Furman-2021-Menambah Nada Dopamin Depan E.pdf Bahagian 1

Penghargaan:

Kerja ini disokong oleh pembiayaan daripada Institut Kesihatan Mental Kebangsaan (R01 112775 kepada MH & AK) dan Pejabat Penyelidikan Tentera Laut (MURI N00014-16-1-2832 toDB). Penulis mengucapkan terima kasih kepada subjek kajian yang penglibatan yang murah hati membolehkan kajian ini disiapkan.

Kesihatan mental merujuk kepada kesihatan mental seseorang, yang sangat penting untuk kesihatan fizikal dan kualiti hidup kita. Ingatan ialah rakaman dan penyimpanan peristiwa, pengetahuan dan pengalaman masa lalu. Banyak kajian saintifik telah mengesahkan hubungan kuat antara kesihatan mental dan ingatan.

Pertama sekali, kesihatan mental adalah salah satu faktor penting dalam mengekalkan ingatan. Apabila kesihatan mental kita bertambah baik, otak kita lebih kuat dan lebih fleksibel. Kerana otak kita adalah organ yang sangat kompleks dan misteri, ia memerlukan sejumlah besar tenaga dan bahan kimia untuk berfungsi. Oleh itu, apabila kesihatan fizikal dan mental kita lemah, otak kita juga terjejas, seterusnya menjejaskan daya ingatan kita.

Kedua, sikap positif boleh menggalakkan perkembangan ingatan. Apabila kita yakin, optimis, dan berfikiran positif, otak kita lebih aktif dan tajam. Sebaliknya, apabila kita mempunyai sikap negatif atau fikiran negatif, otak kita akan terjejas secara negatif, seterusnya menjejaskan daya ingatan kita.

Pada masa yang sama, kesihatan mental juga berkaitan dengan pemulihan dan pencegahan ingatan. Apabila kita mengalami beberapa kesukaran dan halangan dalam hidup, kesihatan mental kita mungkin terjejas. Walau bagaimanapun, anda masih boleh memulihkan kesihatan mental anda dalam pelbagai cara, seperti mencari bantuan sumber, mengambil bahagian secara aktif dalam aktiviti sosial, bersenam dengan betul, dsb. Aktiviti ini boleh menggalakkan perkembangan otak dan meningkatkan tahap ingatan.

Akhir sekali, perlu diingatkan bahawa mengekalkan kesihatan mental yang baik memerlukan ketekunan dan penyelenggaraan jangka panjang. Kita perlu mengekalkan kesihatan fizikal dan mental kita melalui tidur, diet, senaman, dsb. Hanya berdasarkan kesihatan fizikal dan mental kita boleh mengembangkan ingatan kita dengan lebih baik?

Pendek kata, kesihatan mental dan ingatan berjalan seiring. Mengekalkan sikap positif dan membangunkan badan dan minda yang sihat adalah cara dan cara penting untuk meningkatkan daya ingatan. Kita harus memberi perhatian kepada kesihatan mental kita sendiri dan mereka bentuk serta merancang gaya hidup kita untuk mencapai matlamat hidup sihat. Dapat dilihat bahawa kita perlu meningkatkan daya ingatan, dan Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingatan dengan ketara kerana Cistanche deserticola adalah bahan perubatan tradisional Cina yang mempunyai banyak kesan unik, salah satunya adalah untuk meningkatkan daya ingatan. Keberkesanan Cistanche deserticola berasal dari pelbagai bahan aktif yang terkandung di dalamnya, termasuk asid tannic, polisakarida, glikosida flavonoid, dll. Bahan-bahan ini boleh menggalakkan kesihatan otak melalui pelbagai laluan.

Klik tahu 10 cara untuk meningkatkan ingatan

Kandungan memori kerja mesti dikekalkan dalam menghadapi gangguan tetapi dikemas kini apabila sesuai. Untuk mengurus tuntutan kestabilan dan fleksibiliti yang bersaing ini, representasi yang dikekalkan dalam memori kerja dilengkapkan dengan mekanisme gating yang berbeza yang secara selektif menghantar maklumat ke dalam dan keluar dari stor memori. Operasi sistem gating yang bergantung kepada dopamin seperti di otak tengah dan striatum, dan operasi penyelenggaraan ingatan yang bergantung kepada dopamin yang saling melengkapi dalam korteks, mungkin boleh dipisahkan.

Jika benar, peningkatan terpilih dalam nada dopamin kortikal sepatutnya meningkatkan penyelenggaraan berbanding mekanisme gating. Untuk menguji hipotesis ini, tolcapone, perencat catechol-O-methyltransferase yang lebih suka meningkatkan nada kortikaldopamin, ditadbir secara rawak, dua buta, terkawal plasebo, fesyen dalam subjek kepada 49 subjek yang menyelesaikan tugas ingatan kerja hierarki yang mempelbagaikan penyelenggaraan dan tuntutan gating.

Tolcapone meningkatkan prestasi dalam keadaan dengan keperluan penyelenggaraan yang lebih tinggi dan permintaan gating yang dikurangkan, dicerminkan dalam pengurangan masa tindak balas cerun merentas pengedaran.

Data fMRI keadaan rehat menunjukkan bahawa tahap tolcapone meningkatkan prestasi dalam subjek individu berkorelasi dalam peningkatan ketersambungan antara rantau yang penting untuk pemetaan rangsangan-tindak balas urutan pertama (korteks premotor dorsal kiri) dan kawasan kortikal yang terlibat dalam ingatan kerja visual, termasuk sulkus intraparietal dan girus fusiform. Keputusan ini bersama-sama memberikan bukti bahawa penambahan nada dopamin kortikal lebih disukai meningkatkan penyelenggaraan memori kerja.

pengenalan:

Keupayaan untuk mengemas kini secara selektif kandungan memori kerja yang dikekalkan adalah penting kepada fungsi ingatan kerja (D'Esposito & Postle, 2015). Memorandum mesti mudah berubah apabila input deria dan matlamat berkembang, tetapi ia juga mesti tahan terhadap gangguan; Oleh itu, memutuskan masa untuk mengemas kini memorandum tersebut, dan bila hanya mengekalkannya, adalah penting.

Untuk menjadikan penyelenggaraan lebih responsif kepada input dan matlamat tersebut, pemodelan past computational telah mempertikaikan kehadiran mekanisme gating input dan output (Frank, Loughry, & O'Reilly, 2001; Frank & O'Reilly, 2006). Apabila pintu masuk dibuka, kandungan memori kerja boleh dikemas kini; apabila pintu masuk ditutup, kandungan tersebut dikekalkan dan kemas kini dihalang.

Begitu juga, pembukaan pintu keluar memilih item (atau item) yang dikekalkan dalam ingatan kerja untuk dipancarkan untuk mempengaruhi tingkah laku. Proses penyelenggaraan itu sendiri adalah satu proses yang aktif, dan proses ini akan melengkapkan pintu masuk dan keluar memorandum.

Sepanjang dekad yang lalu, bukti saraf untuk kewujudan gerbang input dan output telah terkumpul (Badre & Frank, 2012; Chatham, Frank, & Badre, 2014; D'Ardenne et al., 2012; Frank & Badre, 2012). Penemuan semasa menunjukkan bahawa gating dikawal oleh striatum melalui sambungannya dengan korteks hadapan. Khususnya, aktiviti dalam striatum meningkat apabila maklumat diarahkan ke kawasan ingatan kerja dalam korteks prefrontal dorsolateral (PFC), dan rangsangan magnet transkranial PFC mengganggu kemasukan item baru ini ke dalam memori kerja (D'Ardenne et al., 2012).

Begitu juga, peningkatan dalam permintaan pemilihan dari dalam memori kerja, seperti yang diwujudkan oleh gerbang keluaran, berkait rapat dengan peningkatan dalam aktiviti dalam caudate, serta peningkatan dalam sambungan caudate dengan korteks prefrontal (Chathamet al., 2014). Penemuan ini melengkapkan keputusan yang menunjukkan bahawa penyelenggaraan adalah terutamanya proses akortikal (D'Esposito & Postle, 2015).

Bekerja dalam kedua-dua kera (M. Wang, Vijayraghavan, & Goldman-Rakic, 2004) dan manusia (Lorenc, Lee, Chen, & D'Esposito, 2015), sebagai contoh, telah menunjukkan bahawa campur tangan kausal di kawasan PFC sisi tertentu boleh merendahkan prestasi. penyelenggaraan memori kerja, dan kerja yang lebih baru telah menunjukkan therole PFC sisi dalam mengekalkan perwakilan di kawasan kortikal posterior yang rangsangan encoderelevant (Rose et al., 2016).

Substrat saraf yang berbeza ini berkongsi pautan ke dopamin neuromodulator. Model incomputational yang merangkumi mekanisme gating, isyarat yang mewakili tindakan dopamin bertanggungjawab untuk membuka dan menutup pintu (Frank et al., 2001). Selain itu, aktiviti fasa yang tidak berperikemanusiaan dalam otak tengah dopaminergik, di mana isyarat dopaminergik striatal mungkin berasal, berkorelasi dengan gating input (D'Ardenne et al., 2012).

Mengenai penyelenggaraan memori kerja, bukti saraf untuk peranan isyarat dopamin kortikal telah datang daripada eksperimen dalam primata bukan manusia di mana agonis dopamin dan antagonis dimasukkan terus ke dalam PFC sisi (Cai & Arnsten, 1997; Vijayraghavan, Wang, Birnbaum, Williams, & Arnsten, 2007 ;M. Wang et al., 2004;

Bergantung pada dos infusi sedemikian, prestasi memori kerja boleh sama ada bertambah baik atau menurun, menyokong pengaruh dopamin berbentuk U terbalik yang kini klasik pada tingkah laku, sedemikian tingkah laku dioptimumkan untuk nada dopamin perantaraan (Cools & D'Esposito, 2011).

Berdasarkan penemuan di atas, lokus khusus kesan dopaminergik harus menentukan sifat pengaruhnya terhadap fungsi ingatan kerja. Khususnya, perubahan dalam nada kortikaldopamin harus mempengaruhi penyelenggaraan, tetapi tidak boleh memberi kesan yang berbeza pada gating input dan output.

Untuk pengetahuan kami, hipotesis ini belum diuji. Untuk menangani idea ini secara langsung, di sini kami mengambil kesempatan daripada neuroanatomi dan farmakologi unik enzim thecatechol-O-methyltransferase (COMT).

Metabolisme dopamin dikawal secara berbeza dalam korteks depan dan striatum: manakala penamatan kesan dopamin dalam sinaps striatal kebanyakannya dimediasi oleh pengambilan semula melalui pengangkut dopamin, tindakan dopamin sinaptik dalam korteks hadapan ditamatkan terutamanya melalui degradasi oleh enzim COMT (Chen et al. , 2004; Gogos et al., 1998).

Oleh itu, inhibitor COMT penembus otak mungkin lebih suka menambah nada dopamin kortikal (Tunbridge, Bannerman, Sharp, & Harrison, 2004) dan dengan itu meningkatkan penyelenggaraan memori kerja, berpotensi dengan meningkatkan ketersambungan kawasan hadapan dengan kawasan kortikal posterior yang penting untuk mewakili rangsangan yang dikekalkan (Mueller , Krock, Shepard, & Moore, 2020;Noudoost & Moore, 2011).

Kajian terdahulu tentang tolcapone pada manusia telah menunjukkan peningkatan memori kerja (Apud et al., 2007); walau bagaimanapun, tugasan memori kerja yang digunakan dalam kajian itu, N-back, mengelirukan pengekodan, penyelenggaraan dan proses perolehan dalam percubaan tunggal, dan oleh itu tidak dapat membezakan dengan mudah gating input, gating output, dan permintaan penyelenggaraan.

Di sini kami mencadangkan bahawa kesan tolcapone harus dinyatakan terutamanya dalam penyelenggaraan, bukan gating. Untuk menguji hipotesis kami, kami mengambil kesempatan daripada paradigma yang sebelum ini telah digunakan untuk menilai penyelenggaraan memori kerja hierarki dan gating (Chatham et al., 2014) melalui manipulasi bebas bekerja beban memori (terutamanya meletakkan permintaan pada proses penyelenggaraan) dan konteks tugas (terutamanya memberi kesan kepada gating).

Dalam tugasan, subjek dikehendaki mengekalkan satu atau dua rangsangan - satu huruf, simbol, atau kedua-duanya - merentasi percubaan, berdasarkan kiu konteks (nombor) yang boleh diberikan sama ada sebelum atau selepas item lain.

Kami membuat hipotesis bahawa tolcapone harus membawa kepada peningkatan tingkah laku yang paling hebat apabila permintaan untuk penyelenggaraan memori lebih besar. Selain itu, kami berhujah bahawa kesan ini harus menjadi yang paling ketara apabila permintaan gating keluaran adalah rendah, dengan itu mengurangkan kebolehubahan masa tindak balas yang disebabkan oleh pemilihan kontinjen konteks daripada memori kerja.

Oleh itu, kami secara khusus meramalkan bahawa kami akan mendapati peningkatan tingkah laku apabila permintaan penyelenggaraan adalah tinggi tetapi permintaan adalah rendah. Begitu juga, pentadbiran tolcapone sepatutnya mempunyai kesan terhad ke atas prestasi sebagai fungsi permintaan gerbang apabila permintaan penyelenggaraan adalah tetap.

Kaedah: 60 subjek sihat tanpa sejarah perubatan, psikiatri, atau kontraindikasi neurologi telah diambil dan akhirnya layak untuk mengambil bahagian dalam kajian ini. Semua subjek memberi kebenaran bertulis secara bertulis oleh Deklarasi Helsinki dan Jawatankuasa Perlindungan Subjek Manusia di University of California, San Francisco, dan University of California, Berkeley; mereka diberi pampasan atas penyertaan mereka.

Subjek terlebih dahulu menjalani sejarah dan peperiksaan fizikal, serta ujian darah untuk fungsi hati dan saringan air kencing untuk dadah penyalahgunaan, untuk memastikan tiada kontraindikasi perubatan untuk tolcaponeuse atau pengimbasan pengimejan resonans magnetik (MRI). Semua subjek adalah tangan kanan dan mempunyai penglihatan normal atau diperbetulkan kepada normal. Sebelum sesi ujian, subjek telah dilatih mengenai tugasan untuk membiasakan mereka dengan prosedur tugasan. Subjek kemudian menjalani dua sesi tingkah laku yang berasingan, masing-masing terdiri daripada 180 ujian tugas, serta MRI (fMRI) berfungsi keadaan rehat yang merupakan sebahagian daripada kajian yang lebih besar.

Bagi sesi tersebut, subjek telah rawak dalam cara dua buta, seimbang, terkawal plasebo untuk menerima sama ada satu dos 200mg tolcapone atau plasebo yang dipadankan pada lawatan pertama mereka, dan rawatan alternatif pada lawatan kedua mereka. Dos tolcapone adalah berdasarkan penemuan kami yang diterbitkan sebelum ini bahawa satu dos 200mg mempunyai kesan tingkah laku yang boleh diukur (Kayser, Allen, Navarro-Cebrian, Mitchell, & Fields, 2012; Kayser, Mitchell, Weinstein, & Frank, 2015; Saez, Zhu, Set , Kayser, & Hsu, 2015).

Secara keseluruhan, 11 subjek telah dikecualikan sebelum analisis data tingkah laku akhir: empat kerana mereka hanya mengambil bahagian dalam satu hari ujian tingkah laku, empat kerana mereka tidak menyelesaikan semua prosedur kajian dalam setiap hari ujian, dan tiga kerana ketepatan tugas mereka tidak melebihi peluang. Baki 49 subjek menyumbang kepada semua data tingkah laku. Umur dalam lingkungan 18-33tahun (min 21.6 3.1 (sd)); 26 daripada 49 adalah wanita. Empat subjek tambahan telah dialih keluar daripada set data keadaan rehat kerana pergerakan yang berlebihan (terjemahan lebih daripada 3 mm), meninggalkan 45 subjek untuk analisis pengimejan.

Tugasan. Butiran tugas telah diterbitkan di tempat lain (Chatham & Badre, 2013; Chatham etal., 2014). Secara ringkas, setiap percubaan tugasan terdiri daripada tiga rangsangan visual yang berasingan - nombor (1,2, atau 3), huruf (A atau B), dan simbol (kepingan salji atau Matahari) - yang boleh dibentangkan secara berurutan dalam mana-mana pesanan (Rajah 1).

Setiap satu daripada dua rangsangan pertama untuk percubaan itu dibentangkan selama {{0}}.5 saat, dipisahkan dengan selang antara rangsangan (ITI) 1.5 – 5.0 saat (diambil daripada pengedaran pakaian seragam). Selepas ITI kedua, rangsangan terakhir kekal pada skrin sehingga subjek telah memilih salah satu daripada dua pilihan tindak balas yang disertakan (lihat di bawah). Subjek dikehendaki mengekalkan kedua-dua konteks, seperti yang ditunjukkan oleh nombor, dan sekurang-kurangnya satu daripada rangsangan huruf dan simbol merentasi percubaan.

Khususnya, nombor berfungsi sebagai "konteks" yang menyampaikan maklumat tentang mana antara dua rangsangan lain yang relevan untuk percubaan tertentu: untuk nombor 1, subjek dikehendaki mengingati simbol secara selektif (konteks "selektif"); Untuk nombor 2, subjek dikehendaki mengingati huruf secara selektif (konteks "selektif"); dan untuk nombor 3, subjek dikehendaki mengingati kedua-dua simbol dan huruf (konteks "global").

Percubaan di mana kedua-dua huruf dan simbol dimasukkan ke dalam memori kerja dianggap sebagai ujian beban tinggi, manakala ujian di mana hanya satu daripada dua dikekalkan dianggap sebagai ujian beban rendah (Rajah 1).

Mengiringi rangsangan visual ketiga (sama ada nombor, huruf, atau simbol) ialah dua pilihan yang terdiri daripada kedua-dua huruf dan asimbol; subjek dikehendaki menekan butang kiri atau kanan untuk mengenal pasti pilihan dengan memorandum/a yang sesuai. Untuk ujian global, subjek dimaklumkan bahawa dua pilihan pilihan boleh berkongsi salah satu memorandum, yang memerlukan subjek mengingati kedua-dua item untuk membuat keputusan yang betul.

Permintaan gerbang telah dimanipulasi dengan mengubah susunan ketiga-tiga rangsangan itu dipersembahkan. Percubaan di mana nombor itu dibentangkan pertama kali meletakkan permintaan utama pada pemasukan: subjek perlu memilih rangsangan/rangsangan visual yang sesuai untuk dimasukkan dan dikekalkan sepanjang kelewatan, tetapi permintaan gerbang keluaran telah dikurangkan, kerana semua memorandum yang diselenggarakan adalah berkaitan dari segi tingkah laku.

Sebaliknya, percubaan di mana nombor itu dibentangkan terakhir bukan sahaja meletakkan permintaan pada gerbang input, tetapi juga meletakkan permintaan yang lebih besar pada pengeluaran keluar: subjek mengemas kini dan mengekalkan semua rangsangan yang dibentangkan secara visual dalam ingatan kerja, kerana identiti rangsangan yang berkaitan dengan tingkah laku belum lagi. ditentukan, tetapi mereka kemudiannya perlu memilih untuk output hanya pilihan yang sesuai daripada kandungan memori kerja.

Untuk percubaan ini di mana nombor terakhir dibentangkan, ambil perhatian bahawa permintaan gating output adalah lebih tinggi untuk konteks "selektif", berbanding dengan konteks "global", kerana memori kerja mengandungi item yang tidak berkaitan dengan tingkah laku. Akhir sekali, percubaan di mana konteks (iaitu nombor) dipersembahkan sebagai yang kedua daripada tiga rangsangan visual telah dimasukkan ke dalam tugas tingkah laku untuk kesempurnaan, untuk memastikan bahawa subjek perlu menjaga semua kedudukan rangsangan secara sama rata.

Walau bagaimanapun, kerana percubaan ini lebih mengelirukan input gating, outputgating, dan permintaan penyelenggaraan, ia tidak dianalisis lebih lanjut. Secara ringkasnya, empat keadaan tugas telah dianalisis: konteks pertama, terpilih (CF-S); konteks pertama, global (CF-G); konteks terakhir, terpilih (CL-S); dan konteks terakhir, global (CL-G).

For more information:1950477648nn@gmail.com