La riattivazione mirata della memoria in REM ma non SWS riduce selettivamente le risposte di eccitazione

Contatto: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Un numero crescente di prove suggerisce che il sonno può aiutare a disaccoppiare ilmemoriadi esperienze emotive dalla loro carica effettiva associata. Si pensa che questo processo si basi sulla riattivazione spontanea dei ricordi emotivi durante il sonno, sebbene non sia ancora chiaro quale stadio del sonno sia ottimale per tale riattivazione. Abbiamo esaminato questa domanda manipolando esplicitamente la riattivazione della memoria sia nel sonno a movimento rapido degli occhi (REM) che nel sonno a onde lente (SWS) utilizzando la riattivazione della memoria mirata (TMR) e testando l'impatto di questa manipolazione sull'abitudine delle risposte di eccitazione soggettiva attraverso una notte. I nostri risultati mostrano che la TMR durante la fase REM, ma non la SWS, ha ridotto significativamente l'eccitazione soggettiva e questo effetto è guidato dagli stimoli più negativi. Questi risultati supportano un aspetto dell'ipotesi del sonno da dimenticare, il sonno da ricordare (SFSR), che propone che la riattivazione della memoria emotiva durante il sonno REM sia alla base dell'assuefazione al sonno-dipendente.

effetti del cistanche: migliora la memoria

La riattivazione della memoria mirata (TMR) è una tecnica in cuimemoriala riattivazione è intenzionalmente innescata nel sonno attraverso la ripresentazione di segnali che erano legati alla memoria nella veglia, ed è comunemente ottenuta utilizzando suoni o odori, vedere14 per una rassegna. Mentre i primi studi hanno riportato un beneficio della TMR nel sonno REM sul consolidamento della memoria durante la notte15,16, un numero crescente di rapporti suggerisce che la TMR è utile se presentata durante la fase non REM17-21, ma non durante la REM17,19,22 vedere23 per la meta-analisi . In termini di come la TMR può influenzare l'eccitazione emotiva, uno studio recente ha mostrato un impatto della TMR non REM sulla piacevolezza e sulle valutazioni dell'eccitazione, ma questo è emerso solo nei partecipanti socialmente ansiosi e dopo una settimana di consolidamento24. Pochissimi studi hanno studiato l'impatto della TMR REM sul materiale emotivo. Pertanto, è stato dimostrato che indurre la riattivazione dei ricordi di paura durante la fase REM si traduce in una maggiore generalizzazione25 e la TMR di un compito di condizionamento pavloviano durante la fase REM porta a una maggiore assuefazione rispetto alla TMR dello stesso compito durante la fase 2 di non REM26.

Basandoci su questa letteratura, abbiamo deciso di testare la previsione SFSR secondo cui la riproduzione di ricordi emotivamente eccitanti durante REM, ma non SWS, sarebbe stata associata a una valutazione di eccitazione ridotta per questo materiale il giorno successivo. Lo abbiamo fatto manipolando la riattivazione dei ricordi emotivi durante il sonno usando la TMR. I nostri partecipanti hanno valutato coppie di suoni di immagini emotivamente negative e neutre per l'eccitazione sia prima che dopo una notte di sonno. Durante il sonno, abbiamo richiamato metà degli stimoli negativi e metà degli stimoli neutri per la riattivazione riproducendo dolcemente i suoni associati. Abbiamo quindi esaminato l'impatto di questa TMR sull'assuefazione notturna della risposta di eccitazione. Abbiamo controllato attentamente la fase del sonno in cui è stata applicata la TMR, indicando i partecipanti al REM (Gruppo REM) o SWS (Gruppo SWS), vedi Fig. 1. Sulla base dell'ipotesi SFSR, abbiamo previsto che la TMR avrebbe portato a una maggiore assuefazione quando applicato durante REM, ma non SWS.

effetti del cistanche: migliora la memoria

Risultati

Al basale, le valutazioni dell'eccitazione erano più alte per gli elementi negativi che per quelli neutri, dimostrando che i partecipanti hanno valutato gli stimoli in linea con le aspettative. Ciò è stato confermato da un'ANOVA 2×2x2 sull'eccitazione pre-sonno con i fattori Group, Cueing ed Emotion(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 in entrambi i casi), dimostrando che la linea di base era ben bilanciata e nessun partecipante ha segnalato la consapevolezza che i suoni venivano riprodotti durante il sonno.

Abbiamo studiato il modo in cui l'assuefazione notturna all'eccitazione è stata modulata dal cueing TMR utilizzando un ANOVA 2 × 2 × 2 con fattori Group, Cueing ed Emotion, vedere la tabella 1. L'assuefazione notturna è stata calcolata come (seconda valutazione del risveglio pre-sonno - risveglio post-sonno valutazione)/ prima valutazione di eccitazione pre-sonno. Ciò ha rivelato una significativa interazione tra Group e Cueing (F(1,32) {{10}}.341, p=0.027) suggerendo che l'impatto del cueing su questa misura di assuefazione dipende sullo stato cognitivo durante il quale viene applicata la TMR. L'ANOVA 2 × 2 × 2 non ha dato altri risultati significativi. Per determinare quale fase del sonno ha guidato l'interazione Group x Cueing, abbiamo quindi condotto ANOVA 2 × 2 separati con i fattori Cueing ed Emotion rispettivamente nei gruppi SWS e REM. Ciò ha mostrato un effetto principale del cueing in REM (F(1,14)=7.48, p < 0.02)="" ma="" non="" sws="" (f(1,18)="0.086," p="" {{29="" }}.8),="" vedi="" fig.="" 2.="" un="" esame="" più="" approfondito="" del="" gruppo="" rem="" ha="" mostrato="" che="" l'effetto="" del="" cueing="" era="" guidato="" dagli="" elementi="" negativi="" (test="" accoppiato="" t="3.21;" p="0.006)" ,="" con="" elementi="" neutri="" che="" mostrano="" una="" tendenza="" verso="" lo="" stesso="" effetto="" (t="1.6;" p="0.102)." è="" interessante="" notare="" che="" c'era="" un="" effetto="" principale="" dell'emozione="" nel="" gruppo="" sws="" (f(1,18)="6.28," p="0.022)" ma="" non="" nel="" gruppo="" rem.="" un="" esame="" più="" attento="" ha="" mostrato="" che="" ciò="" era="" determinato="" da="" una="" maggiore="" assuefazione="" degli="" elementi="" neutri="" rispetto="" agli="" elementi="" negativi="" nella="" condizione="" un-cued="" (t="2.25," p="0.037)," con="" una="" tendenza="" nella="" condizione="" cued="" (t="1.45," p="">

Memoriafor the sound-image pairs was near the ceiling during the pre-sleep test. On average, participants responded correctly on >97% of trials. The mean proportion of incorrect trials was as follows [REM group: 1.45%(±1.98)trials(pre-sleep);1.55%(±1.83) trials (post-sleep);SWS group:2.05%(±2.77)trials (pre-sleep);2.62%(±1.08)trials (post-sleep)]. To test for differences in pre-sleep learning of sound-image which could have biased the results, we conducted ANOVAs on pre-sleep proportion correct memory trials with the factors cued/not cued and negative/neutral for the REM and SWS groups, respectively. This revealed no main effects or interactions in the either REM group or the SWS group(p>0.1 in all cases). To test for impacts of TMR or emotion on overnight changes in memory, we performed the same two ANOVAs, now with the overnight change in the proportion of correct memory trials as the dependent variable. This revealed no significant effects for either SWS (p>0.5)in all cases or REM(p >0.8)in tutti i casi.

Per garantire che i tempi di reazione non differissero notevolmente tra elementi cued e non cued durante il test di eccitazione pre-sonno, abbiamo eseguito un'ANOVA 2×2 con i fattori di valenza (neutro, negativo) e cueing (un-cued, cued) all'interno di ciascuno gruppo di partecipanti. Ciò ha rivelato un effetto principale dell'emozione (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)in tutti i casi, vedere la tabella delle informazioni supplementari S1 per le medie.

Sleep stage data for each group are reported in Table 2. Note that REM time, SWS time, N2 time, and NI time did not differ significantly between groups (p>0.1 in all cases). However, total sleep time did differ significantly(p=0.01), being shorter on average in the REM than in the SWS group. To determine whether there was a relationship between habituation and time spent in REM or SWS or spectral power in slow-wave, delta, theta, and gamma bands we conducted a series of Pearson correlations with data across both REM and SWS groups; these revealed several marginal correlations, but none of these survived correction for our four multiple comparisons (p>0.05 in tutti i casi).

effetti del cistanche: migliora la memoria

Discussione

I nostri dati supportano il ruolo del sonno REM nell'abitudine notturna delle risposte di eccitazione alle combinazioni di immagini e suoni, dimostrando che la TMR in REM ma non in SWS porta a una maggiore assuefazione durante la notte. Questa scoperta è in linea con una precedente osservazione secondo cui la TMR REM dei suoni utilizzati nel condizionamento pavloviano pre-sonno ha determinato una maggiore assuefazione a questi suoni il giorno successivo rispetto alla TMR degli stessi suoni nella fase 2 del sonno-26. Questi due studi si combinano per supportare l'unico aspetto del sonno da dimenticare, l'ipotesi del sonno da ricordare27, ad esempio l'idea che la riattivazione della memoria nella fase REM sia specificamente associata a riduzioni del successivo risveglio.

Un recente studio di Lehmann et al22. ha utilizzato un disegno simile per studiare il ruolo della TMR in REM e SWS nel consolidamento della memoria emotiva e non ha riscontrato alcun effetto del cueing sull'assuefazione soggettiva in nessun gruppo22. Una possibile ragione per la differenza tra questi risultati e i nostri potrebbe derivare dal fatto che i nostri partecipanti hanno valutato le immagini per l'eccitazione immediatamente prima e dopo il sonno, mentre i partecipanti a Lehmann 2016 hanno svolto attività di apprendimento e recupero dopo aver valutato gli stimoli ma prima del sonno. La visualizzazione ripetuta degli stimoli può portare all'assuefazione, quindi il progetto di Lehmann potrebbe aver consentito all'assuefazione pre-sonno di soffocare qualsiasi effetto della TMR.

Numerosi studi suggeriscono che SWS può svolgere un ruolo nell'assuefazione8, ad esempio, l'osservazione che aspetti dell'assuefazione autonomica sono previsti da SWS28, che la percentuale di SWS predice l'attenuazione emotiva durante la notte29 e che il blocco del rilascio di noradrenalina durante SWS ha diminuito questa assuefazione12. È interessante notare che nel gruppo SWS abbiamo osservato un'assuefazione significativamente più forte degli elementi neutri rispetto agli elementi negativi, indipendentemente dal segnale TMR, probabilmente perché gli elementi neutri sono meno eccitanti, tanto per cominciare, ed è, quindi, più facile per i partecipanti modificare il modo in cui questi elementi sono valutati rispetto a quelli fortemente eccitanti negativi. In alternativa, gli stati di eccitazione degli elementi neutri potrebbero essere più aperti all'interpretazione rispetto allo stato di eccitazione degli elementi negativi, ad esempio, le risposte alle immagini negative possono essere influenzate da processi dall'alto verso il basso che le identificano come concettualmente negative e aumentano la probabilità di un forte valutazione dell'eccitazione. Sebbene di difficile interpretazione, la marcata differenza tra questo pattern di consolidamento nel gruppo SWS e il pattern di assuefazione osservato nel gruppo Un cued REM, in cui elementi negativi e neutri si abituavano nella stessa misura, potrebbe suggerire che REM TMR interrompe un processo naturale di assuefazione attraverso il sonno NREM che funziona meglio per stimoli relativamente neutri rispetto a quelli che sono più eccitanti.

Sebbene i nostri risultati sembrino supportare un ruolo unico del sonno REM nella modulazione dell'eccitazione emotiva, non abbiamo trovato alcuna correlazione tra il tempo REM o il potere theta e l'assuefazione. Poiché la REM si verifica più tardi nella notte rispetto a SWS, non possiamo escludere la possibilità che la dissociazione che abbiamo osservato tra queste fasi del sonno sia stata causata da questa differenza di tempistica. In particolare, tuttavia, in Rihm e Rasch26 l'assuefazione correlata ai segnali era più pronunciata quando i segnali venivano presentati durante la fase REM rispetto al sonno di fase 2 nello stesso periodo del sonno mattutino, supportando l'idea che questa differenza dipende dalla fase del sonno in cui viene eseguita la TMR piuttosto che l'ora della notte in cui viene eseguita.

Solo i partecipanti di sesso femminile sono stati inclusi in questo studio. Ciò era dovuto a studi precedenti che riportavano una maggiore risposta auto-riferita agli stimoli negativi negli individui di sesso femminile rispetto a quelli di sesso maschile. Il lavoro futuro dovrebbe estendere queste indagini ai maschi. Infine, vale la pena notare che, durante lo studio, i partecipanti hanno valutato la coppia suono-immagine, piuttosto che solo immagini o suoni. I nostri risultati, quindi, si riferiscono a questa coppia multimodale piuttosto che ai soli suoni o immagini.

effetti del cistanche: migliora la memoria

Riferimenti

1. Rasch, B. & Born, J. Sul ruolo del sonno nella memoria. Fisio. Rev. 93, 681–766 (2013).

2. Hu, P., Stylos-Allan, M. & Walker, MP Il sonno facilita il consolidamento della memoria dichiarativa emotiva. Psicolo. Sci. 17, 891–898 (2006).

3. Payne, JD, Chambers, AM & Kensinger, EA Sleep promuove cambiamenti duraturi nella memoria selettiva per le scene emotive. Davanti. Numero intero. Neurosci. 6, 108 (2012).

4. Wagner, U., Hallschmid, M., Rasch, B. & Born, J. Un breve sonno dopo l'apprendimento mantiene vivi i ricordi emotivi per anni. Biol. Psichiatria 60, 788–790 (2006).

5. Wagner, U., Kashyap, N., Diekelmann, S. & Born, J. L'impatto del sonno post-apprendimento rispetto alla veglia sulla memoria di riconoscimento per i volti con diverse espressioni facciali. Neurobiol. Imparare. mem. 87, 679–687 (2007).

6. Dolcos, F., LaBar, KS & Cabeza, R. Ricordare un anno dopo: ruolo dell'amigdala e del sistema di memoria del lobo temporale mediale nel recupero dei ricordi emotivi. Proc. Natl Acad. Sci. USA 102, 2626–2631 (2005).

7. Goldstein, AN & Walker, MP Il ruolo del sonno nella funzione cerebrale emotiva. Annu. Rev. Clin. Psicolo. 10, 679–708 (2014).

8. van der Helm, E. et al. Il sonno REM depotenzia l'attività dell'amigdala a precedenti esperienze emotive. Corr. Biol 21, 2029–2032 (2011).

9. Gujar, N., McDonald, SA, Nishida, M. & Walker, MP Un ruolo per il sonno rem nel ricalibrare la sensibilità del cervello umano a emozioni specifiche. Cereb. Corteccia 21, 115–123 (2011).

10. Baran, B., Pace-Schott, EF, Ericson, C. & Spencer, RMC Elaborazione della reattività emotiva e del sonno eccessivo della memoria emotiva. J. Neurosci. 32, 1035–1042 (2012).

11. Groch S., Wilhelm I., Diekelmann S. & Born, J. Il ruolo del sonno REM nell'elaborazione dei ricordi emotivi: prove dal comportamento e potenziali correlati agli eventi. Neurobiol. Imparare. mem. 99, 1–9 (2013).

12. Groch, S. et al. Contributo della noradrenalina al consolidamento della memoria emotiva durante il sonno. Psiconeuroendocrinologia 36, ​​1342–1350 (2011).

13. Wagner, U., Fischer, S. & Born, J. Cambiamenti nelle risposte emotive alle immagini avverse in periodi ricchi di sonno a onde lente rispetto al sonno con movimento rapido degli occhi. Psicoso. Med. 64, 627–634 (2002).

14. Cellini, N. & Cappuzo, A. Modellare il consolidamento della memoria attraverso la memoria mirata. Anna. NY Accad. Sci. 1426, 52–71 (2018).

15. Guerrini, A., Dujardin, K., Mandal, O., Sockeel, P. & Leconte, P. Potenziamento della memoria mediante stimolazione uditiva durante il sonno REM post-apprendimento negli esseri umani. Fisio. Comportamento 45, 947–950 (1989).

16. Tilley, AJ Apprendimento del sonno durante la fase 2 e sonno REM. Biol. Psicolo. 9, 155–161 (1979).

17. Cordi, MJ, Diekelmann, S., Born, J. & Rasch, B. Nessun effetto della riattivazione della memoria indotta dall'odore durante il sonno REM sulla stabilità della memoria dichiarativa. Davanti. Sist. Neurosci. 8, 157 (2014).

18. Fuentemilla, L. et al. Rafforzamento dipendente dall'ippocampo dei ricordi mirati tramite la riattivazione durante il sonno negli esseri umani. Corr. Biol. 23, 1769–1775 (2013).

19. Rasch, B., Buchel, C., Gais, S. & Born, J. I segnali di odore durante il sonno a onde lente richiedono il consolidamento della memoria dichiarativa. Scienza 315, 1426–1429 (2007).

20. Rudoy, ​​JD, Voss, JL, Westerberg, CE & Paller, KA Rafforzare i ricordi individuali riattivandoli durante il sonno. Scienza 326, 1079 (2009).

21. Schreiner, T. & Rasch, B. Potenziamento dell'apprendimento del vocabolario mediante segnali verbali durante il sonno. Cereb. Corteccia https://doi.org/10.1093/cercor/bhu139 (2015).

22. Lehmann, M., Schreiner, T., Seifritz, E. & Rasch, B. L'eccitazione emotiva modula i correlati oscillatori della riattivazione della memoria mirata durante il sonno NREM, ma non il sonno REM.

23. Hu, X., Cheng, LY, Chiu, MH & Paller, KA Promozione del consolidamento della memoria durante il sonno: una meta-analisi della riattivazione della memoria mirata. Psicolo. Toro. 146, 218–244 (2020).

24. Groch, S. et al. La riattivazione mirata durante il sonno influisce in modo differenziale sui ricordi negativi nei bambini e negli adolescenti socialmente ansiosi e sani. J. Neurosci. 37, 2425–2434 (2017).

25. Sterpenich, V. et al. La riattivazione della memoria durante il sonno a movimento rapido degli occhi ne favorisce la generalizzazione e l'integrazione nei depositi corticali. Dormire 37, 1061–1075 (2014).

26. Rihm, JS & Rasch, B. La riproduzione di stimoli condizionati durante la fase REM tardiva e il sonno allo stadio N2 influenza il tono affettivo piuttosto che la forza della memoria emotiva. Neurobiol. Imparare. mem. 122, 142–151 (2015).

27. Walker, MP, van der, HE & van der Helm, E. Terapia notturna? Il ruolo del sonno nell'elaborazione emotiva del cervello. Psicolo. Toro. 135, 731–748 (2009).

28. Pace-Schott, EF et al. Il sonnellino favorisce l'assuefazione tra le sessioni agli stimoli emotivi. Neurobiol. Imparare. mem. 95, 508–523 (2012).

29. Talamini, LM, Bringmann, LF, de Boer, M. & Hofman, WF Dormire si preoccupa o si preoccupa del sonno? Evidenze fisiologiche sulle interazioni sonno-emozione.

30. Horne, JA & Ostberg, O. Un questionario di autovalutazione per determinare la mattina-sera nei ritmi circadiani umani. int. J. Chronobiol. 4, 97–110 (1976).

31. Lang, PJ, Bradley, MM & Cuthbert, BN International Affective Picture System (IAPS): valutazioni affettive delle immagini e manuale di istruzioni. Relazione tecnica n. A-8 (Università della Florida, 2008).

32. Willenbockel, V. et al. Controllo delle proprietà dell'immagine di basso livello: la casella degli strumenti SHINE. Comportamento ris. Metodi 42, 671–684 (2010).

33. Bradley, MM & Lang, PJ International Affective Digitized Sounds (IADS): stimoli, manuale di istruzioni e valutazioni affettive. Relazione tecnica n. B-2 (1999).

34. Breiter, HC et al. Risposta e assuefazione dell'amigdala umana durante l'elaborazione visiva di un'espressione facciale. Neurone 17, 875–887 (1996).

35. Büchel, C., Dolan, RJ, Armony, JL & Friston, KJ Coinvolgimento dell'amigdala-ippocampale nel condizionamento delle tracce avverse umane rivelato attraverso la risonanza magnetica funzionale correlata agli eventi. J. Neurosci. 19, 10869–10876 (1999).

36. Fischer, H., Furmark, T., Wik, G. & Fredrikson, M. Rappresentazione cerebrale dell'assuefazione alla stimolazione visiva complessa ripetuta studiata con PET. Neuroreport 11, 123–126 (2000).

37. Bradley, MM & Lang, PJ Misurare l'emozione: il manichino di autovalutazione e il differenziale semantico. J. Comportamento Là. esp. Psichiatria 25, 49–59 (1994).

38. Iber, C., Ancoli-Israel, S., Chesson, A. & Quan, S. The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events (American Academy for Sleep Medicine, 2007).