İntraparietal Sulkus Üzerindeki Transkranyal Doğru Akım Stimülasyonu (tDCS), Çalışma Belleği Performansını Etkilemiyor Bölüm 1

SOYUT

Transkraniyal doğru akım uyarımının (tDCS) çalışma belleği üzerindeki etkisine ilişkin karışık sonuçlar rapor edilmiştir.

Son yıllarda tıbbi teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte transkraniyal doğru akım stimülasyonu giderek umut verici bir tedavi yöntemi haline geldi. Uygulamaları depresyon, anksiyete, Parkinson hastalığı vb. gibi birçok alanı kapsamaktadır. Bu makalenin inceleyeceği şey hafızayla olan ilişkisidir.

İlk olarak, transkraniyal doğru akım uyarımı hafıza gelişimini destekleyebilir. Bazı araştırma sonuçları, transkraniyal doğru akım uyarımının, hipokampustaki aktiviteyi artırarak hafızayı olumlu yönde etkileyebileceğini öne sürüyor. Deneyde deneklerin hafızası, çoklu uyarılardan sonra önemli ölçüde gelişti. Bu sonucun klinik tedavi için belirli bir referans önemi vardır.

İkinci olarak transkraniyal doğru akım uyarımı hafıza rehabilitasyonunda uygulanabilir. Beyin travması, felç vb. gibi travma geçirmiş bazı hastalarda hafıza kaybına neden olabilir ve normal yaşamı ve işi etkileyebilir. Transkraniyal doğru akım stimülasyonu ile tedavi, hasarlı nöronların yenilenmesini destekleyebilir, böylece hasarlı bölgenin fonksiyonunu iyileştirebilir ve hastanın hafıza yeteneğini geliştirebilir.

Son olarak, transkranyal doğru akım uyarımı hafıza yeteneklerinin rezerv kapasitesini genişletebilir. Herkesin hafıza rezervi farklı olsa da, transkraniyal doğru akım uyarımı beyindeki nöronları aktive ederek hafıza rezervi kapasitesini artırabilir. Bu, sonraki öğrenme ve yaşamda tanıdık ve yeni bilgileri işleme yeteneği ve kapasitesinin daha fazla olmasını sağlar.

Özetle, transkraniyal doğru akım uyarımı ile hafıza arasındaki ilişkinin önemli sonuçları vardır. İster hafıza iyileştirme, ister rehabilitasyon, ister kapasite genişletme olsun, geniş uygulama beklentileri ve fizibiliteye sahiptir ve insanların yaşamlarını ve işlerini geliştirmede olumlu bir role sahiptir. 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, çeşitli yollarla beyin sağlığını geliştirebilir.

Belleği geliştirmenin 10 yolunu bilin'e tıklayın

Esas olarak dorsolateral prefrontal korteksi uyarmaya odaklanan önceki çalışmaların aksine, çalışma belleğinin dikkat kontrolü yönlerini desteklediği düşünülen sol intraparietal sulkus (IPS) alanını modüle ettik.

Katılımcı içi deneysel bir tasarım kullanarak, katılımcılar üç farklı koşulu tamamladılar: IPS'nin anotsal uyarımı, IPS'nin katotsal uyarımı ve IPS'nin sahte uyarımı. Hem görsel hem de sözel çalışma hafızası görevleri uygulandı.

Görsel görevde, katılımcıların rastgele bir grup renkli şekli ezberlemeleri gerekiyordu. Sözlü görevde katılımcıların bir dizi harfi ezberlemeleri gerekiyordu. Çalışma belleği yükü her iki görevde de değiştirildi (altı rakam/harf ve iki rakam/harf).

Anot, katot ve sahte koşullar arasında doğruluk veya reaksiyon süresi açısından önemli bir fark bulunamadı. Bayes analizi, etkinin olmadığına dair kanıtları destekledi.

Ön sonuçlarınGönderilen çalışma, tek oturumlu DCS'nin çalışma belleği performansı üzerindeki modülatör etkilerine ilişkin giderek artan çelişkili kanıtlara katkıda bulunuyor.

GİRİİŞ

Çalışma belleği (WM), sınırlı miktarda bilgiyi kısa bir süre boyunca aktif tutmamıza izin veren çeşitli bilişsel süreçleri içerir. Karar verme ve muhakeme etme için hayati bir öneme sahiptir (Diamond, 2013).

WM kapasitesi nispeten erken yetişkinlikte azalmaya başlar (Park ve diğerleri, 2002) ve gelişimsel ve psikiyatrik bozukluklar bağlamında beyin hasarından sonra sıklıkla bozulur (Dunning, Westage ve Adam, 2016) (Kofler ve diğerleri, 2018; Barch ve Ceaser, 2012) ) veya stresin bir sonucu olarak (Kim, Woo ve Woo, 2017).

Bu nedenle birçok çalışma, hem davranışsal hem de sinirsel uyarım teknikleri açısından oldukça değişken başarı dereceleriyle WM kapasitesinin eğitilip geliştirilemeyeceğini belirlemeye çalışmıştır (Melby-Lervag ve Hulme, 2013; Soveri ve diğerleri, 2016).

Yaygın olarak kullanılan nöral stimülasyon tekniklerinden biri transkraniyal doğru akım stimülasyonudur (tDCS). tDCS, saline batırılmış iki sünger elektrotun, içinden zayıf bir akımın (0.5–2 mA) geçtiği başlığa uygulanmasından oluşur.

Birkaç dakikalık stimülasyondan sonra, stimülasyon bölgelerinin altındaki korteks alanlarındaki spontan nöronal aktivite ya artar (anodal stimülasyon) ya da inhibe edilir (katodal stimülasyon) (Nitsche & Paulus, 2000).

Anodal uyarım çoğunlukla davranışsal performansı arttırmak için kullanılırken, katot uyarımı onu bozmak için kullanılmıştır. Stimülasyon etkilerinin, stimülasyon durduktan sonra bile kısa bir süre devam ettiği gösterilmiştir (Kuo ve diğerleri, 2013).

tDCS VE WM

Son on beş yılda, pek çok çalışma WM'yi geliştirmek için DCS'yi kullanmaya çalıştı. Bu çalışmaların bir kısmı olumlu etkiler bildirdi.

Marshall, Mölle, Siebner ve Born (2005) tarafından yapılan ilk çalışmada, katılımcılar değiştirilmiş bir Sternberg görevi gerçekleştirirken dorsolateral prefrontal kortekse (DLPFC) iki taraflı olarak anot ve katot tDCS uygulandı.

Stimülasyon, 260 uA'lik düşük bir akım gücünde 15 dakika boyunca aralıklı olarak (15 saniye açık/15 saniye kapalı) gerçekleştirildi. Yazarlar sahte uyarıya kıyasla hem anodal hem de katot uyarımı için reaksiyon süresinde bir artış bulmuşlardır; bu da tDCS'nin yanıt seçimi ve hazırlığının sinirsel işleyişini etkilediğini düşündürmektedir.

Kısa süre sonra Fregniet al. (2005), üç sırtlı bir görev sırasında sol DLPFC'nin anodal uyarılmasının, sahte uyarımla karşılaştırıldığında doğruluk açısından performansta bir artışa yol açtığını, DLPFC'nin katodal uyarılmasının ve birincil motor korteksin anodal uyarılmasının hiçbir fark göstermediğini gösterdi.

O zamandan beri, bazı çalışmalar bu bulguları tekrarladı (bir inceleme için Katsoulaki, Kastrinis ve Tsekoura, 2017), diğerleri ise tDCS'nin WM performansı üzerindeki herhangi bir önemli etkisini bildirmede başarısız oldu (Robison, McGuirk ve Unsworth, 2017; Wang, Wen ve Li, 2018) ). Daha spesifik olarak, DLPFC üzerinden anodalt DCS ile birleştirilmiş dört eğitim oturumundan oluşan bir çalışmada Ruf, Fallgatter ve Plewnia (2017), bir N-geri görevinde WM performansında önemli bir iyileşme gösterdi.

Üstelik bu gelişmenin benzer, eğitim verilmeyen görevlere aktarılabileceği ve etkinin eğitimden dokuz ay sonra bile nesnelleştirilebilmesi nedeniyle uzun süreli olduğu görüldü.

Au ve meslektaşları (2016) tarafından da tDCS ile ilgili kazanımların yedi eğitim seansından sonra birkaç ay sürdüğünü gösteren benzer sonuçlar elde edilmiştir.

Buna ek olarak, Bogdanov ve Schwabe (2016), DLPFC üzerindeki anodal tDCS'nin, stres WM üzerindeki yıkıcı etkisini de önemli ölçüde azaltabildiğini gösterdi ve Brunyé, Moran, Holmes, Mahoney ve Taylor (2017), sağ fusiform girusun anodal tDCS'sinin WM'yi artırabileceğini gösterdi. yüz tanıma performansı ancak yüz olmayan nesneler (evler) için geçerli değildir.

Öte yandan, pek çok çalışma tDCS'nin WM üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığını ortaya koydu.

Örneğin, Nikolin, Martin, Loo ve Boonstra (2018), beş farklı yoğunlukta (2 mA, 1 mA, 0.034 mA) uyarılan yirmi denekten oluşan beş grubu karşılaştırdı. DLPFC'de 0,016 mA ve 0 mA) ve görsel bir 3-geri WM görevinde gruplar arasında performans açısından hiçbir fark bulamadı. Benzer şekilde Robison ve meslektaşları (2017), prefrontal korteks ve arka parietal korteksin uyarılmasının WM performansında herhangi bir anlamlı fark yaratmadığını bildirmiştir.

Benzer şekilde, Nilsson, Lebedev, Rydström ve Lövdén (2017), DLPFC'nin anodaltDCS'si ile birleştirilmiş yirmi seanslık davranışsal WM eğitimi sonrasında herhangi bir anlamlı fark gözlemlemediler. Genel olarak, en yeni meta-analizler, WM'nin tDCS ile ilişkili iyileşmesi için güvenilir kanıtların bulunmadığını göstermektedir. (Horvath, Forte ve Carter, 2015; Medina ve Cason, 2017) veya yalnızca çok küçük etkileri belirtirler (Hill, Fitzgerald ve Hoy, 2016; Mancuso, Ilieva,Hamilton ve Farah, 2016).

Horvath ve meslektaşları (2015) literatürde yayınlanan tüm bilişsel sonuç ölçümlerini bir araya topladılar ve en az iki farklı araştırma grubu tarafından sağlıklı yetişkin popülasyonları üzerinde çalıştılar. 59 farklı analiz gerçekleştirdiler ve bunlardan tek biri bile tDCS uyarımının anlamlı bir etkisini göstermedi.

Mancuso ve meslektaşları (2016) meta-analizlerini, sağ ve sol DLPFC ve sağ parietal lobun yanı sıra WM eğitimi ile birlikte sol DLPFC'nin anodal uyarımının etkilerini değerlendiren çalışmalara odakladılar.

Meta-analizleri tarafından rapor edilen tek önemli (küçük de olsa) sonuç, WM eğitimi ile birlikte sol DLPFC stimülasyonunun ardından WM performansında görülen bir iyileşmeydi. Hill ve meslektaşları (2016) anodal tDCS'nin çeşitli WM görevleri üzerindeki etkilerini araştırdılar ve çevrimdışı tDCS için reaksiyon süresi (aynı zamanda doğruluk eğilimi) üzerinde küçük ama anlamlı bir etki buldular.

Çevrimiçi tDCS için hiçbir etki bulunamadı. Medina ve Cason (2017), Mancuso ve arkadaşlarının (2016) incelediği çalışmalarda, yayınlanan p değerlerinin farklı etki büyüklüklerine göre beklenen dağılımların bir fonksiyonu olarak dağılımını incelemek için Simonsohn ve arkadaşları (2014) tarafından geliştirilen bir meta-analitik araç kullanmıştır. Bu p-eğrisi analizini yürüterek tDCS çalışmalarının anlamlı etkilerle ilişkili olduğuna dair hiçbir kanıt bulamadılar.

WM'DE tDCS'NİN ALTERNATİF YAKLAŞIMLARI

Şu ana kadar incelenen literatür ışığında iki sonuç çıkarılabilir: Ya tDCS'nin WM üzerindeki etkileri çok küçüktür (veya yoktur), bu nedenle elde edilmesi ve kopyalanması zordur ya da tDCS'nin bir etkisi vardır ancak belirli uyarım ve görev parametrelerine bağlıdır. şu anda bilinmiyor.

Bu çalışma, hem sözel hem de görsel-mekansal WM'yi destekleyen bilişsel ve sinirsel süreçler hakkındaki bilgilerimizdeki son gelişmelere dayanarak, WM'nin teorik ve ampirik olarak bilgilendirilmiş bir uyarılma yaklaşımını kullanarak ikinci olasılığı incelemeyi amaçlamıştır.

Mevcut WM teorileri dikkatin oynadığı role güçlü bir vurgu yapmaktadır. Cowan (1995), WM ve dikkatin bütünleşik çerçevesinde, WM'nin temel bileşeninin dikkatin odaklanması ve kontrolü olduğunu düşünmektedir; bu iki bileşen, bellek içeriğinin aktif durumda tutulmasına izin verir ve en azından kısmen WM kapasitesini tanımladığı kabul edilir.

WM performansında dikkatin merkezi bir rol oynadığı başka birçok WM modeli de tanımlanmıştır (Barrouillet, Bernardin ve Camos, 2004; Kane ve Engle, 2004). WM'de dikkat süreçlerinin rolü, iyi bilinen iki modelin katılımı gibi ampirik kanıtlarla desteklenmektedir. katılımcılar WM görevlerini gerçekleştirirken dikkat ağları.

Dikkat, beyindeki en az iki düşman ağa bağlıdır; dorsal dikkat ağı ve ventral dikkat ağı (Corbetta ve Shulman, 2002; Vossel, Geng ve Fink, 2014).

Dorsal dikkat ağı, dikkatin nesnelere veya konumlara gönüllü, yukarıdan aşağıya dağıtımını kontrol ederken, ventral dikkat ağı, gözetimsiz veya beklenmedik uyaranların (aşağıdan yukarıya dikkat) kışkırttığı duyusal uyarıma dikkatin yeniden yönlendirilmesini kontrol eder.

Dorsal ağ, her hemisferin intraparietal sulkusu (IPS) ve frontal göz alanlarını (FEF) içerirken, temporoparietal bağlantı (TPJ) ve ventral frontalkorteks (VFC), ventral ağın ana bölgeleridir.

Bu iki ağın WM görevlerine de müdahale ettiği ve bunun hem sözel hem de görsel WM görevleri için yüke bağlı ve düşmanca bir şekilde müdahale ettiği gösterilmiştir. Dorsal dikkat ağı, artan WM yükü içerisinde artan aktivite gösterirken, ventral dikkat ağı, WM yüküne bağlı olarak aktivitede azalmalar göstermektedir (Majerus ve diğerleri, 2010, 2012, 2016; Todd & Marois, 2004;Todd, Fougnie ve Marois., 2005; Xu) ve Chun, 2006).

WM görevlerinde sol IPS merkezli sırt dikkat ağının merkezi rolü göz önüne alındığında, mevcut tDCS çalışması sol IPS uyarımının sözel ve görsel WM performansı üzerindeki modülatör etkilerine odaklandı.

Önceki bazı tDCS çalışmaları zaten IPS'nin uyarılmasına odaklanmıştı ve doğrudan WM bağlamında olmasa da olumlu sonuçlar bildirmişti. Örneğin, IPS'nin iki taraflı uyarılması, zihinsel ekleme konusunda daha iyi performansa neden oldu, ancak Stroop görevinde bu olmadı (Klein ve diğerleri, 2013; Artemenko, Moeller, Huber ve Klein, 2015), oysa sol IPS üzerindeki uyarım, daha sonra daha iyi tanımayı sağladı sözel epizodik hafıza görevlerinde hafıza (Jacobson, Goren, Lavidor ve Levy, 2012).

Ayrıca, sağ IPS üzerindeki anodal uyarımın, yüksek yük durumunda nesne izleme performansını iyileştirdiği, ancak düşük yük koşulunda olmadığı da gösterilmiştir; bu, IPS etkinliği üzerindeki bellek yükü etkisiyle tutarlıdır (Blumberg, Peterson ve Parasuraman, 2015).

IAyrıca doğru IPS üzerindeki uyarım, görsel dikkat görevindeki performansı da etkiledi (Moos, Vossel, Weidner, Sparing ve Fink, 2012). Ancak Nikolin, Lauf, Loo ve Martin (2019) tarafından yapılan yakın tarihli bir tDCS çalışması, sol IPS stimülasyonunun ardından n-backWM görevi üzerinde anlamlı bir etki göstermedi.

Bununla birlikte, WM görevlerinde orta düzeyde etki büyüklüğü gözlemlediklerini (örneğin, geri görev için 0.38)3-ve yazarların anlamlılık eksikliğinin bir sonucu olabileceğini öne sürdüğünü belirtmek gerekir. Performansta bireyler arası yüksek değişkenlik.

Bu çalışma, sırt dikkat ağıyla ilişkili IPS aktivitesinin modülasyonu yoluyla bir WM görevindeki performansı artırmanın ve azaltmanın mümkün olup olmadığını belirleyerek ortaya çıkan bu bulguları genişletmeyi amaçlamaktadır.

Önceki sonuçlarla tutarlı olarak, sol IPS'nin anodal uyarımının sırt dikkat ağını geliştireceğini ve WM performansında bir artışa yol açacağını, ancak yalnızca yüksek WM yükü durumunda olduğunu varsayıyoruz.

Tersine, sol IPS'nin katodal uyarılmasının sırt dikkat ağını engelleyeceğini ve yüksek WM yükü koşulunda WM performansının azalmasına yol açacağını varsayıyoruz. Düşük WM yükünde tDCS etkileri beklenmez çünkü bu durum yüksek başarı oranıyla ilişkilidir ve WM kapasitesini sınırına kadar zorlamaz.

Bir etkinin varlığı lehine ve aleyhine olan kanıtları ölçmek için Bayes istatistiklerini kullanacağız.

For more information:1950477648nn@gmail.com