Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) přes intraparietální sulcus neovlivňuje výkonnost pracovní paměti, část 3

Dále jsme provedli stejnou ANOVA na reakční časy (viz obrázek 3). Výsledky opět ukázaly významný vliv zatížení (vizuálně-prostorové: F(1,46)=193,69, p < 0.001, ηp2= 0,81 ; verbální: F(1,46)=646,39, p < 0,001, ηp2=0,93),ale žádný hlavní účinek podmínky (vizuálně-prostorové: F(2,92) {{ 21}}.03, p=0.97; verbální: F(2,92)=1.37, p=0.26) ani žádná významná podmínka × interakce zatížení (vizuoprostorové:F) (2,92)=0.76, p=0.47; verbální: F(2,92)=0.21, p=0.82).

Vizuální prostor a paměť jsou dva pojmy, které spolu úzce souvisí. Vizuální prostor označuje naši schopnost zpracovávat a interpretovat vnější informace v mozku. Zahrnuje naše vnímání a chápání prostorové polohy, směru, vzdálenosti atd. Paměť je naopak naše schopnost zapamatovat si a vybavit si informace. Tyto dva pojmy hrají důležitou roli v každodenním životě člověka a existuje mezi nimi úzká souvislost.

Vizuálně-prostorová schopnost má velmi důležitý vliv na zlepšení paměti. Výzkum zjistil, že trénováním a zlepšováním zrakově-prostorových schopností mohou lidé výrazně zlepšit úroveň své paměti. Je to proto, že zlepšení zrakově-prostorové schopnosti může posílit naši schopnost zpracovávat a analyzovat prostorové informace během paměťového procesu, což nám usnadňuje převod informací do obrazové paměťové formy a jejich vyvolání a načtení v případě potřeby.

Vizuálně-prostorová schopnost nám navíc může pomoci zlepšit naši schopnost kódovat a ukládat paměťové informace. Posílením vizuálně-prostorových schopností můžeme přesněji analyzovat a porozumět externím informacím, což nás činí efektivnějšími a přesnějšími při zpracování a zapamatování informací, usnadňuje ukládání informací v našich myslích a efektivně je extrahuje a aplikuje v případě potřeby.

Stručně řečeno, vizuoprostorová schopnost a paměť jsou dva pojmy, které spolu úzce souvisí a navzájem se ovlivňují. Zlepšením zrakově-prostorových schopností mohou lidé výrazně zlepšit úroveň své paměti, což nám usnadní převod informací do grafických paměťových forem a jejich vyvolání a načtení v případě potřeby. Doufáme, že čtenáři budou věnovat pozornost kultivaci zrakově-prostorových schopností v každodenním životě, zlepší si úroveň paměti a umožní efektivnější zpracování a aplikaci informací. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola dokáže výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola dokáže regulovat i rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů. Tyto látky jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche deserticola také zlepšit průtok krve a podporovat dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek dostává dostatek živin a energie, a tím zlepšuje mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na vědět doplňky pro zlepšení paměti

Tyto výsledky byly opět potvrzeny Bayesiánskou analýzou, modelem spojeným s nejsilnějšími důkazy pouze včetně hlavního účinku zátěže (vizuoprostorové: BF10= 1.94e+27; verbální: BF10=2.68e{ {5}}); byly pozorovány silné důkazy proti kondičnímu efektu (vizuoprostorové: BF01=17.29; verbální: BF01=13.13). A konečně, abychom vyloučili jakýkoli nepříznivý účinek tréninku mezi sezeními, provedli jsme pro každé sezení samostatnou analýzu a omezili jsme analýzy na přesnost odezvy.

V hlavních analýzách byla pouze jedna skupina subjektů, zatímco v následujících analýzách posoudíme účinek podmínky tDCS pro každé sezení individuálně, z čehož vyplývá, že efekt podmínky tDCS se stane skupinovým efektem (daný účastník může získat pouze jednu stimulační podmínku pro danou relaci zasedání).

SEKCE 1

Byla provedena analýza rozptylu opakovaných měření (ANOVA) na přesnost odezvy pro oba úkoly během první relace tDCS.

Výsledky ukázaly významný hlavní účinek zatížení (vizuoprostorové: F(1,44)=227.34, p < 0.001,ηp2=0.84; verbální : F(1,44)=65,80, p < 0,001, ηp2=0,60), ale žádný hlavní účinek podmínky (vizuoprostorové: F(2,44)= 0. 97, p=0.389; verbální: F(2,44)=1.19, p=0.332) ani významná podmínka × interakce zatížení (visuospatial:F(2, 44)=0.15, p=0.865; verbální: F(2,44)=1.13, p=0.332).

Tyto výsledky byly potvrzeny Bayesovou analýzou, modelem spojeným s nejsilnějšími důkazy zahrnujícími pouze vliv zatížení (vizuálně prostorové: BF10=9.39e+21;verbální: BF10=8.76e{{5} }); stavová proměnná byla spojena s podstatnými důkazy proti jejímu účinku (vizuoprostorové: BF01=6.42; verbální: BF01=4.89).

SEKCE 2

Při provádění stejné analýzy přesnosti odezvy v relaci 2 jsme opět pozorovali významný hlavní účinek zatížení (vizuoprostorové: F(1,44)=148.04, p < 0.001 , ηp2 =0.77; verbální: F(1,44)=53.90, p < 0,001, ηp2=0,55), ale žádný hlavní účinek podmínky (vizuoprostorové: F() 2,44)=1.13,p=0.331; slovní: F(2,44)=0.59, p=0.559) ani významná podmínka × interakce zatížení (vizuoprostorové: F(2,44) =0.942, p=0.397; verbální: F(2,44)=0.91, p=0 .41).

Tyto výsledky byly potvrzeny Bayesiánskou analýzou, modelem spojeným s nejsilnějšími důkazy zahrnujícími pouze vliv zatížení (vizuálně prostorové: BF10=2.13e+17; verbální:BF10=6.12e+8 ); proměnná stavu byla spojena s podstatnými důkazy proti jejímu účinku (vizuoprostorové:BF01=5.77; verbální: BF01=6.29).

SEKCE 3

Nakonec byly stejné analýzy provedeny pro relaci 3 a opět odhalily významný hlavní účinek zatížení (vizuálně-prostorové: F(1,44)=151.73, p < 0.0 01, ηp2=0.78;verbální: F(1,44)=28.41, p < 0,001, ηp2=0.39), ale žádný hlavní efekt podmínky (vizuálně-prostorový : F(2,44)=0.30, p =0,739; slovní: F(2,44)=0.74, p=0,485) ani významná podmínka × interakce zatížení (vizuálně-prostorové: F(2,44)=0.30,p=0.745; verbální: F(2,44)=0.89, p=0.417).

Bayesiánská analýza potvrdila, že model spojený s nejsilnějšími důkazy zahrnoval pouze vliv zatížení (vizuálně prostorové: BF10=1.51e+19; verbální: BF10=5.47e+4); stavová proměnná byla opět spojena s podstatnými důkazy proti jejímu účinku (vizuoprostorová: BF01= 7.90; verbální: BF01=5.56).

MODEL LINEÁRNÍCH SMÍŠENÝCH EFEKTŮ

Nakonec jsme provedli lineární analýzy smíšených účinků, abychom lépe zohlednili variabilitu mezi jednotlivci a související rozdíly v zachycení účastníků. První lineární model smíšených efektů se subjekty jako náhodnými proměnnými na přesnosti odezvy ve vizuoprostorové úloze neodhalil žádný významný rozdíl ve výkonu jako funkci podmínky (Χ²(2)=0.542; p=0.763), ale stále zdůrazňuje významný vliv zatížení (Χ²(1)=561.545;p < 0.001).

Stejná analýza přesnosti odezvy ve verbální úloze také neukázala žádný významný rozdíl ve výkonu jako funkci podmínky (Χ²(2) =1.607; p=0.448), ale znovu byl pozorován významný vliv zatížení (Χ²(1)=173,833; p < 0,001).

Konečně, stejná analýza doby odezvy pro visuoprostorovou úlohu neprokázala žádný významný vliv na podmínky (Χ²(2) =0.119; p=0.942), ale významný vliv zátěže (Χ²(1){{ 6}}.016; p < 0.001). Stejné výsledky byly pozorovány u reakčních časů ve verbální úloze: žádný vliv podmínky (Χ²(2)=5.023; p=0.081), ale ještě jednou významný vliv zatížení (Χ²(1) {{ 16}},570;

DISKUSE

Cílem této studie bylo určit dopad anodického a katodického tDCS IPS na verbální a vizuálně-prostorový výkon WM. Kvůli nesrovnalostem v účinku stimulace tDCS DLPFC na výkon WM jsme se rozhodli zaměřit se na IPS, oblast specificky spojenou se složkami kontroly pozornosti WM.

Protože silné důkazy podporují implikaci IPS v komponentách pozornosti WM (Majerus et al., 2016; Todd & Marois, 2004, Todd, Fougnie, & Marois., 2005), předpokládali jsme, že anodální stimulace IPS zvýší aktivitu dorzální sítě pozornosti a vést ke zvýšení výkonu WM, a to konkrétně ve stavu vysokého zatížení.

Naopak jsme předpokládali, že katodická stimulace IPS by inhibovala síť dorzální pozornosti a vedla ke snížení výkonu WM pro podmínky vysoké zátěže. Neočekávalo se, že by se účinky tDCS objevily v podmínkách nízké zátěže, protože tento stav je spojen s vysokou mírou úspěšnosti a nepřekračuje Kapacita WM, a proto zde není prostor pro posilovací účinek tDCS na kognitivní výkon (Roe et al., 2016).

Navzdory tomu, že studie byla založena na robustním teoretickém základu a používala standardní stimulační parametry (tj. 2 mAtDCS aplikované po dobu 20 minut při plnění úkolu), nebyl zjištěn žádný efekt stimulace. Navíc díky Bayesovské analýze můžeme učinit bezpečné závěry o absenci účinku tDCS v této studii. Je třeba uznat několik omezení naší studie.

Za prvé, vzhledem k již tak důležitému počtu podmínek, neexistoval ani základní stav, ani stav offline, který by mohl pomoci kvantifikovat potenciální účinky placeba a krátkodobé účinky tDCS.

Ve výzkumu tDCS je základním měřítkem míra výkonu účastníka bez jakéhokoli zásahu tDCS. Falešná stimulace může mít skutečně dopad na účastníky prostřednictvím placebo efektu, nebo jiné faktory, jako je stres nebo nepohodlí způsobené zařízením, mohou mít noční efekt (přehled viz Fonteneau et al. (2019)).

Základní měření nám umožňují měřit tato zkreslení a přesněji určit přirozenou úroveň výkonu účastníka ve vztahu k různým podmínkám tDCS. Offline stav se týká stavu, kdy je hodnocen výkon WM poté, co byli účastníci stimulováni tDCS. Tento stav umožňuje studovat dlouhodobé a vzdálené účinky tDCS.

Například Friehsand Frings (2019) pozoroval větší offline účinky tDCS ve srovnání s online efekty. Dalším omezením studie je, že naše zařízení tDCS neumožňovalo monitorování impedance.

Zařízení však obsahovalo regulátor proudu zajišťující konstantní úrovně proudu i přes kolísání impedance. Potenciálním vysvětlením absence stimulačních efektů v této studii by mohlo být to, že navzdory pečlivému umístění elektrod proud částečně nebo minul cílovou oblast (Chib et al., 2013 např. ). Thair a kol. (2017) uvádí velké množství faktorů, které mohou tok proudu ovlivnit (tloušťka vlasů, pot, velikost hlavy, tloušťka lebky,…).

Toto je obecné omezení, které se vztahuje na technologii tDCS. Je také možné, že efekt tDCS je příliš slabý na to, aby zvýšil nebo snížil výkon WM u mladé a zdravé populace univerzitních studentů, nebo že síť dorzální pozornosti nehraje v našem úkolu kritickou roli, i když studie fMRI ukázaly, že tato síť je trvale spojena s vysokou načíst úlohy WM, jak je zde použito.

Alternativně, protože WM je spojena s velkou frontoparietální, bilaterální sítí (Eriksson, Vogel, Lansner, Bergström, & Nyberg, 2015), nestimulované části této sítě (např. DLPFC, pravý IPS) mohly mít kompenzační účinek na stimulovaná, levá IPS část sítě (Heekeren et al., 2008). Toto vysvětlení je samozřejmě platné pouze pro katodickou stimulaci IPS.

Dalším vysvětlením absence účinku anodické stimulace by mohlo být to, že základní kapacita WM našich účastníků byla příliš vysoká (všichni byli mladí univerzitní studenti) a že bylo jen málo prostoru pro zlepšení. Gözenman a Berryhill (2016) skutečně ukázali, že skupina vykazující nižší základní kapacita WM těžila z tDCS ve větší míře než skupina s vyšší základní kapacitou WM.

Výsledky této studie nejsou prvními zprávami o nulovém účinku tDCS na WM nebo jiné kognitivní schopnosti a jsou v souladu s metaanalytickými studiemi, které upozornily na problém smíšených a protichůdných zjištění o účincích tDCS jedné relace u mladých a zdravých účastníků (Westwood a Romani, 2018; Lukasik et al., 2018;

Kromě toho některé studie, které prokázaly prospěšnou roli stimulace tDCS oproti DLPFC, nicméně také uvádějí důležité individuální rozdíly se zvýšením výkonu WM souvisejícím s TDCS u některých účastníků a snížením výkonu nebo žádným účinkem u jiných účastníků (Talsma et al., 2017).

Než dojde k závěru o nepřítomnosti účinku nebo velmi omezených účincích tDCS na WM, musí se budoucí studie pokusit replikovat předchozí pozitivní nálezy pomocí stejné metodologie, jaká byla použita v těchto původních studiích. Rozdíly ve stimulačních protokolech, pokud jde o intenzitu a trvání stimulace, místo stimulace, typ úkolu WM a obtížnost a typ populace (mladí zdraví vs. účastníci středního nebo staršího věku) by mohly částečně vysvětlit smíšené výsledky uváděné v literatuře.

Použití vyšší zátěže WM (např. 8 položek) by také předešlo potenciálním efektům stropu a ponechalo více prostoru pro zlepšení související s fortDCS. Například Roe a kol. (2016) prokázali efekty tDCS ve vizuální úloze pracovní paměti pouze tehdy, když zatížení WM přesáhlo kognitivní zdroje účastníků.

Jak již bylo řečeno, účinek WMload byl přesto v této studii a studii Majeruse et al. (2016) prokázali spolehlivé jednorozměrné a vícerozměrné neurální změny v IPS při srovnání WM souborů 6 vs. 2 položek.

Přidání základních i offline měření, jak je provedeno v některých studiích s významnými výsledky (Friehs a Frings, 2019), by nám také umožnilo prozkoumat účinky tDCS na výkon WM komplexněji. Jak již bylo uvedeno, je také třeba zvážit dopad důležitých individuálních rozdílů v kapacitě WM. , protože účinky tDCS by mohly být výraznější u účastníků charakterizovaných špatnou kapacitou WM, i když předchozí studie nepozorovala takový účinek u mladých účastníků (Westwood a Romari, 2018).

Mohlo by být také užitečné zvážit individuální rozdíly ve strategiích kódování, protože se ukázalo, že zprostředkovávají účinek tDCS na zadní parietální kortex v úkolu vizuální krátkodobé paměti (Wang, Itthipuripat, & Ku, 2020). V této studii se dvě skupiny subjektů zúčastnily úkolu vizuální pracovní paměti s použitím různých strategií kódování.

Zatímco skupina zaměřená na zapamatování všech podnětů nebyla ovlivněna tDCS, skupina používající strategii zaměřené pozornosti s pozorností orientovanou na konkrétní podskupinu podnětů vykazovala významné účinky tDCS.

Závěrem lze říci, že výsledky této studie neprokazují účinek tDCS na výkon WM, v souladu s několika studiemi, které ukázaly smíšené nebo negativní výsledky týkající se modulace výkonu WM u mladých, zdravých účastníků po jediné relaci tDCS. K posouzení by měly být provedeny budoucí experimenty. efektivní neuromodulační působení tDCS a také dopad rozdílů v protokolu a intenzitě stimulace.

INFORMACE O FINANCOVÁNÍ

Tento výzkum nezískal žádný konkrétní grant od financujících agentur z veřejného, ​​komerčního nebo neziskového sektoru.

KONKURENČNÍ ZÁJMY

Autoři nemají žádné konkurenční zájmy, které by mohli deklarovat.

REFERENCE

1. Artemenko, C., Moeller, K., Huber, S., & Klein, E. (2015). Hranice lidské neurovědy, 9, 110.

2.Au, J., Katz, B., Buschkuehl, M., Bunarjo, K., Senger, T., Zabel, C., Jaeggi, SM, & Jonides, J. (2016). Posílení tréninku pracovní paměti pomocí transkraniální stimulace stejnosměrným proudem. Journal of Cognitive Neuroscience, 28, 1419–1432.

3. Barch, DM, & Ceaser, A. (2012). Poznání u schizofrenie: Základní psychologické a nervové mechanismy. Trendsin Cognitive Sciences, 16(1), 27–34.

4.Barrouillet, P., Bernardin, S., & Camos, V. (2004). Časová omezení a sdílení zdrojů v pracovní paměti dospělých. Journal of Experimental Psychology: General, 133,83–100.

5.Blumberg, EJ, Peterson, MS, & Parasuraman, R. (2015). Zlepšení výkonu sledování více objektů pomocí neinvazivní stimulace mozku: kauzální role pro anteriorintraparietální sulcus. Frontiers in Systems Neuroscience, 9, 3.

6.Bogdanov, M., & Schwabe, L. (2016). Transkraniální stimulace dorzolaterálního prefrontálního kortexu zabraňuje stresem vyvolaným deficitům pracovní paměti. Journal of Neuroscience, 36, 1429–1437.

7. Brunyé, TT, Moran, JM, Holmes, A., Mahoney, ČR, & Taylor, HA (2017). Neinvazivní mozková stimulace zaměřená na pravý vřetenovitý gyrus selektivně zvyšuje pracovní paměť pro tváře. Mozek a poznání, 113, 32–39.

8.Chib, VS, Yun, K., Takahashi, H., & Shimojo, S. (2013). Neinvazivní vzdálená aktivace ventrálního středního mozku transkraniální stimulací prefrontálního kortexu stejnosměrným proudem. Translační psychiatrie, 3, e268–e268.

9. Corbetta, M., & Shulman, GL (2002). Kontrola cílené a stimuly řízené pozornosti v mozku. Nature Reviews Neuroscience, 3, 201–215.

10. Cowan, N. (1995). Pozor a paměť: Integrovaný rámec. Oxford University Press.

For more information:1950477648mnn@gmail.com