.
Dikkat çekici bir şekilde, öğrenmeyi takip eden 20 dakika boyunca DLPFC'nin uyarılmasının, sözel bildirimsel anıların pekiştirilmesi için faydalı olduğu bulunmuştur. Prefrontal alanlarda kortikal uyarılabilirliği artırarak, tDCS, bellek pekiştirme süreçlerini destekleyen hipokampokortikal diyaloğu destekleyebilir.
Yazar Katkıları: MG bu çalışmanın baş araştırmacısıydı. MAN makalenin deneysel tasarımına ve redaksiyonuna katkıda bulunmuştur. PP, makalenin deneysel tasarımına, veri analizine ve redaksiyonuna katkıda bulundu. Tüm yazarlar makalenin yayınlanmış versiyonunu okudu ve kabul etti.
Finansman: Çalışma, FRS-FNRS Projet de Recherche (PDR) T.0109.13 ve FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN projesi tarafından desteklenmiştir. Çalışmanın yapıldığı sırada Médhi Gilson, FRS-FNRS Araştırma Görevlisiydi.
Kurumsal İnceleme Kurulu Beyanı: Çalışma, Helsinki Bildirgesi'nin yönergelerine uygun olarak yürütüldü ve Université Libre deBruxelles Fakülte Etik Kurulu tarafından onaylandı (protokol kodu 026/2016, onay tarihi 15 Mart 2016).
Hasta Onamı Beyanı: Çalışmaya katılan tüm olgulardan yazılı bilgilendirilmiş onam alındı.
Veri Kullanılabilirliği Beyanı: Ham veriler https://osf.io/4a3d5/ adresinde halka açıktır (27 Mayıs 2020'de erişilmiştir).
Teşekkür: Veri toplanmasına yardımcı olduğu için Paolo Bartolomeo'ya teşekkür ederiz.
Çıkar Çatışmaları: Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.
Referanslar
1. McGaugh, JL Bellek depolamada zamana bağlı süreçler. Bilim 1966, 153, 1351–1358. [ÇaprazRef]
2. Buzsaki, G. Hipokampo-neokortikal diyalog. Serebral Korteks 1996, 6, 81–92. [ÇaprazRef]
3. Peigneux, P.; Orban, P.; Balteau, E.; Degueldre, C.; Luxen, A.; Laureys, S.; Maquet, P. Aktif uyanıklık sırasında hafızayla ilgili serebral aktivitenin çevrimdışı kalıcılığı. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [ÇaprazRef]
4. Tambini, A.; Davachi, L. Önceki deneyimlerin uyanık olarak yeniden etkinleştirilmesi anıları pekiştirir ve bilişi önyargılı hale getirir. Trendler Biliş. Sci.2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Uyanık dinlenme sırasında hafızanın pekiştirilmesi. Trendler Biliş. Bilim. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]
6. Humiston, Büyük Britanya; Tucker, MA; Yaz, T.; Wamsley, EJ Dinlenme durumları ve hafıza birleştirme: Önceden kayıtlı bir çoğaltma ve meta-analiz. Bilim. Temsilci 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]
7. Sara, SJ Uykuda ve uyku dışında yeniden etkinleştirme, geri alma, tekrar oynatma ve yeniden birleştirme: Noktaları birleştirmek. Ön. Davranış. Nörobilim. 2010,4, 185. [CrossRef] [PubMed]
8. Skaggs, BİZ; Mcnaughton, BL Uzamsal deneyimi takiben uyku sırasında sıçan hipokampüsündeki nöronal ateşleme dizilerinin tekrarı. Science 1996, 271, 1870–1873. [ÇaprazRef]
For more information:1950477648nn@gmail.com
