Výhoda poskytnutá přes noc spánkem v paměti související se schématem může trvat pouze jeden den, část 3

Výsledky chování (12-hodina po učení)

Spánek prospěl vyhledávání položek souvisejících se schématem nad položkami bez schématu (obrázky 3–5). Smíšená ANOVA se schemalučením (schéma, bez schématu), testovací relací (okamžitá, zpožděná o 12 hodin) jako faktorem v rámci účastníka a konsolidační podmínkou (spánek, bdění) jako faktorem mezi účastníky odhalila významnou interakci, při níž spánek prospělo paměti pro schéma a ne pro učení bez schématu po 12 hodinách,F(1,51)=4.503, p=0.039, η p2=0.081.

Aktivní vzrušení a paměť jsou neoddělitelné a existuje mezi nimi úzký vztah. Čím lepší paměť člověka často znamená, tím vyšší je jeho vzrušení.

Co je tedy aktivní probuzení? Aktivním probouzením se rozumí schopnost lidí vnímat změny v okolním prostředí, iniciativa a schopnost věci chápat a reagovat na ně. Když je člověk ve vysoce probuzeném stavu, jeho rysy v obličeji budou ostřejší, jeho myšlení bude svižnější a jeho schopnost vnímat a chápat věci silnější.

A tato vysoká míra vzrušení nám také může pomoci lépe zlepšit naši paměť. Ve stavu vysokého vzrušení se člověk může více soustředit na naučené znalosti a lépe si uchovat naučený obsah v mozku. Současně může stav vysokého vzrušení také stimulovat vitalitu myšlení lidí a zlepšit hloubku a účinek paměti.

Proto musíme zlepšit naše vědomí a paměť řadou metod. V první řadě je třeba dbát na dodržování přiměřené doby spánku, abychom přílišnou únavou neovlivňovali naše vnímání a chápání. Zadruhé také musíme pravidelně aktivovat svůj mozek a podporovat vitalitu myšlení čtením, myšlením atd. Konečně také musíme věnovat více pozornosti změnám okolního prostředí v našich životech a učit se a být vystaveni co nejvíce novým věci, jak je to možné, abychom zlepšili naše schopnosti probouzení a paměti.

Stručně řečeno, vztah mezi aktivním vzrušením a pamětí je blízký a nepostradatelný. Musíme být i nadále pozitivní, udržovat si dobré životní návyky a neustále cvičit a vyzývat se, abychom zlepšili své schopnosti vzrušení a paměti, abychom mohli lépe reagovat na životní výzvy a příležitosti. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Kliknutím na možnost Know zlepšíte krátkodobou paměť

Post hoc t-testy ukázaly významně zlepšený výkon ve spánkové skupině pro memoranda související se schématem, t(28)=3,65, p=0,001, ve srovnání s významným poklesem ve skupině aktivní – bdělý , t(23)=2,83, p=0,008 (obrázek 3).

Byl zaznamenán významný hlavní účinek spánku, kdy byla pozorována lepší paměťová výkonnost po spánku ve srovnání s aktivním – bdělým, F(1,51)=5,96, p=0,018, η p{{6 }}.105. Podle očekávání jsme také pozorovali významný hlavní účinek schématu bez ohledu na podmínky spánku, F(1,51)=34.53, p < 0.001 η p2=0.404.

Účinky spánku na relační paměť řízenou schématem a vyvozování (12-hodina po učení)

Výsledky výkonu paměti pro relační paměť (sousední páry) a odvození (nesousedící páry) jsou zobrazeny na obrázku 4. Smíšená ANOVA pro zkoumání změny ve výkonnosti paměti s učením schématu (schéma, bez schématu) a typem páru (sousední, inference) jako faktory uvnitř účastníka a podmínkou konsolidace (spánek, bdění) jako faktorem mezi účastníky, odhalila významné hlavní účinky spánku, F(1,51)=7,38, p=0,009,η p2=0,126, stejně jako významnou konsolidační podmínku podle interakce schématu, kde paměť související se schématem byla lépe zachována ve skupině spánku, F(1,51)=4.95, p=0.031, η p2=0.088.

Kromě toho jsme zjistili významný hlavní účinek typu páru, což naznačuje větší paměťové výhody pro inferenční páry po intervalu spánku a bdění, F(1,51)=6,924, p=0,011, η p2=0.120. Zejména největší zlepšení bylo pozorováno ve spánkové skupině pro inferenční páry vložené do původního schématu, t(51)=2.737, p=0.009. Viz doplňkové materiály pro průzkumné analýzy potenciální proaktivní interference (doplňkové obrázky 5 a 6).

Test vyvolání hierarchie

Došlo k významnému stavu (spánek, probuzení) interakcí učení schématu (schéma, bez schématu), F(1,51)=6.248, p=0.016, ηp{{7} }.109, což naznačuje, že spánek přednostně chránil vzpomínky související se schématem (obrázek 5).

Následné testy prokázaly významné snížení počtu chyb v souboru schématu ve spící skupině ve srovnání s aktivním bděním, t(51)=4.181, p < 0.001. významný pokles počtu chyb ve schématu ve srovnání se sadou bez schématu, která byla pozorována pouze ve spánkové skupině, t(28)=2.460, p=0.020.

Porovnání výsledků chování v 24-hodině a{1}}hodině po učení

Smíšená ANOVA pro zkoumání změny výkonu paměti ve všech relacích s učením schématu (schéma, bez schématu) a testovací relací (12 a 24 hodin) jako faktory v rámci účastníka a podmínkami konsolidace (spánek, bdění) jako mezi nimi -faktor účastníka, ukázal trend lepšího výkonu ve spánkové skupině, F(1,51)=3.424, p > 0.070, η p2=0,063 a trend pro schéma podle interakce spánku, F(1,51)=3,559, p > 0,065, ηp2 < 0,065, bez dalších významných hlavních účinků nebo interakcí (obrázek 6A).

Stejné smíšené analýzy ANOVA pro zkoumání chyb připomenutí poskytly podobné výsledky bez významných hlavních účinků stavu spánku a bez významného schématu interakcí spánku po dobu 24 hodin, F(1,51) < 1,878, p > 0177, η p2 < 0,070 (Obrázek 6B).

Behaviorální asociace s makro a mikrostrukturou spánku

Vyšší paměťová výhoda související se schématem byla spojena se zvýšenou hustotou rychlého vřetena, zejména během N2, r(26)=0,489,p=0,011. Navíc vyšší hustota vřetena v N2 byla významně spojena se sníženým počtem v hierarchickém testu, r(26)=−0,540, p=0,006 (obrázek 7).

Noční zisk ve výhodách schématu na malém počtu inferenčních párů byl spojen s množstvím získaného spánku SWS, r(26)=0,478, p=0.013, a velikostí of SWA/SWE, r(26) větší nebo rovno 0,537, p menší nebo rovno 0,005.

Kromě této specifické korelace nebyly u měření pomalého spánku nalezeny žádné významné korelace s celkovými přínosy paměti řízené schématem a vztahovou pamětí. Stejně tak nebyly nalezeny žádné významné asociace s jinými fázemi spánku, r(26) menší nebo rovno 0.375, p větší nebo rovno 0.131. Architektura spánku a vlastnosti vřetena měřené polysomnografií jsou uvedeny v tabulce 2.

Diskuse

Naše zjištění naznačují, že spánek podporuje konsolidaci paměti související se schématem. Přes noc byl spánek spojen s nadměrným přínosem z konsolidace nových memorandů souvisejících se schématem ve vztahu k stavu aktivního bdění, zejména u nesousedních inferenčních párů.

Získání těchto memorand vyžaduje přístup k neexplicitním, hierarchicky uspořádaným informacím. Vyšší hustota vřetena spánku během spánku po učení byla spojena s menším počtem chyb v testu vyvolání hierarchie a rychlá hustota vřetena předpovídala vylepšené výhody paměti řízené přes noc podle schématu. Je zajímavé, že výhoda výkonu spánku při spánku po učení se zmenšila 24 hodin po prvním učení.

V souladu s předchozími studiemi jsme našli lepší vzpomínky související se schématem přes noc spánku ve srovnání se dnem aktivní bdělosti [22, 23, 38–44]. Také jsme pozorovali trend ke zlepšení vzpomínek souvisejících se schématem v 24-hodinovém testu po nočním spánku v bdělé skupině, což naznačuje, že k další konsolidaci mohlo dojít během druhé noci spánku po učení.

Toto zjištění se shoduje s nedávnými zjištěními, že přínos spánku po učení se během 24 hodin zmenšil [24, 45]. Kromě toho je toto pozorování v souladu se studií Schönauera a kolegů, která naznačuje, že hipokampus by mohl sloužit jako dočasný nárazník pro zakódované informace získané během dlouhých období bdělosti a že konsolidace systému může stále nastat během následujících příležitostí ke spánku [46].

To by mohlo vysvětlit, proč zpočátku pozorovaná výhoda výkonu paměti ustoupila ve spánku ve srovnání se skupinou probuzenou, protože účastníci ve skupině probuzení měli příležitost nočního spánku po 24 hodinách.

Na první pohled se zdá, že toto zjištění je v rozporu s naší dřívější studií, která zjistila, že přínosy vzpomínek souvisejících se spánkovým onschematem po učení se mohou prodloužit nejméně o dva týdny[40]. Klíčový rozdíl mezi těmito studiemi je však v tom, že v první z nich by vícenásobné fáze obnovy a opakované testování mohly posílit nervové reprezentace memorand. Řada studií vyzdvihla zejména sílu praxe vyhledávání a testovacího účinku při upevňování vzpomínek jako účinnou metodu učení [47, 48], zvláště když se používá freerecall podobně jako naše paradigma [49].

Jiná nedávná studie může být v rozporu se současnými zjištěními. Ashton a kolegové zjistili, že spánek podporuje spíše schematicky inkongruentní než kongruentní vzpomínky [24]. Avšak „paradigma schématového učení“ použité v této studii postrádá základní rysy, jako je překrývající se asociativní síťová struktura, adaptabilita, vývoj napříč více epizodami a zejména usnadnění vyvozování [18, 28, 50].

Navíc bylo hlášeno, že úlohy založené na rozpoznávání upřednostňují podmínku bez schématu kvůli novosti, zatímco úlohy založené na vybavování, jako je ten, který je zde použit, mají tendenci přinášet výhody schématu [18, 19] A konečně, stimuly nesouladící se schématem, které jsou vysoce nekongruentní by mohly vyvolat užitek svou novostí [51].

Zjistili jsme, že zejména vyšší hustota rychlého vřetena předpovídala lepší výkon v sadě související se schématem. V souladu s těmito zjištěními byly předchozí znalosti uváděny jako základní předpoklad úspěšné reaktivace paměti a bylo prokázáno, že spánková vřeténka hrají v tomto procesu aktivní roli [44]. Zvýšená aktivita vřeténka byla spojena s vyšší reaktivací paměti a lepší integrací paměti do dřívějších znalostních struktur, stejně jako zrychleným uvolňováním vzpomínek z hipokampálních sítí [22].

Naše abSchema zvláště usnadňují naši schopnost dělat závěry. Díky jejich překrývajícím se paměťovým stopám a aktivovaným strukturám znalostí na pozadí začínají schémata obohacovat probíhající zkušenost o logické závěry.

Na rozdíl od našich očekávání jsme našli omezenou podporu pro roli pomalého spánku při konsolidaci paměti související se schématem. Míry SWS byly významně spojeny pouze s nočními zisky v inferenčním výkonu a nepředpovídaly celkový výkon a relační paměť jak v počítačovém testu, tak v testu hierarchie. I když tyto průzkumné nálezy poskytují spekulativní důkazy, že SWS by mohla usnadnit závěr, je důležité poznamenat, že tyto účinky mohou být replikovány pouze za specifických okrajových podmínek.

Toto zjištění se shoduje s aktuální publikací March et al. to zdůraznilo potenciální roli spánkových vřetének spíše než SWS v integraci paměti související se schématem [52]. Nedávná práce také zpochybnila robustnost paměťových výhod měření SWS, což naznačuje, že uváděné asociace mezi SWS a výkonností paměti mohou být nadhodnocené [53, 54] a nemusí být replikovatelné ve studiích o relativně malé velikosti vzorku s nízkou statistickou silou [55].

V souvislosti s tím a pokud jde o tyto asociace s dedukcí, Werchan & Gomez ukázali, že dřívější zjištění o zlepšeném výkonu přes noc v tranzitivní inferenci bylo možné replikovat pouze tehdy, když účastníci prošli posilujícím učením, a nikoli s jinými podmínkami učení [15].

Nicméně inferenční uvažování v kontextu transformace schémat může těžit z dalších synergických efektů souvisejících s pomalým spánkem, stejně jako z úspěšného přehrávání překrývajících se paměťových stop [56, 57]. Je zapotřebí další výzkum k určení přesné funkce spánku a domnělých neurokognitivních procesů zapojených do tranzitivní inference a flexibilní transformace schematických znalostních struktur.

Nezjistili jsme žádné významné korelace mezi výkonností paměti související se schématem a jinými fázemi spánku. Role REM spánku v dedukcích souvisejících se schématem a konsolidaci paměti zůstává smíšená, protože někteří uvádějí, že extrakce skrytých pravidelností má prospěch ze SWS spíše než REM spánku [58–60], zatímco jiní zjistili opak [23].

Tyto pozorované nesrovnalosti lze částečně vysvětlit různorodou povahou schematických znalostí a velkými rozdíly v paradigmatech učení založeného na schématech. Konkrétně, na rozdíl od našeho paradigmatu, se úkol Durranta a spol. zaměřil na tonální schéma, které je méně generalizovatelné a nezahrnuje aspekty inference a dynamické adaptability [28, 56]. To by mohl být i případ jiných nekonzistentních zjištění studií, které používaly různá schémata učení, která nezahrnovala základní rysy schématu, o kterých jsme hovořili dříve.

Omezení a budoucí směry

Za prvé, navzdory uváděným přínosům učení na základě schématu u dětí a mladých dospělých v závislosti na spánku [22, 42]; Před zobecněním našich zjištění u adolescentů na dospělé je třeba dbát opatrnosti. Zdá se, že spánek a struktura a funkce mozku během dospívání jsou vzájemně propojeny [62]. Bylo zdokumentováno, že kortikální šedá hmota a aktivita spánkové pomalé vlny (SWA) se během dospívání snižují spolu s dozráváním kognice [63, 64]. Je třeba poznamenat, že analýzy přizpůsobené věku v současné studii přinesly stejné výsledky, protože většina těchto neurovývojových změn se vyskytuje před dosažením věku 15 let a v našem vzorku jsme neměli široké věkové rozmezí.

Zadruhé, i když jsme ukázali, že spánková vřetena mohou hrát roli při konsolidaci a transformaci nedávno získaných schémat [40], zůstává mnoho otevřených otázek. Například, jaký je přesný proces, kterým se modifikují nebo revidují stávající znalosti v kůře, a jak spánková vřetena umožňují tento flexibilní proces aktualizace schématu? [65] Kromě toho, jak se nedávno ukázalo, jevy spojené s přehráváním by mohly být přítomny během období klidové bdělosti, což by mohlo přinést podobné výhody konsolidaci a transformaci vzpomínek [66, 67]. V tomto ohledu je třeba plně prozkoumat účinky mnoha cyklů nočního spánku a bdění na transformaci schematických znalostních struktur. Zejména základní neuronální mechanismy v dynamické transformaci schémat během offline období spánku nebo klidového bdění jsou zajímavou výzkumnou otázkou, kterou budou zkoumány budoucí studie [68].

Nakonec byly použity pouze centrální elektrody, které mohou omezovat naši schopnost detekovat pomalá vřeténka, která jsou přítomna hlavně ve frontálních oblastech, a zároveň jsou citlivá na detekci rychlých vřetének, která jsou převážně distribuována v centroparietálních oblastech [69, 70]. Navzdory tomuto omezení jsou naše zjištění v souladu s předchozími pracemi zkoumajícími charakteristiky vřetena u adolescentů pomocí elektrod C3 a C4 [31, 71, 72].

Závěry

Zdá se, že noční spánek s vyšší hustotou vřetena poskytuje výkonnostní výhodu pro memoranda související se schématem ve srovnání s ekvivalentní dobou strávenou vzhůru. Tato výhoda ve výkonu ve spánkové skupině se však během 24 hodin zmenšila, pravděpodobně v důsledku opožděné konsolidace z následného nočního spánku ve skupině bdělé.

Doplňkový materiál

Doplňkový materiál je k dispozici na webu SLEEP Advances online.

Financování

Tato práce byla podpořena cenou STaR Investigator Award od National Medical Research Council v Singapuru (NMRC/STaR/19may-0001) udělenou Dr. Chee, podpůrnými fondy poskytnutými Yong Loo Lin School of Medicine a také LeeFoundation.

Poděkování

Rádi bychom vyjádřili svou vděčnost Kian F Wong, TeYangLau, Shamsul Azrin Jamaluddin a Jesisca Tandi za jejich cennou pomoc při kódování podnětů a provádění experimentů. Dále děkujeme výzkumným pracovníkům Centra pro spánek a poznání za jejich pomoc při sběru dat. Tato práce byla provedena v Centre forSleep and Cognition, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, Singapur.

Autorský příspěvek

Hosein Aghayan Golkashani (konceptualizace, metodologie, formální analýza, vizualizace, psaní – příprava původního návrhu), Shohreh Ghorbani (kurátor dat, formální analýza, vizualizace, software, psaní – recenze a úpravy), Ruth LFLeong (metodologie, psaní – recenze a úpravy ), Ju Lynn Ong (formální analýza, psaní – recenze a editace), Michael WL Chee (dohled, metodika, psaní – recenze a úpravy, získávání finančních prostředků).

Prohlášení o zveřejnění

Finanční zveřejnění: Neexistují žádné finanční střety zájmů. Nefinanční zveřejnění: Michael Chee a Ju Lynn Ong mají apatent na rámec Z{0}}score.

Dostupnost dat

Data a analytické skripty použité v této publikaci jsou přístupné na přiměřenou žádost.

Reference

1. Rasch B, Born J. O roli spánku v paměti. Physiol Rev.2013;93(2):681–766. doi: 10.1152/physrev.00032.2012

2. Klinzing JG, Niethard N, Born J. Mechanismy systémové konsolidace paměti během spánku. Nat Neurosci. 2019;22(10):1598–1610.doi: 10,1038/s41593-019-0467-3

3. Dudai Y, Karni A, Born J. Konsolidace a transformace paměti. Neuron. 2015;88(1):20–32. doi: 10.1016/j.neuron.2015.09.004

4. Leong RLF, Chee MWL. Pochopení potřeby spánku ke zlepšení poznání. Annu Rev Psychol. 2023;74:27–57. doi: 10.1146/annurev-psych-032620-034127

5. Munnelly A, Dymond S. Zobecnění a integrace relační paměti v tranzitivním inferenčním úkolu s instruovaným uvědoměním a bez něj. Neurobiol Learn Mem. 2014;109:169–177.doi: 10.1016/j.nlm.2014.01.004

6. Monaghan P, Sio UN, Lau SW, Woo HK, Linkenauger SA, OrmerodTC. Spánek podporuje analogický přenos při řešení problémů. Poznání. 2015;143:25–30. doi: 10.1016/j.cognition.2015.06.005

7. Lewis PA, Durrant SJ. Překrývající se přehrávání paměti během spánku vytváří kognitivní schémata. Trendy Cogn Sci. 2011;15(8):343–351.doi: 10.1016/j.tics.2011.06.004

8. Robin J, Moscovitch M. Podrobnosti, podstata a schéma: hipokampální-neokortikální interakce, které jsou základem nedávné a vzdálené epizodické a prostorové paměti. Curr Opin Behav Sci. 2017;17:114–123. doi:10.1016/j.cobeha.2017.07.016

9. Donlea JM. Role pro spánek v paměti: postřehy od mouchy. CurrOpin Neurobiol. 2019;54:120–126. doi: 10.1016/j.conb.2018.10.006

10. Stickgold R, Walker MP. Třídění paměti závislé na spánku: vyvíjející se zobecnění prostřednictvím selektivního zpracování. Nat Neurosci.2013;16(2):139–145. doi: 10.1038/nn.3303

11. Feld GB, Born J. Vyřezávání paměti během spánku: souběžné upevňování a zapomínání. Curr Opin Neurobiol. 2017;44:20–27.doi: 10.1016/j.conb.2017.02.012

12. Jenkins JG, Dallenbach KM. Obliviscence během spánku a bdění. Am J Psychol. 1924;35(4):605–612. doi: 10.2307/1414040

For more information:1950477648nn@gmail.com