Objem zadního hippocampu CA2/3 je spojen se schopností vybavit si autobiografickou paměť u jedinců s nižším výkonem, část 2

Objemy subfeld se mezi výkonnostními skupinami nelišily.

Dále jsme zkoumali, zda se objemy podpolí liší mezi skupinami s nižším a vyšším výkonem nebo mezi skupinami s velmi nejvyšším a nejnižším výkonem (n=20 v každé skupině). U žádného podpole nebyly identifikovány žádné rozdíly (tabulka 5).

Protože významný vztah ve skupině s nižší výkonností byl lokalizován na zadní CA2/3, porovnali jsme také zadní objemy CA2/3 mezi skupinami s nižší a vyšší výkonností a nenašli jsme mezi nimi žádný rozdíl (střední objem s nižší výkonností {{7 }},05 mm3, SD=34,25; vyšší střední objem=206,10 mm3, SD=39,84; F(1 192)=0,78, p=0.38). To naznačuje, že nemusí existovat jednoduchý lineární vztah mezi zadním objemem CA2/3 a schopností autobiografické paměti.

Lineární vztah znamená, že mezi dvěma proměnnými existuje přímý vztah, to znamená, že změny jedné proměnné přímo ovlivní změny druhé proměnné. Paměť se týká schopnosti lidské paměti, tedy schopnosti zaznamenávat a ukládat informace pro vyvolání a použití.

Mezi linearitou a pamětí existuje důležitý vztah. Obecně lze říci, že výzkumy ukazují, že čím silnější lineární vztah, tím lepší paměť.

Pokud například vezmeme v úvahu lineární vztah mezi dobou studia člověka a skórem, které získá u zkoušky, můžeme zjistit, že je velmi přirozené, že člověk tráví více času studiem a získá lepší známky. Stejně tak, pokud vezmeme v úvahu lineární vztah mezi množstvím spánku, který člověk dostane, a jeho pamětí následující den, můžeme také zjistit, že více spánku vede k lepší paměti.

Na druhou stranu, pokud je lineární vztah slabý, paměť může trpět. Pokud například vezmeme v úvahu vztah mezi stravou člověka a jeho pamětí, nemusíme najít zřejmý lineární vztah. Víme však, že podvýživa nebo nedostatek některých základních živin mohou ovlivnit normální fungování mozku a tím i paměť.

Proto můžeme dojít k závěru, že vztah mezi lineárním vztahem a pamětí je velmi důležitý a může ovlivnit naše učení, práci, život a zdraví. Abychom si zlepšili paměť, měli bychom se zaměřit na lineární vztahy a rozvíjet dobré návyky učení a života, abychom zlepšili naše kognitivní funkce a schopnosti myšlení. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť. Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola může také regulovat rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů. Tyto látky jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho maso z masa může také zlepšit tekutost krve a podporovat přenos kyslíku, což může zajistit, že mozek dostává dostatek živin a energie, a tím zlepšuje mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na Know pro zlepšení kognitivních funkcí

Abychom to dále prozkoumali, provedli jsme další analýzu, která nám pomohla při interpretaci výsledků. Místo toho, abychom rozdělili účastníky do dvou skupin na základě jejich skóre vnitřních detailů autobiografické paměti, místo toho jsme použili zadní objemy hipokampu CA2/3 ke střednímu rozdělení účastníků na skupiny s menším objemem a větší objemy. Při korelaci se skóre vybavování autobiografické paměti nebyl nalezen žádný statisticky významný vztah pro žádnou skupinu (skupina s menším objemem: r(93)=0.25, p=0.01, 95 % CI {{10}}.05, 0,43; větší skupina objemů: r(92)=0,16, p=0,13, 95% CI − 0,05, 0,35).

Diskuse

V této studii individuálních rozdílů jsme ručně segmentovali celou délku dvou hipokampů u 201 zdravých jedinců. Vymezili jsme šest podoblastí – DG/CA4, CA2/3, CA1, subikulum, pre/parasubikulum a uncus. To nám umožnilo prozkoumat, jak mohou objemy hipokampálních subpolí souviset se schopností vybavování autobiografické paměti tím nejkomplexnějším způsobem, jaký se dosud pokusil. V celé skupině jsme nenašli žádné důkazy pro souvislost mezi objemem jakéhokoli podpole a schopností vybavování autobiografické paměti, jak bylo měřeno pomocí interních podrobností z Autobiografického rozhovoru40. Tak tomu bylo i při samostatném vyšetřování mužských a ženských účastníků.
Když však byli účastníci zařazeni do skupin s nižším a vyšším výkonem na základě jejich skóre vnitřních podrobností, zjistili jsme, že objem CA2/3 byl významně a pozitivně spojen s výkonem autobiografické paměti, konkrétně ve skupině s nižším výkonem. Dále jsme zjistili, že tento efekt byl řízen zadním CA2/3. Naproti tomu sémantické detaily z autobiografických vzpomínek a výkon v řadě laboratorních testů paměti nekorelovaly s objemem CA2/3. Podobně nebyly identifikovány žádné asociace s objemem dílčích polí u skupiny s vyšším výkonem.

Existují pouze dvě publikované studie, které zkoumaly vztah mezi objemy hipokampálních subpolí a vybavováním autobiografické paměti28,29. Naše zjištění se v zásadě shodují se zjištěními Palomba et al.29, kteří při studiu pouze těla hipokampu zjistili, že objem kombinované ROI zahrnující DG/CA4/CA2/3 byl spojen se skóre vnitřních detailů. Nyní můžeme tento předchozí výsledek rozšířit čtyřmi klíčovými způsoby. Za prvé, protože jsme měli tak velký vzorek, byli jsme schopni zjistit, že souvislost mezi objemem dílčího pole a schopností autobiografické paměti byla evidentní pouze u jedinců s nižším výkonem, a nikoli u těch, jejichž výkon byl nad mediánem.

Palombo et al.'s29 n=30 nemusel být dostatečný k odhalení tohoto rozdílu. Náš efekt CA2/3 nebylo možné vysvětlit věkem, IQ, poměrem pohlaví nebo použitými skenery, které se mezi skupinami nelišily. Za druhé, byli jsme prostorově přesnější při určování CA2/3 jako klíčové podoblasti, spíše než méně informativní, větší ROI. Za třetí, protože jsme segmentovali celou délku hipokampu, ukázali jsme, že účinky byly řízeny zadním CA2/3. To je důležité, protože podpole se liší ve své konektivitě podél předozadní osy hipokampu11,19,20,33,35. Za čtvrté, zkoumáním sémantických detailů z autobiografických vzpomínek a řady dalších laboratorních testů paměti jsme zjistili, že vztah s objemem CA2/3 byl specifický pro vyvolání autobiografické paměti.

Poznamenáváme také, že podkategorií interních detailů, které byly nejvíce spojeny s bilaterálním zadním objemem CA2/3, byly „události“. Jen se nepodařilo dosáhnout statistické významnosti, když byla korigována pro vícenásobná srovnání. Kategorie události obsahuje podrobnosti týkající se událostí nebo vývoje příběhu, včetně přítomných jednotlivců, akcí a reakcí. Protože se jedná o základní detaily v srdci autobiografických vzpomínek, není možná žádným překvapením, že tato kategorie se zdá být nejvíce spojena s bilaterálním zadním objemem CA3 u účastníků s nižším výkonem.

Naše zjištění mohou naznačovat, že jedinci s nižším výkonem mají největší prospěch z většího zadního objemu CA2/3, přičemž lidé s vyššími výkony zvýšený objem nevykazují. To by mohlo odrážet potřebu mozku vyvážit zdroje, protože zvětšení objemu oblasti mozku může přijít draho. Například u licencovaných londýnských taxikářů bylo zjištěno, že jejich vysoce vylepšené navigační schopnosti a větší objem zadního hipokampu (ve srovnání s kontrolami) byly doprovázeny menším objemem v předním hipokampu52,53 a horším výkonem v některých anterográdních testech zrakové a prostorové paměti54. V obecné populaci se může stát, že když je schopnost vybavování autobiografické paměti jednotlivce na určité úrovni, existuje dostatečná funkčnost, takže další zvyšování objemu CA2/3 již není přínosné kvůli potenciálním nákladům.

Naše zjištění také naznačují, že by mohlo být informativní konkrétně zkoumat objem zadního CA2/3 u lidí, kteří byli charakterizováni jako osoby s „těžce nedostatečnou autobiografickou pamětí“2. Jedná se o jedince, kteří jsou jinak zdraví, ale mají špatnou autobiografickou paměť, především ve smyslu snížené vizualizace jejich autobiografických vzpomínek a nižšího počtu vnitřních detailů při vybavování vzpomínek z dětství nebo dospívání. Předpovědí by mohlo být, že jejich objem CA2/3 bude nejvíce snížen mezi zdravými kontrolami.

Pokud jde o pacienty, nedávné a vzdálené autobiografické vzpomínky jsou náchylné ke ztrátě vnitřních detailů v kontextu fokálního bilaterálního poškození CA323. Navíc, grafová teoretická analýza 7T dat fMRI v klidovém stavu odhalila, že poškození CA3 u těchto pacientů narušilo funkční integraci přes subsystém mediálního temporálního laloku (MTL) výchozí sítě. Ztráta funkční integrace v oblastech MTL subsystému byla prediktivní pro výkon autobiografické paměti u pacientů. Celkově tato zjištění naznačují, že CA3 je nezbytný pro vyhledávání autobiografických vzpomínek dlouho po jejich počátečním získání a že hraje roli ve funkční integraci napříč sítí mozkových oblastí, která se typicky podílí na autobiografických epizodických vzpomínkách.

U pacientů bylo poškození CA3 po celé délce hipokampu. Jedna fMRI studie, která zkoumala reprezentace autobiografických vzpomínek v hipokampálních subpolích, to dokázala dále zmenšit. Vzdálené autobiografické vzpomínky byly zvláště zastoupeny v zadním CA3. Naše financování specificky zadního objemu CA2/3 korelujícího s autobiografickou pamětí je v souladu s tímto předchozím výsledkem, alespoň u jedinců s nižší výkonností. Je třeba poznamenat, že pravděpodobně všechny vzpomínky vyvolané během Autobiografického rozhovoru40 jsou vzdálené autobiografické vzpomínky.

I poslední období je „do posledního roku“, přičemž takové vzpomínky již pravděpodobně prošly konsolidací. Výsledky byly v zásadě podobné, když byla každá perioda zkoumána samostatně, pokud jde o zadní objem CA2/3, a žádná jednotlivá perioda nedosáhla statistické významnosti, když byla korigována pro více srovnání. Vzhledem k tomu, že pro každé období existuje většinou pouze jedna paměť, jsou tyto analýzy pravděpodobně podhodnocené ve srovnání s našimi hlavními analýzami, kde jsou vzpomínky seskupeny.

Co by mohl CA2/3 dělat ve službách vyvolání autobiografické paměti a proč je jeho zadní část obzvláště zahrnuta? Tyto otázky nemůžeme řešit přímo našimi údaji, ale můžeme nabídnout určité spekulace. CA3 je považován za prostředek pro dokončování vzoru30–32,55,56, který zahrnuje obnovení paměťové stopy z částečného podnětu. Tento výpočet má význam pro vyvolání autobiografické paměti. Žádná neuroimagingová studie výslovně nezkoumala, jak se dokončení vzoru vztahuje k autobiografickým vzpomínkám.

Větší objem CA2/3 však byl spojen s menším neurálním překrýváním v rámci CA3 mezi reprezentacemi podobných vzpomínek na krátké filmové klipy, což bylo zase spojeno s menším subjektivním zmatkem během vzpomínání57. Autoři této studie navrhli, že větší CA3 může podporovat snížení zmatku při vyhledávání prostřednictvím zvýšeného počtu neuronů CA3 nebo zvýšené laterální konektivity v rámci CA3, což by mohlo urychlit efektivnější dokončení vzoru. Je možné, že podobná situace se odehrává v naší méně výkonné skupině, přičemž větší objem CA2/3 usnadňuje lepší dokončení vzoru.

Stále se diskutuje o tom, jak se funkce liší podél dlouhé osy lidského hipokampu. Bylo navrženo, že přední část hipokampu může být zapojena do konstrukce vizuálních scén, které tvoří základ pro vyvolání autobiografické paměti, přičemž zadní oblasti hipokampu zaplňují scénu specifickými detaily26,58. Zapojení specificky posteriorního CA2/3 do vzdáleného vyvolání autobiografické paměti25 může skutečně odrážet zvýšené dokončování vzorů potřebné k naplnění vzdálených autobiografických vzpomínek.

Jiná perspektiva tvrdí, že zadní hipokampus podporuje jemnozrnné lokální reprezentace ve srovnání s rozsáhlými globálními reprezentacemi v předním hipokampu26,34,58. V důsledku toho může náš zadní výsledek CA2/3 odrážet zvýšenou kapacitu pro podporu více detailů během vyvolání autobiografické paměti. V budoucích studiích by bylo zajímavé prozkoumat schopnost autobiografické paměti týkající se takového lokálního a globálního zpracování a také z hlediska funkční konektivity18,19,59, což může poskytnout další pohled na tok informací do az posteriorního CA2/3 během autobiografického vyvolání paměti.

Naše zjištění CA2/3 se týkala pouze vyvolání autobiografické paměti, přičemž výkon ve většině ostatních paměťových testů se mezi skupinami s nižší a vyšší výkonností nelišil. Jediným testem, ve kterém se skupiny rozcházely, bylo okamžité a opožděné vyvolání testu logické paměti (příběhu), pravděpodobně nejbližšího laboratorního testu paměti k získání autobiografické paměti. Skupina s nižšími výsledky měla v tomto testu horší skóre ve srovnání se skupinou s vyššími výsledky. Ve skupině s nižší výkonností však nebyl žádný vztah mezi zadním objemem CA2/3 a okamžitým nebo opožděným vyvoláním tohoto testu.

To může odrážet zvláštní spojení zadního hipokampu s vybavováním vzdálených vzpomínek (zažitých před mnoha měsíci nebo lety) spíše než velmi nedávno prožitý příběh v testu logické paměti. Navíc, zadní objem CA2/3 u pacientů s nižší výkonností může být spojen s živou, podrobnou a multimodální povahou autobiografické paměti, na rozdíl od jednodušší povahy omezenějších laboratorních testů paměti. Toto možné vysvětlení je v souladu se zjištěními metaanalýzy fMRI41 a nedávným výzkumem mikrostruktury bílé hmoty42. Obě tyto studie ukázaly, že vybavování autobiografických vzpomínek a laboratorních paměťových stimulů bylo spojeno s odlišnými nervovými substráty. Obecněji řečeno, naše zjištění přidávají další podporu ke stále více uznávané důležitosti studia kognice v reálném světě k plné charakterizaci vztahů mezi mozkem a chováním60–66.

Při interpretaci našich zjištění je třeba mít na paměti několik upozornění. Za prvé, naše výsledky naznačují, že neexistuje jednoduchý lineární vztah mezi zadním objemem CA2/3 a schopností autobiografické paměti. Například, zatímco zadní objem CA2/3 koreloval s vybavováním autobiografické paměti ve skupině s nižším výkonem, nebylo tomu tak, že by se objem CA2/3 v této skupině zvýšil a poté ustálil ve skupině s vyšším výkonem. Ve skutečnosti nebyly zjištěny žádné rozdíly v průměrných objemech CA2/3 ve skupinách s nižší a vyšší výkonností, ani nebyly žádné rozdíly v průměrných objemech CA2/3 mezi extrémy osob s nejvyšší a nejnižší výkonností. Dále, po rozdělení vzorku do dvou skupin na základě středního zadního objemu CA2/3 jsme nenašli žádný vztah mezi objemem a schopností vybavování autobiografické paměti v žádné skupině. To znamená, že jedinec s výjimečnou schopností autobiografické paměti by mohl mít podobný zadní objem CA2/3 jako někdo s mnohem horší pamětí. Stručně řečeno, znalost zadního objemu CA2/3 člověka nemůže nutně informovat o jeho schopnosti autobiografické paměti. K dalšímu objasnění tohoto složitého vzorce zjištění je zapotřebí dalšího výzkumu.

Za druhé jsme také předpověděli, že objem subikula29 a/nebo předního pre/parasubikula26,28,33 může být spojen se schopností autobiografické paměti. Tato hypotéza však nebyla podložena daty. To neznamená, že subikulum, pre/parasubikulum nebo dokonce kterékoli z dalších podpolí nejsou nezbytné pro vyvolání autobiografické paměti, pouze to, že jejich objem nemusí naznačovat základní faktory ovlivňující individuální rozdíly. Studie, která zkoumala vztah mezi objemy hipokampálních subpolí a schopností autobiografické paměti, zjistila, že objem před/parasubikula byl spojen s lepší perzistencí autobiografické paměti po osmiměsíčním zpoždění28. Tato longitudinální studie umožnila zaměřit se na uchování paměti v průběhu času, což nebylo možné prozkoumat v současném experimentu, což vylučuje přímé srovnání.

Za třetí, v aktuální studii jsme testovali velký vzorek 201 účastníků. I při této velikosti vzorku však nemůžeme vyloučit existenci zvláště malých efektů, které by mohly naznačovat významnou souvislost, jako je ta, kterou lze pozorovat mezi CA2/3 a vyvoláním autobiografické paměti při zkoumání našeho vzorku jako celku (r(193) { {4}}.10, p=0.15). Aby tento vztah dosáhl statistické významnosti, bylo by zapotřebí vzorku alespoň 500 účastníků, což v současné době vyžaduje 300 hodin MRI skenování a 4 000 hodin manuální segmentace hipokampálních subpolí. Budoucí práce usilující o spojení individuálních rozdílů v autobiografické paměti se strukturou a funkcí mozku by mohla zvážit přijetí konsorcia a „megaanalýz“ přístupů, například genetické literatury67. Kromě toho existuje naléhavá potřeba přesných automatizovaných metod segmentace podpolí, které přesně segmentují hipokampus po celé jeho délce, včetně oddělení DG a CA2/3 a subikula a pre/parasubikula.

Za čtvrté, i když se v publikované literatuře často používá přístup středního rozdělení, není bez omezení. Provedení středního rozdělení má za následek vytvoření dvou menších skupin a následné snížení moci. Kromě toho medián rozděluje jednotlivé jedince, kteří jsou těsně nad a těsně pod mediánem, i když tito účastníci jsou pravděpodobně dost podobní. V ideálním případě by se zde alokace do skupin s nižšími a vyššími výkony prováděla pomocí nezávislého měřítka schopnosti vybavit si autobiografickou paměť, nicméně existuje nedostatek kvalitních měřítek.

Za páté, je třeba také poznamenat, že shoda mezi hodnotiteli pro vymezení CA2/3 byla nižší než u většiny ostatních podoborů, což zvýrazňuje problém studia této malé oblasti. Hodnoty jsou však podobné hodnotám uváděným v předchozích studiích19,25,28,57,68 a jsou v rozmezí definovaném jako „dobrá“ spolehlivost v literatuře, přičemž větší podpole mají „výbornou“ spolehlivost69. Jsme si proto jisti našimi CA2/3 vymezeními, ale tento bod je třeba mít na paměti při interpretaci výsledků.
Šesté, dobře podložené studie individuálních rozdílů vztahující se k autobiografické paměti ke struktuře a funkci mozku zůstávají vzácné. Analýza dalších aspektů dat ze zde uvedené kohorty nezjistila žádný vztah mezi celým, předním nebo zadním objemem šedé hmoty hipokampu nebo mikrostrukturou šedé hmoty (jako je myelinizace a železo) se schopností vybavit si autobiografickou paměť8,43. Na druhou stranu, specifické rysy mikrostruktury bílé hmoty související s rychlostí vedení axonu byly spojeny s individuálními rozdíly ve schopnosti autobiografické paměti, ale ne s laboratorními paměťovými stimuly42. Výzkumy využívající jiné velké vzorky identifikovaly vztahy mezi objemem temporálního pólu a vybavováním autobiografické paměti u zdravých starších dospělých70 a různé vzorce funkční konektivity v klidovém stavu u mladších i starších dospělých mezi vybavováním autobiografické paměti a kontrolním měřítkem59. Výzkumy, jako jsou tato, spolu s dalšími studiemi hipokampálních subpolí, snad pomohou vybudovat mnohem úplnější pochopení toho, proč v obecné populaci existuje tak velká variabilita v její schopnosti vybavit si své každodenní zkušenosti. Všimli jsme si také, že existují různé přístupy k definování optimální metriky schopnosti vyvolání autobiografické paměti59,70 a kontrolních opatření29,44,45 z Autobiografického rozhovoru40. Budoucí práce by mohla porovnat tyto různé metody a jejich vztah k objemům hipokampálních subpolí.

A konečně, aktuální studie se zaměřila konkrétně na mladé, zdravé jedince. Změny v objemech dílčích polí v důsledku stárnutí nebo nemoci mohou mít různé vztahy s výkonem autobiografické paměti. Budoucí hipokampální subpolní studie by měly kromě mladých zdravých jedinců zkoumat individuální rozdíly v těchto typech kohort.

A konečně, aktuální studie se zaměřila konkrétně na mladé, zdravé jedince. Změny v objemech dílčích polí v důsledku stárnutí nebo nemoci mohou mít různé vztahy s výkonem autobiografické paměti. Budoucí hipokampální subpolní studie by měly kromě mladých zdravých jedinců zkoumat individuální rozdíly v těchto typech kohort.

Metody

Účastníci.

Do studie bylo zahrnuto 201 zdravých lidí, 104 žen a 97 mužů. Jak je podrobně uvedeno v předchozích publikacích8,42,43, věkové rozmezí bylo omezeno na 20–41 let, aby se omezily možné účinky stárnutí (průměrný věk=290,05 let, SD=5,65). Účastníci měli angličtinu jako svůj první jazyk a neuváděli žádnou anamnézu psychologických, psychiatrických nebo neurologických stavů. Lidé s koníčky nebo povoláními, o nichž je známo, že jsou spojeni s hippocampusem (např. licencovaní londýnští taxikáři), byli vyloučeni. Původně bylo přijato 271 účastníků, ale kvalita skenování u šestnácti účastníků byla příliš špatná pro přesnou segmentaci hipokampu a následně byli vyloučeni. Účastníkům bylo proplaceno 10 £ za hodinu za účast, která byla zaplacena při dokončení studie.

Všichni účastníci dali písemný informovaný souhlas a studie byla provedena se souhlasem Etického výboru pro výzkum University College London (ID projektu: 6743/001). Všechny metody byly provedeny podle příslušných směrnic a předpisů.

Velikost vzorku více než 2 00 účastníků byla během návrhu studie určena jako vhodná, protože je robustní pro použití různých statistických přístupů při zodpovězení více zajímavých otázek. Konkrétně vzorek umožňoval dostatečnou sílu k identifikaci střední velikosti účinku při provádění korelačních analýz na hladinách alfa 0,01 a při porovnávání korelací na hladinách alfa 0,0571. Vzorky více než 200 účastníků byly také navrženy jako vhodné pro výzkum korelačního neurozobrazování podobný tomu, který byl proveden zde36,37.

Autobiografický rozhovor.

Tento široce používaný test byl použit k měření schopnosti vyvolání autobiografické paměti. Účastníci jsou požádáni, aby poskytli autobiografické vzpomínky z konkrétního času a místa ve čtyřech časových obdobích – rané dětství (do 11 let), dospívání (ve věku od 11 do 17 let), dospělost (od věku 18 let do 12 měsíců před rozhovorem); jsou požadovány dvě paměti) a poslední rok (paměť z posledních 12 měsíců); proto se sklidí celkem pět vzpomínek. Nahrávky popisů paměti jsou přepsány pro pozdější vyhodnocení.

Hlavním měřítkem výsledku Autobiografického rozhovoru je průměrný počet interních detailů zahrnutých v popisu události z pěti autobiografických vzpomínek. Interní detaily jsou ty, které popisují danou událost (tj. epizodické detaily) a zahrnují událost, místo, čas a vjemové informace, stejně jako myšlenky a emoce vztahující se k samotné události. Jako kontrolní měřítko jsme použili průměrný počet sémantických detailů obsažených v pěti autobiografických vzpomínkách. Sémantické detaily se týkají sémantických informací o minulé události nebo s ní související a nejsou považovány za odrážející schopnost vybavování autobiografické paměti.

Dvojité hodnocení bylo provedeno u 20 % dat. Mezitřídní korelační koeficienty s obousměrným modelem náhodných efektů hledajícím absolutní shodu byly vypočteny pro vnitřní i sémantické detaily. To bylo provedeno jak pro jednotlivé vzpomínky, tak jako průměr všech pěti vzpomínek u každého účastníka. Pro interní podrobnosti byly koeficienty 0.94 a 0.97 v tomto pořadí a pro sémantické podrobnosti byly 0.80 a 0. 84 resp. Pro srovnání, mezitřídní korelační koeficienty mezi 0,75 a 0,90 jsou považovány za mající dobrou spolehlivost a mezitřídové korelační koeficienty 0,90 a vyšší jsou považovány za mající vynikající spolehlivost69.

Laboratorní testy.

Odhady IQ účastníků byly získány z Testu funkce premorbid46. Počet správných odpovědí byl převeden na odhad Full Scale IQ (FSIQ) podle standardního skórovacího postupu.

Účastníkům bylo také provedeno osm laboratorních testů paměti. Jednalo se o paměťové testy, které se často používají v neuropsychologických podmínkách. Úkoly byly provedeny a hodnoceny v souladu s jejich standardizovanými a publikovanými protokoly. Konkrétně:

Verbální vybavování seznamu bylo hodnoceno pomocí okamžitého a opožděného vyvolání Reyova sluchového verbálního testu 47. Vizuoprostorové vybavování bylo zkoumáno pomocí opožděného vybavování Rey-Rey-Osterriethova komplexu Obrázek 48. Rozpoznávací paměť byla zkoumána pomocí Warringtonových testů rozpoznávací paměti pro slova a tváře49. Účastníci také podstoupili úkol „Dead or Alive“, který zkoumá obecné znalosti o tom, zda slavní jedinci zemřeli nebo jsou stále naživu, a poskytuje měřítko sémantické paměti50. Nakonec byla zkoumána schopnost vybavit si krátký příběh pomocí okamžitého a zpožděného vyvolání subtestu Logická paměť Wechslerovy škály paměti IV51.

Všimněte si, že data z autobiografické paměti a data ze zde uvedených laboratorních testů byla zahrnuta do předchozí analýzy hlavních komponent, která se snažila prozkoumat strukturu těchto behaviorálních dat – viz Clark et al.72 pro další podrobnosti.

MRI sběr dat.

Jak je podrobně popsáno v předchozích publikacích8,42,43, ke sběru neurozobrazovacích dat byly použity tři skenery MRI. Všechny skenery byly systémy Siemens Magnetom TIM Trio s 32-kanálovými hlavovými cívkami a byly umístěny ve stejném neurozobrazovacím centru se stejným softwarem. Sekvence byly načteny identicky do jednotlivých skenerů. Nastavení a umístění účastníků se řídilo stejným protokolem pro každý skener.

Účastníci byli skenováni pomocí strukturální MRI sekvence, která byla optimalizována pro zobrazování hipokampu s vysokým rozlišením. Data byla shromážděna pomocí jedné desky 3D T2-vážené turbo spinové echo sekvence s proměnlivými úhly fip73 v kombinaci s paralelním zobrazováním, aby bylo současně dosaženo vysokého rozlišení obrazu 5{{1{12}}}}0 μm , vysoká účinnost vzorkování a krátká doba skenování při zachování dostatečného odstupu signálu od šumu. Po vybuzení jedné axiální desky byl načten obraz s následujícími parametry: rozlišení=0,52 × 0,52 × 0,5 mm, matrice=384 × 328, přepážky=104, tloušťka přepážky=0,5 mm, převzorkování oddílu=15,4 %, zorné pole=200×171 mm, doba echa (TE)=353 ms, TR=3200 ms, GRAPPA×2 ve směru fázového kódování (PE), šířka pásma=434 Hz/pixel, rozestup ozvěny=4,98 ms, turbo faktor ve směru PE=177, doba trvání ozvěny{ {31}}, průměry=1.9. Pro snížení zkreslení signálu v důsledku například prostorových změn v profilech citlivosti cívky byly snímky normalizovány pomocí předběžného skenování a byl použit filtr slabé intenzity, jak je implementováno výrobcem skeneru. Aby se zlepšil poměr signálu k šumu anatomického obrazu použitého pro segmentaci, byly pro každého účastníka pořízeny tři skeny s celkovou dobou skenování 39 minut. Každý strukturální sken byl vizuálně zkontrolován na kvalitu. Pokud byla kvalita skenování narušena kvůli pohybovým artefaktům, byla vyřazena. Vysoce kvalitní skeny pro každého účastníka byly spoluregistrovány, odšumovány a zprůměrovány.

Segmentace hipokampálních subpolí.

Pro každého účastníka jsme ručně vymezili hipokampální podpole, bilaterálně, na nativním prostorovém zprůměrovaném a odšumovaném strukturálním snímku s vysokým rozlišením podle metodiky popsané Daltonem et al.22 pomocí softwaru ITK Snap verze 3.2.0. Masky byly vytvořeny pro následující podoblasti: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum a uncus (obr. 1). Segmentace podpolí byly provedeny dvěma segmentátory (IAC a MAD).

Spolehlivost hipokampálních segmentací byla hodnocena pomocí měření spolehlivosti mezi a uvnitř hodnotitelů. Naším hlavním zaměřením byla spolehlivost mezi hodnotiteli, přičemž každý výzkumník nezávisle segmentoval oba hipokampy stejných 20 účastníků (10 % z celkového počtu). Vzhledem k tomu, že segmentace hipokampu trvala přibližně 8 hodin na účastníka, byla segmentace celého vzorku prováděna po dobu 3,5 roku (od července 2018 do prosince 2021). V průběhu tohoto období byly prováděny nezávislé hipokampální segmentace k posouzení spolehlivosti, které také sloužily k zajištění míry konzistence v průběhu času; pokud by se buď výzkumník odchýlil od segmentačního protokolu během 3,5 roku, pak bychom to věděli, protože by se snížila měření mezi hodnotiteli.

Pro každé podpole byly provedeny analýzy spolehlivosti pomocí metriky překrytí kostek74, která poskytuje skóre mezi 0 (žádné překrytí) a 1 (dokonalé překrytí). Byly také vypočteny mezitřídní korelační koeficienty (pomocí obousměrného modelu náhodných efektů hledajícího absolutní shodu), kde mezitřídní korelační koeficienty mezi 0,75 a 0,90 mají dobrou spolehlivost a mezitřídní korelační koeficienty 0,90 nebo vyšší jsou považovány za vysoce spolehlivé69.

Metriky spolehlivosti mezi hodnocenými byly ekvivalentní těm, které jsou uvedeny v existující literatuře19,25,28,57,68,75–77. Spolehlivost mezi hodnocením kostek byla 0,85 pro DG/CA4, 0,68 pro CA2/3, 0,78 pro CA1, 0,8{{21 }} pro subikulum, 0.70 pro pre/parasubikulum a 0.83 pro uncus. Mezitřídní korelační koeficienty byly 0,91 pro DG/CA4, 0,75 pro CA2/3, 0,91 pro CA1, 0,90 pro subikulum, 0,76 pro pre/parasubikulum a 0,97 pro uncus. Výsledky pro každou z 20 jednotlivých analýz spolehlivosti mezi hodnocenými kostkami (včetně data každé segmentace) jsou uvedeny v doplňkové tabulce S7. Ve všech časových bodech byla skóre spolehlivosti mezi hodnocenými kostkami v souladu s předchozími časovými body a publikacemi, což prokázalo vysokou úroveň konzistence během 3,5 roku a také vysokou spolehlivost mezi dvěma segmentátory.

Spolehlivost uvnitř hodnotitele byla u obou segmentátorů také vysoká. U IAC byla spolehlivost intra-rater Dice (více než 5 účastníků, měřeno v průměru 32,8 měsíce (SD=13,22) od sebe) 0,91 pro DG/CA4, {{10 }}.81 pro CA2/3, 0.{15}} pro CA1, 0.86 pro subikulum, 0.80 pro pre/parasubiculum a 0,89 pro uncus, s mezitřídními korelačními koeficienty 0,96 pro DG/CA4, 0,93 pro CA2/3, {{36} },85 pro CA1, 0,99 pro subikulum, 0,83 pro pre/parasubikulum a 0,97 pro uncus. Pro MAD (jak bylo dříve uvedeno v Ref.22. ), Spolehlivost v rámci hodnocení kostek (více než 6 účastníků, měřeno s odstupem 3 měsíců) byla 0.86 pro DG/CA4, 0,76 pro CA3/2, {{56} }.85 pro CA1, 0.86 pro subikulum, 0.75 pro pre/parasubikulum a 0.87 pro uncus s mezitřídními korelačními koeficienty { {68}},91 pro DG/CA4, 0,84 pro CA2/3, 0,89 pro CA1, 0,95 pro subikulum, 0,72 pro pre/parasubikulum a 0,96 pro uncus.

Každé podpole, kromě uncus, bylo také rozděleno na svou přední a zadní část8,34. V souladu s literaturou38,39 byl anterior definován jako postup od prvního řezu, kde lze hipokampus pozorovat v jeho nejpřednějším rozsahu, až po konečný řez uncus (strýc apex), a zadní hipokampus byl definován od prvního řez sledující strýčkový vrchol až do posledního řezu pozorování v jeho nejzadnějším rozsahu (obr. 1).

Statistické analýzy.

Rozbory byly provedeny v R 4.1. Data byla shrnuta pomocí průměrů a standardních odchylek.

V našich hlavních analýzách jsme zkoumali vztahy mezi každým objemem dílčích polí a počtem interních detailů z Autobiografického rozhovoru pomocí dílčích korelací, přičemž bootstrapping byl proveden 10,000krát, abychom vypočítali intervaly spolehlivosti. K tomu byly použity balíčky ppopcornv1.178 a RVAideMemoire v0.9.81.2. Do každé částečné korelace bylo zahrnuto šest kovariát: věk, pohlaví, IQ v plném rozsahu, skener, celkový objem hipokampu a celkový intrakraniální objem. U analýz zkoumajících samostatně mužské a ženské účastníky nebylo pohlaví zahrnuto jako kovariát. Pro analýzy zkoumající objemy předního a zadního dílčího pole byl celkový objem předního nebo zadního hipokampu zahrnut jako kovariát místo celkového objemu hipokampu. Kontrolní analýzy byly provedeny identicky, ale objem podpole byl korelován buď s celkovým počtem sémantických detailů z Autobiografického rozhovoru nebo z okamžité nebo zpožděné paměti škálovaného skóre.

Tam, kde bylo provedeno srovnání mezi interními detaily a kontrolními korelacemi, byly statistické rozdíly testovány pomocí techniky popsané v Meng et al.79. Tento přístup rozšiřuje Fisherovu transformaci a umožňuje přesnější testování a porovnání dvou souvisejících korelací. Porovnání korelace bylo provedeno pomocí barevného balíčku R v1.1.380. Vzhledem k tomu, že srovnání korelací bylo provedeno pouze tehdy, když byla dříve identifikována významná korelace (Bonferroni korigován na p<0.0042—see main text), a ttwo-sidedp-value<0.05 was deemed significant

Účastníci byli také rozděleni do skupin s nižší nebo vyšší výkonností v závislosti na jejich skóre ve srovnání se středním počtem interních detailů celého vzorku. Pokud byl jejich celkový počet interních podrobností menší nebo roven mediánu, byly přiřazeny do skupiny s nižším výkonem (n=101), zatímco skóre vyšší než medián vedlo k přidělení skupině s vyšším výkonem (n =100). Kromě toho bylo 20 účastníků s nejvyšším počtem interních detailů přiděleno skupině s nejvyšší výkonností a 20 účastníků s nejnižším hodnocením bylo přiděleno skupině s nejnižšími výsledky. Porovnání objemů hipokampálních subpolí mezi skupinami s nižší a vyšší výkonností a mezi skupinami s nejvyššími a velmi nejnižšími výsledky bylo provedeno pomocí jednosměrných univariantních ANCOVA se stejnými kovariátami jako částečné korelace pomocí balíčku R v3.{{8 }}.

Srovnání skupin s nižší a vyšší výkonností na ostatních měřeních (tabulka 4) bylo provedeno pomocí t-testů pro spojité proměnné nebo chí-kvadrát testů pro kategorické proměnné. Rozdíly byly považovány za významné po oboustranné p-hodnotě<0.05.

Dostupnost dat

Data analyzovaná během této studie jsou zahrnuta v souboru doplňkových dat

Reference

1. LePort, AKR a kol. Behaviorální a neuroanatomické vyšetření vysoce nadřazené autobiografické paměti (HSAM). Neurobiol. Učit se. Mem. 98, 78–92 (2012).

2. Palombo, DJ, Alain, C., Söderlund, H., Khuu, W. & Levine, B. Těžce deficitní autobiografická paměť (SDAM) u zdravých dospělých: Nový mnemotechnický syndrom. Neuropsychologia 72, 105–118 (2015).

3. Palombo, DJ, Sheldon, S. & Levine, B. Individuální rozdíly v autobiografické paměti. Trends Cogn. Sci. 22, 583–597 (2018).

4. Scoville, WB & Milner, B. Ztráta nedávné paměti po bilaterálních hipokampálních lézích. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatrie 20, 11–21 (1957).

5. Winocur, G. & Moscovitch, M. Transformace paměti a konsolidace systémů. J. Int. Neuropsychol. Soc. 17, 766–780 (2011).

6. McCormick, C., Ciaramelli, E., De Luca, F. & Maguire, EA Porovnání a srovnání kognitivních účinků poškození hippocampu a ventromediálního prefrontálního kortexu: Přehled studií lidských lézí. Neuroscience 274, 295–318 (2018).

7. Clark, IA & Maguire, EA Pamatování na konzervaci při hipokampální amnézii. Annu. Rev. Psychol. 67, 51–82 (2016).

8. Clark, IA a kol. Vysvětluje objem hipokampu rozdíly ve výkonu u úkolů závislých na hipokampu? Neuroimage 221, 117211 (2020).

9. Van Petten, C. Vztah mezi objemem hipokampu a schopností paměti u zdravých jedinců v průběhu života: Přehled a metaanalýza. Neuropsychologia 42, 1394–1413 (2004).

10. Maguire, EA, Valentine, ER, Wilding, JM & Kapur, N. Cesty k zapamatování: Mozky za vynikající pamětí. Nat. Neurosci. 6, 90-95 (2003).

11. Duvernoy, H., Cattin, F. & Risold, P. Te Human Hippocampus 4. vyd. (Springer, 2013).

12. Amaral, D. & Lavanex, P. Hippocampal Neuroanatomy: Te Hippocampus Book (Oxford University Press, 2007).

For more information:1950477648nn@gmail.com