Mekkaniżmi Ritmiċi Dissoċjabbli jtejbu l-Memorja Għall-Kontenuti Perċettivi Konxji u Mhux Konxji

Il-fehim tal-mekkaniżmi newrali tal-esperjenza konxja u mhux konxja huwa għan ewlieni tan-newroxjenza fundamentali u translazzjonali. Hawnhekk, aħna nimmiraw il-kortiċi viżwali bikrija bi protokoll ta 'stimulazzjoni ta' kurrent alternanti mhux invażiv u b'riżoluzzjoni għolja filwaqt li l-parteċipanti jwettqu kompitu ta 'diskriminazzjoni mira-sonda mdewma u jiżvelaw mekkaniżmi dissoċjabbli ta' pproċessar mnemoniku għal kontenut perċettiv konxju u inkonxju.

Esperjenzi mitluf minn sensihom jirreferu għall-esperjenzi tan-nies barra mill-ambitu tas-sensi, bħal sentimenti u esperjenzi prodotti minn ħolm, ipnosi, influwenza tad-droga, eċċ Din l-esperjenza ħafna drabi titqies bħala mhux reali, iżda għandha impatt importanti fuq il-memorja tagħna u funzjonijiet konjittivi oħra.

Bosta studji wrew li l-esperjenzi li n-nies jesperjenzaw inkonxjament jista’ jkollhom impatt pożittiv fuq il-memorja tagħhom. Taħt l-ipnosi, in-nies jistgħu jiftakru l-esperjenzi tal-passat aktar faċilment u jtejbu l-abbiltajiet tal-memorja tagħhom. Waqt l-irqad, l-imħuħ subkonxji tan-nies jorganizzaw l-informazzjoni mgħallma biex tagħmilha aktar faċli biex tiftakar.

Barra minn hekk, xi mediċini jistgħu jtejbu l-memorja tagħna. Pereżempju, l-agonisti tar-riċetturi tad-dopamina jistgħu jagħtu spinta lill-livelli tad-dopamina fil-moħħ, u b'hekk itejbu l-abbiltajiet tal-memorja tan-nies. Simili għall-ipnosi u l-istati ta 'rqad, dawn il-mediċini jistgħu jgħinuna niftakru u nifhmu informazzjoni kumplessa aktar faċilment.

B'mod ġenerali, hemm konnessjoni qawwija bejn l-esperjenza f'sensih u l-memorja. Jekk nistgħu nużaw dawn l-esperjenzi b'mod attiv, nistgħu ntejbu aktar faċilment il-ħiliet tal-memorja tagħna biex naddattaw aħjar għall-ambjent li qed jinbidel madwarna. Għalhekk, ejjew naċċettaw b'mod attiv dawn l-esperjenzi inkonxji filwaqt li naħdmu biex intejbu l-memorja tagħna biex nilħqu l-ħolm u l-għanijiet tagħna. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn intejbu l-memorja, u Cistanche deserticola jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-memorja minħabba li Cistanche deserticola huwa materjal mediċinali tradizzjonali Ċiniż li għandu ħafna effetti uniċi, li wieħed minnhom huwa li jtejjeb il-memorja. L-effikaċja tal-laħam ikkapuljat ġejja mid-diversi ingredjenti attivi li fih, inklużi l-aċidu, il-polisakkaridi, il-flavonoids, eċċ. Dawn l-ingredjenti jistgħu jippromwovu s-saħħa tal-moħħ b'diversi modi.

Ikklikkja taf 10 modi biex ittejjeb il-memorja

Entraining -ritmi f'żoni viżwali bilaterali preferenzjali mtejba memorja għal żmien qasir għal informazzjoni li tidher, filwaqt li -entrainment fl-istess reġjun preferenzjali mtejba memorja għal żmien qasir għal informazzjoni li ma tidhirx. It-titjib fil-memorja għal żmien qasir kien speċifiku għall-frekwenza u fit-tul. Ir-riżultati jżidu pedament mekkanistiku għat-teoriji eżistenti tas-sensi, jitolbu reviżjonijiet għal dawn it-teoriji, u jikkontribwixxu għall-iżvilupp ta 'terapewtiċi mhux farmakoloġiċi għat-titjib tal-ipproċessar tal-kortika viżwali.

Id-determinazzjoni tal-mekkaniżmi tal-moħħ tal-bniedem li jappoġġjaw l-ipproċessar tal-informazzjoni konxju u mhux konxju jibqa’ wieħed mill-aktar sforzi ta’ sfida fil-psikoloġija u n-newroxjenza (1; ara ref. 2 għal reviżjoni reċenti tat-teoriji tas-sensi).* L-attività newrali ritmika derivata minn kurrenti postsinaptiċi hija fundamentali biex ipproċessar ta 'informazzjoni (3), u mekkaniżmu ewlieni taħt studju fir-riċerka tas-sensi (4).
Per eżempju, medda twila - u -sinkronizzazzjoni (5) u -desinkronizzazzjoni (6) ġew proposti bħala s-sottostrat ta 'aċċess konxju. Madankollu, sejbiet preċedenti fuq il-bażi ritmika tas-sensi kienu korrelazzjonali (7, 8).

Jekk ritmi newrali speċifiċi u dissoċjabbli jmexxux b'mod kawżali l-ipproċessar tal-informazzjoni konxju u mhux sensih għadu mhux ċar. Għalkemm it-teoriji jenfasizzaw id-differenza fl-iskala spazjali tar-ritmi (globali versus lokali) involuti fl-ipproċessar konxju versus inkonxju (eż., ref. 1), dimensjonijiet ritmiċi oħra jistgħu wkoll ikunu distinti. Dimensjoni waħda hija l-frekwenza, iżda ftit studji fin-newroxjenza tas-sensi indirizzawha (9). B'mod partikolari, mhuwiex ċar jekk meded ta' frekwenza speċifiċi jimmodulawx b'mod selettiv informazzjoni rilevanti għall-ħidma skont l-aċċess għas-sensi.

Hawnhekk, żviluppajna protokoll ta’ stimulazzjoni transkranjali ta’ kurrent alternanti (HD-tACS) ta’ definizzjoni għolja (2 × 4) biex idaħħal l-attività kortikali viżiva bi preċiżjoni anatomika massima filwaqt li l-parteċipanti wettqu kompitu viżwali ta’ memorja għal żmien qasir li jinvolvi deċiżjonijiet ta’ diskriminazzjoni fil-mira-sonda mdewma, fejn il-mira kienet moħbija mill-kuxjenza viżwali (Fig. 1A). Il-frekwenza ritmika għall-ipproċessar ta 'informazzjoni viżiva għandha tiddependi fuq aċċess konxju. Speċifikament, peress li -rhythms ġew assoċjati ma ' l-ipproċessar viżwali konxju (10), entraining -rhythms għandhom itejbu l-mira-proble diskriminazzjoni meta l-mira hija tidher.

B'kuntrast, ir-riċerka ma torbotx ċertu medda ta 'frekwenza ta' ritmi newrali mal-ipproċessar ta 'informazzjoni sensih. Xi teoriji jipproponu proċessar ritmu-silenzjuż applikabbli għal informazzjoni sensih (1, 11). Madankollu, ir-ritmi newrali xorta jistgħu jikkontribwixxu għall-ipproċessar ta 'informazzjoni mhux konxju b'mod speċifiku għall-frekwenza. Jekk dan huwa minnu, allura ritmi li jġorru f'din il-frekwenza għandhom jinfluwenzaw id-diskriminazzjoni bejn il-mira u l-problema meta l-mira ma tkunx tidher.

Riżultati

Biex tiddetermina l-proprjetajiet spettrali li jirregolaw l-ipproċessar viżwali konxju u mhux minn sensih, użajna 2 × 4 HD-tACS biex inġibu attività mhux armonika , , jew θ f'reġjuni okcipitali bilaterali, iggwidata minn immudellar tal-kamp elettriku (Fig. 1B; ara SI Appendiċi għal diskussjoni qasira tal-mekkaniżmi ta’ azzjoni tACS u l-għażla tal-frekwenzi). Il-parteċipanti wettqu sessjoni ta' 30-minuta tal-kompitu qabel (linja bażi), waqt (online), u wara (offline) newromodulazzjoni. Il-kompitu kien jinkludi mira Gabor fil-qosor (17 ms), segwita minn sonda Gabor li tidher wara dewmien 1-s (Fig. 1A; ara l-Appendiċi SI għal metodi dettaljati).

Il-parteċipanti qabblu l-orjentazzjonijiet tal-mira mgħottija u tas-sonda viżibbli. Id-diskriminazzjoni fil-mira-sonda kienet segwita minn klassifikazzjoni ta' għarfien dwar il-perċezzjoni tal-mira. Aħna analizzajna l-prestazzjoni tad-diskriminazzjoni fil-mira-peep bħala funzjoni tal-klassifikazzjoni tal-għarfien u wettaqna analiżi ta 'skoperta tas-sinjali biex neżaminaw l-għarfien tal-mira. Aħna maqsuma provi f'żewġ tipi: "li ma tidhirx," li jirrappreżentaw l-ebda għarfien tal-mira, u "jidhru," li jirrappreżentaw xi għarfien tal-mira (Fig. 1A).

L-eżattezza tal-linja bażi għad-diskriminazzjoni fil-mira-sonda kienet f'livell ta' ċans għal provi li ma tidhirx (Fig. 1C) [: t(17)=0.49, P=0.685; : t(17)=0.79, P {{10}}.220; θ: t(17)=0.24, P = 0.406; sham: t(17)=0.36, P=0.637]. Dan jikkonferma l-effettività tal-maskra biex tipprekludi lill-parteċipanti milli jużaw kwalunkwe sinjal relatat mal-mira biex jiggwida d-deċiżjoni sussegwenti tad-diskriminazzjoni fil-mira u l-problema. Kif mistenni, l-eżattezza tad-diskriminazzjoni fil-linja bażi mira-sonda kienet ogħla mill-ċans għall-provi dehru (Fig. 1C) [: t(17)=4.30, P <0.001; : t(17)=2.92, P=0.006; θ: t(17)=2.31, P=0.020; sham: t(17)=4.69, P < 0.001].

B'mod impressjonanti, HD-tACS tejbet l-ipproċessar konxju u sensih b'mod sostenibbli u speċifiku għall-frekwenza (Fig. 1C). (Aħna nippreżentaw ir-riżultati sħaħ fuq il-Qafas tax-Xjenza Miftuħa [OSF] fuq https://osf.io/fqxk9/.) -Modulazzjoni preferenzjali mtejba l-eżattezza u s-sensittività għal diskriminazzjoni fil-mira-sonda għal provi li dehru, iżda mhux provi li ma jidhrux.

It-titjib beda jidher waqt in-newromodulazzjoni (online) (eżattezza: PBonferroni {{0}}.001; sensittività A{0: PBonferroni=0 .133), iżda saret akbar u aktar robusta wara n-newromodulazzjoni (offline) (eżattezza: PBonferroni < 0.001; A0: PBonferroni=0.024), relattiva għal-linja bażi. B'kuntrast, -modulation tejbet l-eżattezza u s-sensittività għal provi li ma tidhirx, iżda provi mhux jidhru. L-effett kien sinifikanti offline (eżattezza: PBonferroni=0.025; A0: PBonferroni=0.012) u online marġinali biss (eżattezza: PBonferroni=0.071; A0 : PBonferroni {{19} }}.078), relattiv għal-linja bażi.

Dan il-benefiċċju offline akbar u aktar robust fi u gruppi x'aktarx kien minħabba l-applikazzjoni temporali kajman ta 'metodi ta' stimulazzjoni elettrika transkranjali, li jistgħu jwasslu għal effetti ta 'mġieba aktar b'saħħithom wara l-modulazzjoni (eż., refs. 12 u 13). Barra minn hekk, la θ u lanqas gruppi sham ma wrew xi effetti, u b'hekk taw aktar evidenza għall-ispeċifiċità tal-frekwenza. Fil-qosor, il-mekkaniżmi ritmiċi għat-titjib tal-perċezzjoni viżiva konxja u inkonxja jidhru dissoċjabbli tul "kanali" ta 'frekwenza separati tal-ipproċessar tal-informazzjoni newrali u huma kapaċi li jiġu manipulati b'mod każwali b'mod sostenibbli.

L-analiżi tas-sejbien tas-sinjali wrew li l-modulazzjoni tejbet b'mod selettiv l-eżattezza tad-diskriminazzjoni tal-mira-sonda mdewma mingħajr ma affettwa s-sejbien tal-mira. Il-grupp kellu sensittività ta' skoperta ogħla mill-ċans fil-provi li dehru fis-sessjonijiet kollha (0.70 < A0 < 0.75) (ara Tabella OSF S2 għal sensittività ta' skoperta fil-mira fil-gruppi kollha) . Is-sensittività tal-ċans ta 'hawn fuq tfisser klassifikazzjonijiet ogħla meta l-mira kienet preżenti milli assenti, li tissuġġerixxi li l-parteċipanti użaw l-iskala tal-klassifikazzjoni b'mod xieraq. B'mod sinifikanti, -modulazzjoni ma nbidlitx: 1) sensittività ta 'skoperta qabel, waqt, u wara l-modulazzjoni [F(2, 51)=1.46, P=0.241]; u 2) il-probabbiltà li tirrapporta li tara l-mira [F(2, 51)=0.21, P=0.813; ara Riżultati tal-OSF għal analiżi tal-kriterji tad-deċiżjoni]. Fi kliem ieħor, -modulazzjoni ma affettwax l-ammont ta 'informazzjoni fil-mira perċepita. Minflok, -modulation tejbet id-diskriminazzjoni tal-mira-sonda mdewma għal provi dehru, li tirrifletti l-irfinar selettiv tal-informazzjoni tal-orjentazzjoni konxja.

Diskussjoni

Ir-riżultati tagħna juru dissoċjazzjoni ta' - u - ritmi fil-modulazzjoni tal-ipproċessar ta 'informazzjoni li tidher u li ma tidhirx. Din hija evidenza kawżali li tissuġġerixxi li -ritmi jiffaċilitaw memorja għal żmien qasir għal informazzjoni viżwali f'għarfien konxju (10). Nipproponu li dan jirriżulta minn -ritmi li jsaħħu l-mekkaniżmi ta 'attenzjoni li joperaw fuq rappreżentazzjonijiet viżwali tal-memorja għal żmien qasir fi ħdan id-dominju konxju. Peress li l-modulazzjoni ma tatx spinta lill-perċezzjoni tal-mira jew il-probabbiltà li tiġi rappurtata, ir-ritmi x'aktarx appoġġaw l-ipproċessar downstream, l-irfinar tal-informazzjoni rilevanti għall-kompitu miżmuma fil-memorja għal żmien qasir, aktar milli jappoġġaw il-modulazzjoni tal-attenzjoni inizjali li tiġbor l-informazzjoni f' kuxjenza proposta mit-teorija tal-ispazju tax-xogħol newronali globali (GNWT) (1) jew it-teorija tar-rappreżentazzjonijiet ta' livell intermedju attenda (14).

Min-naħa l-oħra, il-modulazzjoni ffaċilitat l-ipproċessar ta 'informazzjoni mhux konxja, preżumibbilment minħabba li kienet rilevanti għall-kompitu u l-fokus tal-attenzjoni. Dan huwa distint mill-ipproċessar ta 'informazzjoni irrilevanti għall-kompitu f'postijiet li ma jkollhomx nies magħhom li jistgħu jiġu mrażżna minn -ritmi spontanji (15). Flimkien, is-sejbiet tagħna jissuġġerixxu li - u -ritmi jimmodulaw b'mod distint l-ipproċessar tal-informazzjoni konxju u mhux konxju, rispettivament.

Dawn is-sejbiet għandhom implikazzjonijiet kritiċi għat-teoriji newrobijoloġiċi tas-sensi (2). Pereżempju, il-GNWT jenfasizza l-importanza ta '-u-sinkronizzazzjoni għall-ipproċessar ta' informazzjoni fil-"workspace" globali, li jappoġġjaw aċċess konxju (5). Dan huwa konsistenti mas-sejba tagħna li l-modulazzjoni ttejjeb l-informazzjoni rilevanti għall-kompitu għall-ipproċessar konxju tal-memorja għal żmien qasir, għalkemm nattribwixxu l-effett - għal mekkaniżmi downstream. B'kuntrast, il-benefiċċju ta '-rhythms fl-ipproċessar sensih mhux previst minn xi teorija newrobijoloġika tas-sensi.

Mudelli teoretiċi riċenti jissuġġerixxu li l-informazzjoni sensih tinżamm skiet f'piżijiet sinaptiċi fin-nuqqas ta 'sparar newrali persistenti (6, 16). Id-dimostrazzjoni tagħna tar-rwol kawżali ta '-rhythms fl-ipproċessar viżwali sensih targumenta kontra din il-fehma. Aktar b'saħħitha tħalli twieqi temporali iżgħar waqt l-ipproċessar, li jistgħu jirriżultaw f'ipproċessar eċċitatorju (eż. ) aktar preċiż (17), u b'hekk tingħata spinta lid-disponibbiltà globali ta 'kontenuti sensih (18) għal memorja għal żmien qasir u mekkaniżmi relatati mad-deċiżjonijiet. L-istudju tagħna jistabbilixxi qafas għall-investigazzjoni tal-mekkaniżmi ritmiċi fuq skala kbira li jiġġeneraw esperjenzi konxji u mhux konxji.

Materjali u metodi

Tnejn u sebgħin parteċipant żgħażagħ b'saħħithom (29 raġel, età medja: 20.56 y ± 0.41) (ara l-Appendiċi SI għall-informazzjoni tal-parteċipanti fi ħdan il-gruppi) taw il-kunsens għall-proċeduri approvati mill-Bord ta 'Reviżjoni Istituzzjonali tal-Università ta' Boston u tħallsu. Dan l-istudju huwa bejn il-parteċipanti u ikkontrollat ​​minn sham: aħna assenjaw parteċipanti b'mod każwali għal wieħed minn erba 'gruppi ( , , θ, u sham; 18-il parteċipanti għal kull grupp). Il-proċedura kienet identika bejn il-gruppi ħlief għall-protokoll HD-tACS (Appendiċi SI).

RIKONOXXIMENTI.

Dan ix-xogħol kien appoġġjat minn għotjiet mill-NIH (R01-MH114877 u R01-AG063775) u rigal minn filantropu individwali, mogħti lil RMGRDS jirrikonoxxi l-appoġġ mill-Gvern Bask permezz tal-BERC {{4} } u mill-Aġenzija tar-Riċerka tal-Istat Spanjol permezz tal-akkreditazzjoni tal-eċċellenza BCBL Severo Ochoa CEX2020-001010-S.

Referenza

1. GA Mashour, P. Roelfsema, J.-P. Changeux, S. Dehaene, Ipproċessar konxju u l-ipoteżi tal-ispazju tax-xogħol newronali globali. Neuron 105, 776–798 (2020). 2. AK Seth, T. Bayne, Teoriji tal-kuxjenza. Nat. Dun Neurosci. 23, 439–452 (2022).

3. M. Siegel, TH Donner, AK Engel, Marki tas-swaba 'spettrali ta' interazzjonijiet newronali fuq skala kbira. Nat. Dun Neurosci. 13, 121–134 (2012).

4. F. Crick, C. Koch, Xi riflessjonijiet dwar l-għarfien viżiv. Cold Spring Harb. Symp. Kwant. Biol. 55, 953–962 (1990).

5. S. Dehaene, J.-P. Changeux, Approċċi sperimentali u teoretiċi għall-ipproċessar konxju. Neuron 70, 200–227 (2011).

6. D. Tr€ubutschek, S. Marti, H. Uebersch€ar, S. Dehaene, Probing the limits of activity-silent non-consci working memory. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 116, 14358–14367 (2019).

7. J. Gross et al., Modulazzjoni ta 'sinkronija newrali fuq medda twila tirrifletti limitazzjonijiet temporali ta' attenzjoni viżwali fil-bnedmin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 13050–13055 (2004).

8. J.-R. King, N. Pescetelli, S. Dehaene, Mekkaniżmi tal-moħħ sottostanti għall-manutenzjoni fil-qosor ta 'informazzjoni sensorja li tidher u li ma tidhirx. Neuron 92, 1122–1134 (2016).

9. R. Gaillard et al., Markers intrakranjali konverġenti ta 'aċċess konxju. PLoS Biol. 7, e61 (2009).

10. S. Hanslmayr et al., Oxxillazzjonijiet Prestimulus ibassru l-prestazzjoni tal-perċezzjoni viżwali bejn u fi ħdan is-suġġetti. Neuroimage 37, 1465–1473 (2007).

For more information:1950477648nn@gmail.com