Pengaktifan Semula Memori yang Disasarkan dalam REM Tetapi Bukan SWS Secara Terpilih Mengurangkan Respons Rangsangan

Hubungi: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Bukti yang semakin meningkat menunjukkan bahawa tidur boleh membantu untuk decoupleMemoripengalaman emosi dari caj berkesan yang berkaitan. Proses ini dianggap bergantung pada pengaktifan semula spontan kenangan emosi semasa tidur, walaupun masih tidak jelas tahap tidur mana yang optimum untuk pengaktifan semula tersebut. Kami meneliti soalan ini dengan memanipulasi pengaktifan semula memori secara eksplisit dalam kedua-dua tidur pergerakan mata cepat (REM) dan tidur gelombang perlahan (SWS) menggunakan pengaktifan semula memori yang disasarkan (TMR)dan menguji kesan manipulasi ini terhadap pembiasaan tindak balas rangsangan subjektif sepanjang malam. Keputusan kami menunjukkan bahawa TMR semasa REM, tetapi tidak SWS dengan ketara mengurangkan rangsangan subjektif, dan kesan ini didorong oleh rangsangan yang lebih negatif. Keputusan ini menyokong satu aspek tidur untuk dilupakan, tidur untuk diingat (SFSR)hypothesis yang mencadangkan bahawa pengaktifan semula memori emosi semasa tidur REM mendasari habituation yang bergantung kepada tidur.

kesan cistanche: meningkatkan ingatan

Pengaktifan semula memori yang disasarkan (TMR) adalah teknik di manaMemoripengaktifan semula sengaja dicetuskan dalam tidur melalui pembentangan semula isyarat yang dikaitkan dengan memori selepas itu, dan biasanya dicapai menggunakan bunyi atau bau, lihat14 untuk semakan. Walaupun kajian awal melaporkan manfaat TMR dalam tidur REM pada penyatuan memori semalaman15,16, semakin banyak laporan menunjukkan bahawa TMR bermanfaat apabila dibentangkan semasa bukan REM17-21, tetapi tidak semasa REM17,19,22 see23 untuk meta-analisis. Dari segi bagaimana TMR boleh mempengaruhi rangsangan emosi, satu kajian baru-baru ini menunjukkan kesan TMR bukan REM terhadap keseronokan dan penilaian rangsangan, tetapi ini hanya muncul dalam peserta yang cemas secara sosial dan selepas seminggu penyatuan24. Sangat sedikit kajian yang telah menyiasat kesan REM TMR terhadap bahan emosi. Oleh itu, mendorong pengaktifan semula kenangan ketakutan semasa REM ditunjukkan untuk menghasilkan peningkatan generalisasi25, dan TMR tugas penyaman Pavlovian semasa REM membawa kepada peningkatan habituation berbanding dengan TMR tugas yang sama semasa peringkat 2 bukan REM26.

Membina kesusasteraan ini, kami menetapkan untuk menguji ramalan SFSR bahawa memainkan semula kenangan yang membangkitkan emosi semasa REM, tetapi bukan SWS, akan dikaitkan dengan penarafan rangsangan yang dikurangkan untuk bahan ini pada keesokan harinya. Kami melakukan ini dengan memanipulasi pengaktifan semula kenangan emosi semasa tidur menggunakan TMR. Peserta kami menilai pasangan gambar negatif dan neutral secara emosi untuk rangsangan sebelum dan selepas tidur malam. Semasa tidur, kami mengambil separuh daripada negatif dan separuh daripada rangsangan neutral untuk pengaktifan semula dengan memainkan semula bunyi yang berkaitan dengan lembut. Kami kemudian mengkaji kesan TMR ini apabila habituation semalaman tindak balas rangsangan. Kami mengawal tahap tidur dengan teliti di mana TMR digunakan, memberi isyarat kepada peserta sama ada dalam REM (Kumpulan REM) atau SWS (Kumpulan SWS), lihat Rajah 1. Berdasarkan hipotesis SFSR, kami meramalkan bahawa TMR akan membawa kepada pembiasaan yang lebih besar apabila digunakan semasa REM, tetapi bukan SWS.

kesan cistanche: meningkatkan ingatan

Keputusan

Pada garis dasar, penarafan rangsangan lebih tinggi untuk negatif daripada item neutral, menunjukkan bahawa peserta menilai rangsangan selaras dengan jangkaan. Ini disahkan oleh ANOVA 2×2x2 pada rangsangan pra-tidur dengan faktor-faktor Kumpulan, Cueing, dan Emosi(Fus)=337.93,p<0.001; paired="" t=""><0.001in both="" sws="" and="" rem="" groups).="" ratings="" did="" not="" differ="" between="" cued="" and="" un-cued="" stimuli="" prior="" to="" sleep(paired="" t-tests="" p="">0.2 dalam kedua-dua kes), menunjukkan bahawa garis dasar seimbang, dan tidak ada peserta yang melaporkan kesedaran bahawa bunyi dimainkan semasa tidur mereka.

Kami menyiasat bagaimana pembiasaan rangsangan semalaman dimodulasi oleh isyarat TMR menggunakan ANOVA 2×2×2 dengan faktor Kumpulan, Isyarat dan Emosi, lihat Jadual 1. Pembiasaan semalaman dikira sebagai (penarafan rangsangan pra-tidur kedua - penarafan rangsangan selepas tidur)/ penarafan rangsangan pra-tidur pertama. Ini menunjukkan interaksi yang ketara antara Kumpulan dan Cueing (F(1,32) = 5.341, p = 0.027) menunjukkan bahawa kesan isyarat pada ukuran pembiasaan ini bergantung kepada keadaan kognitif di mana TMR digunakan. 2 × 2 × 2 ANOVA tidak memberikan hasil penting lain. Untuk menentukan tahap tidur yang mendorong interaksi Kumpulan x Cueing, kami kemudian menjalankan 2 × 2 ANOVA yang berasingan dengan faktor-faktor Cueing dan Emosi dalam kumpulan SWS dan REM, masing-masing. Ini menunjukkan kesan utama isyarat dalam REM (F(1,14) = 7.48, p< 0.02)="" but="" not="" sws="" (f(1,18)="0.086," p="0.8)," see="" fig.="" 2.="" closer="" examination="" of="" the="" rem="" group="" showed="" that="" the="" effect="" of="" cueing="" was="" driven="" by="" the="" negative="" items="" (paired="" test="" t="3.21;" p="0.006)," with="" neutral="" items="" showing="" a="" trend="" towards="" the="" same="" effect="" (t="1.6;" p="0.102)." interestingly,="" there="" was="" a="" main="" effect="" of="" emotion="" in="" the="" sws="" group="" (f(1,18)="6.28," p="0.022)" but="" not="" in="" the="" rem="" group.="" closer="" examination="" showed="" that="" this="" was="" driven="" by="" greater="" habituation="" of="" neutral="" items="" compared="" to="" negative="" items="" in="" the="" un-cued="" condition="" (t="2.25," p="0.037)," with="" a="" trend="" in="" the="" cued="" condition="" (t="1.45," p="">

Memoriuntuk pasangan imej bunyi adalah berhampiran siling semasa ujian pra-tidur. Secara purata, peserta bertindak balas dengan betul pada >97% kajian. Bahagian purata kajian yang salah adalah seperti berikut [kumpulan REM: 1.45%(±1.98) kajian(pra-tidur);1.55% (±1.83) kajian (selepas tidur); Kumpulan SWS: 2.05% (±2.77)trials (pra-tidur);2.62% (±1.08)percubaan (selepas tidur)]. Untuk menguji perbezaan dalam pembelajaran pra-tidur imej bunyi yang boleh mempunyai berat sebelah keputusan, kami menjalankan ANOVAS pada bahagian pra-tidur kajian ingatan yang betul dengan faktor-faktor yang dipeluk / tidak dipeluk dan negatif / neutral untuk kumpulan REM dan SWS, masing-masing. Ini tidak menunjukkan kesan utama atau interaksi dalam kumpulan REM atau kumpulan SWS (p>0.1 dalam semua kes). Untuk menguji kesan TMR atau emosi pada perubahan semalaman dalam ingatan, kami melakukan dua ANOVA yang sama, kini dengan perubahan semalaman dalam perkadaran percubaan memori yang betul sebagai pembolehubah bergantung. Ini tidak menunjukkan kesan yang signifikan untuk SWS (ms>0.5)dalam semua kes atau REM(p >0.8)dalam semua kes.

Untuk memastikan bahawa masa tindak balas tidak berbeza dengan ketara antara item yang dipeluk dan tidak dipeluk semasa ujian rangsangan pra-tidur, kami melakukan a2×2 ANOVA dengan faktor valensi (neutral, negatif)dan isyarat (un-cued, cued)dalam setiap kumpulan peserta. Ini mendedahkan kesan utama emosi (F = 29.9,p< 0.001)in="" the="" sws="" group,="" and="" a="" trend="" towards="" the="" same="" effect="" of="" emotion(f="3.984," p="0.066)in" the="" rem="" group.="" because="" response="" times="" are="" often="" modulated="" by="" both="" tmr="" and="" emotion,="" we="" examined="" the="" effects="" of="" cueing="" and="" valence="" on="" overnight="" change="" in="" reaction="" times="" for="" rem="" and="" sws="" groups.="" we="" used="" a="" pair="" of="" 2×2="" anova="" with="" the="" factors="" valence="" (neutral,="" negative)="" and="" cueing(un-cued,="" cued).="" this="" revealed="" no="" main="" effect="" or="" interaction="" in="" either="" rem="" or="" sws="" groups="" (p="">0.15)dalam semua kes, lihat Jadual Maklumat Tambahan S1 untuk cara.

Data peringkat tidur untuk setiap kumpulan dilaporkan dalam Jadual 2. Perhatikan bahawa masa REM, masa SWS, masa N2, dan masa NI tidak berbeza dengan ketara antara kumpulan (hlm>0.1 dalam semua kes). Walau bagaimanapun, jumlah masa tidur berbeza dengan ketara (p = 0.01), lebih pendek secara purata dalam REM daripada kumpulan SWS. Untuk menentukan sama ada terdapat hubungan antara habituation dan masa yang dihabiskan dalam REM atau SWS atau kuasa spektral dalam gelombang perlahan, delta, theta, dan kumpulan gamma, kami menjalankan satu siri korelasi Pearson dengan data merentasi kedua-dua kumpulan REM dan SWS; ini mendedahkan beberapa korelasi marginal, tetapi tidak ada pembetulan yang terselamat untuk empat perbandingan berganda kami (hlm>0.05 dalam semua kes).

kesan cistanche: meningkatkan ingatan

Perbincangan

Data kami menyokong peranan untuk tidur REM dalam pembiasaan semalaman tindak balas rangsangan terhadap kombinasi bunyi gambar dengan menunjukkan bahawa TMR dalam REM tetapi bukan SWS membawa kepada peningkatan pembiasaan semalaman. Penemuan ini adalah selaras dengan pemerhatian sebelumnya bahawa REM TMR bunyi yang digunakan dalam penyaman Pavlovian pra-tidur menghasilkan kebiasaan yang lebih besar terhadap bunyi-bunyi ini pada hari berikutnya daripada TMR bunyi yang sama dalam tidur tahap 2-26. Kedua-dua kajian ini bergabung untuk menyokong satu aspek tidur untuk dilupakan, tidur untuk mengingati hipotesis27, contohnya, idea bahawa pengaktifan semula ingatan dalam REM secara khusus dikaitkan dengan pengurangan rangsangan berikutnya.

Satu kajian baru-baru ini oleh Lehmann et al22. menggunakan reka bentuk yang sama untuk menyiasat peranan TMR dalam REM dan SWS dalam penyatuan ingatan emosi dan tidak menemui kesan isyarat pada pembiasaan subjektif dalam mana-mana kumpulan22. Salah satu sebab yang mungkin untuk perbezaan antara keputusan ini dan kita sendiri mungkin berpunca daripada fakta bahawa peserta kami menilai gambar untuk rangsangan sejurus sebelum dan selepas tidur, manakala peserta di Lehmann 2016 melakukan tugas pembelajaran dan pengambilan semula selepas mereka menilai rangsangan tetapi sebelum tidur. Tontonan rangsangan yang berulang boleh menyebabkan habituation, jadi reka bentuk Lehmann mungkin telah membenarkan habituation pra-tidur untuk menenggelamkan sebarang kesan TMR.

Beberapa kajian menunjukkan bahawa SWS mungkin memainkan peranan dalam habituation8, misalnya, pemerhatian bahawa aspek pembiasaan autonomi diramalkan oleh SWS28, bahawa peratusan SWS meramalkan pengurangan emosi semalaman29, dan yang menyekat pembebasan noradrenaline semasa SWS mengurangkan habituation12 ini. Menariknya, kami melihat pembiasaan neutral yang jauh lebih kuat berbanding dengan item negatif dalam kumpulan SWS tanpa mengira isyarat TMR, mungkin kerana item neutral kurang kuat membangkitkan, untuk memulakan, dan oleh itu, lebih mudah bagi peserta untuk mengubah cara item ini dinilai daripada untuk membangkitkan negatif yang kuat. Sebagai alternatif, keadaan rangsangan item neutral boleh menjadi lebih terbuka kepada tafsiran daripada status rangsangan item negatif, contohnya, tindak balas terhadap gambar negatif mungkin dipengaruhi oleh proses atas ke bawah yang mengenal pasti mereka sebagai negatif secara konseptual dan meningkatkan kemungkinan penarafan rangsangan yang kuat. Walaupun sukar untuk ditafsirkan, perbezaan yang ketara antara corak penyatuan ini dalam kumpulan SWS dan corak habituation yang diperhatikan dalam kumpulan UNcued REM, di mana item negatif dan neutral yang dihuni pada tahap yang sama, boleh menunjukkan bahawa REM TMR mengganggu proses kebiasaan semula jadi merentasi tidur NREM yang berfungsi lebih baik untuk rangsangan yang agak neutral daripada bagi mereka yang lebih membangkitkan.

Walaupun penemuan kami kelihatan menyokong peranan unik untuk tidur REM dalam memodulasi rangsangan emosi, kami mendapati tiada korelasi antara masa REM atau kuasa theta dan habituation. Oleh kerana REM berlaku pada waktu malam daripada SWS, kita tidak dapat menolak kemungkinan bahawa penceraian yang kita perhatikan antara peringkat tidur ini disebabkan oleh perbezaan masa ini. Terutama, bagaimanapun, dalam Rihm dan Rasch26 habituation yang berkaitan dengan isyarat lebih ketara apabila isyarat dibentangkan semasa REM daripada tidur tahap 2 dalam tempoh tidur awal pagi yang sama, menyokong idea bahawa perbezaan ini bergantung pada peringkat tidur di mana TMR dilakukan dan bukannya waktu malam di mana ia dilakukan.

Hanya peserta wanita yang dimasukkan dalam kajian ini. Ini disebabkan oleh kajian sebelumnya yang melaporkan tindak balas yang dilaporkan sendiri terhadap rangsangan negatif pada wanita berbanding individu lelaki. Kerja masa depan harus memperluaskan siasatan ini kepada lelaki. Akhirnya, perlu diperhatikan bahawa, sepanjang kajian, peserta menilai pasangan gambar bunyi, bukan hanya gambar atau bunyi. Oleh itu, keputusan kami berkaitan dengan pasangan multimodal ini dan bukannya bunyi atau imej sahaja.

kesan cistanche: meningkatkan ingatan

Rujukan

1. Rasch, B. & Born, J. Mengenai peranan tidur dalam ingatan. Physiol. 93, 681–766 (2013).

2. Hu, P., Stylos-Allan, M. & Walker, M. P. Sleep memudahkan penyatuan ingatan deklaratif emosi. Psychol. Sci. 17, 891–898 (2006).

3. Payne, J. D., Chambers, A. M. & Kensinger, E. A. Tidur menggalakkan perubahan yang berkekalan dalam ingatan terpilih untuk adegan emosi. Depan. Integer. Neurosci. 6, 108 (2012).

4. Wagner, U., Hallschmid, M., Rasch, B. & Born, J. Tidur ringkas selepas belajar menyimpan kenangan emosi hidup selama bertahun-tahun. Biol. Psikiatri 60, 788–790 (2006).

5. Wagner, U., Kashyap, N., Diekelmann, S. & Born, J. Kesan tidur selepas belajar berbanding terjaga pada ingatan pengiktirafan untuk wajah dengan ekspresi wajah yang berbeza. Neurobiol. Belajar. Mem. 87, 679–687 (2007).

6. Dolcos, F., LaBar, K. S. & Cabeza, R. Mengingati satu tahun kemudian: peranan amygdala dan sistem memori lobus temporal medial dalam mendapatkan semula kenangan emosi. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102, 2626–2631 (2005).

7. Goldstein, A. N. & Walker, M. P. Peranan tidur dalam fungsi otak emosi. Annu. Rev. Clin. Psikol. 10, 679–708 (2014).

8. van der Helm, E. et al. REM tidur depotentiates aktiviti amygdala kepada pengalaman emosi sebelumnya. Curr. Biol 21, 2029–2032 (2011).

9. Gujar, N., McDonald, S. A., Nishida, M. & Walker, M. P. Peranan untuk tidur rem dalam mengkalibrasi semula sensitiviti otak manusia kepada emosi tertentu. Cereb. Cortex 21, 115–123 (2011).

10. Baran, B., Pace-Schott, E. F., Ericson, C. & Spencer, R. M. C. Pemprosesan kereaktifan emosi dan ingatan emosi yang berlebihan. J. Neurosci. 32, 1035–1042 (2012).

11. Groch S., Wilhelm I., Diekelmann S. & Born, J. Peranan tidur REM dalam pemprosesan kenangan emosi: Bukti dari tingkah laku dan potensi yang berkaitan dengan peristiwa. Neurobiol. Belajar. Mem. 99, 1–9 (2013).

12. Groch, S. et al. Sumbangan norepinephrine kepada penyatuan ingatan emosi semasa tidur. Psikoneuroendocrinologi 36, 1342–1350 (2011).

13. Wagner, A., Fischer, S. & Born, J. Perubahan dalam tindak balas emosi kepada gambar aversive merentasi tempoh yang kaya dengan tidur gelombang perlahan berbanding tidur pergerakan mata yang cepat. Psikosom. Med. 64, 627–634 (2002).

14. Cellini, N. & Cappuzo, A. Membentuk penyatuan ingatan melalui ingatan yang disasarkan. Ann. NY Acad. Sci. 1426, 52–71 (2018).

15. Guerrini, A., Dujardin, K., Mandal, O., Sockeel, P. & Leconte, P. Peningkatan ingatan oleh rangsangan pendengaran semasa tidur REM selepas pembelajaran pada manusia. Physiol. Behav. 45, 947–950 (1989).

16. Tilley, A. J. Pembelajaran tidur semasa tidur tahap 2 dan REM. Biol. Psychol. 9, 155–161 (1979).

17. Cordi, M. J., Diekelmann, S., Lahir, J. & Rasch, B. Tiada kesan pengaktifan semula memori yang disebabkan oleh bau semasa tidur REM pada kestabilan memori deklaratif. Depan. Syst. Neurosci. 8, 157 (2014).

18. Fuentemilla, L. et al. Pengukuhan Hippocampus yang bergantung kepada kenangan yang disasarkan melalui pengaktifan semula semasa tidur pada manusia. Curr. Biol. 23, 1769–1775 (2013).

19. Rasch, B., Buchel, C., Gais, S. & Born, J. Isyarat bau semasa tidur gelombang perlahan menggesa penyatuan ingatan deklaratif. Sains 315, 1426–1429 (2007).

20. Rudoy, J. D., Voss, J. L., Westerberg, C. E. & Paller, K. A. Memperkukuhkan kenangan individu dengan mengaktifkan semula mereka semasa tidur. Sains 326, 1079 (2009).

21. Schreiner, T. & Rasch, B. Meningkatkan pembelajaran perbendaharaan kata dengan isyarat lisan semasa tidur. Cereb. Cortex https://doi.org/10.1093/cercor/bhu139 (2015).

22. Lehmann, M., Schreiner, T., Seifritz, E. & Rasch, B. Modul rangsangan emosi emosi menggambarkan hubungan berayun pengaktifan semula memori yang disasarkan semasa NREM, tetapi bukan tidur REM.

23. Hu, X., Cheng, L. Y., Chiu, M. H. & Paller, K. A. Mempromosikan penyatuan ingatan semasa tidur: Meta-analisis pengaktifan semula memori yang disasarkan. Psychol. Bull. 146, 218–244 (2020).

24. Groch, S. et al. Pengaktifan semula yang disasarkan semasa tidur secara berbeza mempengaruhi kenangan negatif pada kanak-kanak dan remaja yang cemas dan sihat secara sosial. J. Neurosci. 37, 2425–2434 (2017).

25. Sterpenich, V. et al. Pengaktifan semula memori semasa tidur pergerakan mata yang cepat menggalakkan generalisasi dan integrasinya di kedai kortikal. Tidur 37, 1061–1075 (2014).

26. Rihm, J. S. & Rasch, B. Main semula rangsangan yang dikondisikan semasa tidur REM lewat dan tahap N2 mempengaruhi nada afektif dan bukannya kekuatan ingatan emosi. Neurobiol. Belajar. Mem. 122, 142–151 (2015).

27. Walker, M. P., van der, H. E. & van der Helm, E. Terapi semalaman? Peranan tidur dalam pemprosesan otak emosi. Psychol. Bull. 135, 731–748 (2009).

28. Pace-Schott, E. F. et al. Napping menggalakkan habituation antara sesi kepada rangsangan emosi. Neurobiol. Belajar. Mem. 95, 508–523 (2012).

29. Talamini, L. M., Bringmann, L. F., de Boer, M. & Hofman, W. F. Tidur bimbang atau bimbang tidur? Bukti fisiologi mengenai interaksi tidur-emosi.

30. Horne, J. A. & Ostberg, O. Soal selidik penilaian diri untuk menentukan pagi-petang dalam irama sirkadian manusia. Int. J. Chronobiol. 4, 97–110 (1976).

31. Lang, P. J., Bradley, M. M. & Cuthbert, B. N. Sistem Gambar Afektif Antarabangsa (IAPS): Penarafan Afektif Gambar dan Manual Arahan. Laporan Teknikal No. A-8 (Universiti Florida, 2008).

32. Willenbockel, V. et al. Mengawal sifat imej peringkat rendah: kotak alat SHINE. Behav. Kaedah 42, 671–684 (2010).

33. Bradley, M. M. & Lang, P. J. Bunyi Digital Afektif Antarabangsa (IADS): Stimuli, Manual Arahan dan Penarafan Afektif. Laporan Teknikal No. B-2 (1999).

34. Breiter, H. C. et al. Tindak balas dan kebiasaan amygdala manusia semasa pemprosesan visual ekspresi muka. Neuron 17, 875–887 (1996).

35. Büchel, C., Dolan, R. J., Armony, J. L. & Friston, penglibatan K. J. Amygdala-hippocampal dalam penyaman jejak aversive manusia didedahkan melalui pengimejan resonans magnetik berfungsi yang berkaitan dengan peristiwa. J. Neurosci. 19, 10869–10876 (1999).

36. Fischer, H., Furmark, T., Wik, G. & Fredrikson, M. Otak perwakilan habituation kepada rangsangan visual kompleks berulang yang dikaji dengan PET. Neuroreport 11, 123–126 (2000).

37. Bradley, M. M. & Lang, P. J. Mengukur emosi: manikin penilaian diri dan perbezaan semantik. J. Behav. Ther. Ekspedisi Psikiatri 25, 49–59 (1994).

38. Iber, C., Ancoli-Israel, S., Chesson, A. & Quan, S. Manual AASM untuk Pemarkahan Tidur dan Acara Berkaitan (Akademi Amerika untuk Perubatan Tidur, 2007).