반복적인 신경조절이 있는 노인의 작업 기억 및 장기 기억의 장기간 지속되는 분리 가능한 개선 2부
Jan 12, 2024
60명의 노인 참가자(표 1)를 세 그룹(sham, DLPFC theta 및 IPL 감마, 그림 1)으로 무작위로 분류하고 실험 1과 유사하게 진행했습니다. 실험 3은 실험 1의 주요 결과를 재현하기 위한 테스트 역할을 했습니다.
실험과 기억은 밀접한 관련이 있습니다. 실험 자체가 학습과 기억의 방법이고, 기억은 실험에서 배운 내용의 결과이기 때문입니다.
실험을 하려면 실험 단계, 주의 사항, 실험 결과를 기억해야 하며, 이를 위해서는 좋은 기억력이 필요합니다. 동시에 실험은 우리의 기억력을 훈련하고 향상시킬 수도 있습니다. 왜냐하면 실험에서 우리는 실험 결과를 반복적으로 관찰하고 분석하며 이 정보를 종합하고 기억해야 하기 때문입니다.
특히 과학 실험에서는 다양한 실험 결과를 비교하고 분석하기 위해 반복적인 실험이 필요한 경우가 많습니다. 이를 위해서는 실험 중에 좋은 기억력을 가질 뿐만 아니라 사고, 이해 및 분석 기술을 유연하게 사용하여 핵심 정보를 추출하고 학습 능력과 기억력을 더욱 향상시켜야 합니다.
실험과 기억의 관계는 실험이 우리의 지식 보유량을 얼마나 풍부하게 하는지에도 반영됩니다. 실험에 참여함으로써 우리는 많은 새로운 개념, 기술, 이론을 배울 수 있습니다. 이러한 지식의 축적은 우리의 기억력과 학습 능력에 계속해서 새로운 활력과 힘을 주입할 것입니다.
그러므로 일상생활에서 다양한 채널을 통해 실험에 참여하고, 실천을 통해 기억력과 학습능력을 향상시켜야 합니다. 실험은 기억력을 훈련하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 긍정적이고, 실험과 기억력을 잘 활용하며, 끊임없이 자신을 개선하고 발전시키자. 기억력 향상이 필요하다고 볼 수 있는데, Cistanche Deserticola는 아세틸콜린 수치와 성장인자 수치를 높이는 등 신경전달물질의 균형도 조절할 수 있기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 물질은 기억과 학습에 매우 중요합니다. 또한 고기는 혈류를 개선하고 산소 전달을 촉진하여 뇌에 충분한 영양분과 에너지를 공급하여 뇌의 활력과 지구력을 향상시킬 수 있습니다.
여기서는 30명의 참가자로 구성된 새로운 샘플을 실험 1(DLPFC 감마 및 IPL 세타)의 관심 있는 두 가지 중요한 조건에 무작위로 배정하고 단 3일 연속으로 신경 조절을 받았습니다. 실험 1에서와 같이 우리는 기준선과 각 신경조절 세션 동안의 기억 성능을 검사했습니다.
DLPFC 감마 변조는 선택적으로 LTM을 향상시킵니다.
실험 1, 신경 조절 중에 투여된 5개 단어 목록에 대한 무료 회상 성능을 평균화하여 일(기준선, 1일, 2일, 3일, 4일 및 개입 후 1개월) 및 연속 위치(우위, 중간 1, 중간 2, 중간 3 및 최신)은 과목 내 요인으로, 그룹(sham, DLPFC 감마 및 IPL 세타)은 과목 간 요인으로 사용됩니다.
중요한 날 × 연속 위치 × 그룹 상호 작용(F21.4,611.5=3.875, P)을 관찰했습니다.<0.001, ηp 2=0.120). A follow-up mixed ANOVA examining performance between the sham and DLPFC gamma groups showed a similar day × serial position × group interaction effect (F10.1,384.0=3.064, P<0.001, ηp 2=0.087).
연속 위치 ×그룹 상호 작용에 대한 날짜의 영향을 테스트하는 추가 추적 분석에서는 가짜 그룹과 DLPFC 감마 그룹의 차이가 2일차에 존재함을 보여주었습니다(F3.3,126.8=7.228,P<0.001, ηp 2=0.160), day 3 (F2.9,110.3=15.331, P<0.001, ηp 2=0.287), day 4 (F2.8,107.0=10.698, P<0.001, ηp 2=0.220) and 1month after intervention (F2.6,100.5=3.435, P=0.024, ηp 2=0.083).
일자 × 그룹 상호 작용에 대한 직렬 위치의 영향을 조사한 결과, 가짜 관련 DLPFC 감마 그룹의 우선성 클러스터에 대한 메모리 성능이 크게 향상되는 것을 관찰했습니다(F3.6,140.4=7.470, P<0.001, ηp 2=0.164) and no differences in any other serial position cluster (Fs<2.262, ps>0.085).
우선순위 클러스터의 개선 사항을 분석한 독립 표본 t-테스트에서는 개입 후 2일, 3일, 4일 및 1개월 후에 가짜 그룹에 비해 DLPFC 감마 그룹에서 훨씬 더 높은 우선순위 성능을 나타냈습니다(그림 2a, 상단, 중간). .
연령, 성별, 교육 기간, MoCA 및 GDS 점수 공변량(보충 표 1-3)과 같은 추가 요인을 고려할 때 결과 패턴은 변하지 않았습니다. 탐색적 분석에서는 남성이 여성보다 잠재적으로 더 큰 개선이 있을 수 있음을 시사했지만 이러한 효과는 다중 비교에 대한 수정 후에도 유지되지 않았습니다(확장 데이터 그림 1).
결과는 왼쪽 DLPFC를 표적으로 하는 감마 밴드의 리드미컬한 신경 조절이 노인의 LTM을 우선적으로 개선한다는 것을 시사합니다. 개선은 신경조절 둘째 날에 빠르게 유도되었고, 신경조절 이후의 모든 날에도 지속되었으며, 개입 후 최소 1개월 동안 지속되었습니다.
IPL 세타 변조는 선택적으로 WM을 향상시킵니다.
또한 혼합 ANOVA를 사용하여 실험 1에서 sham 그룹과 IPL 세타 그룹 간의 일 × 연속 위치 × 그룹 상호 작용 효과를 조사했습니다. 이 상호작용 효과는 유의미했습니다(F9.0,342.9=3.111,P=0.001, etap2=0.076).
후속 혼합 ANOVA는 연속 위치 × 그룹 상호 작용이 중요한 특정 날짜를 보여주었습니다. 메모리 성능의 개선은 3일차에 관찰되었습니다(F3.6,137.3=5.713, P<0.001, ηp 2=0.131), day 4 (F3.1,120.6=18.93, P<0.001, ηp 2=0.333) and 1month after intervention (F2.8,109.3=3.852, P=0.013, ηp 2=0.092).
추가 ANOVA는 일 × 그룹 상호 작용이 최신 직렬 위치 클러스터(F2.6,100.7=5.116, P=0.004, θp2=0.119)에 대해서만 중요하고 다른 항목에는 중요하지 않음을 보여주었습니다. 위치 클러스터(Fs<1.005, ps>0.407).독립표본 t-검정에서는 신경조절 3일차와 4일차에 가짜 그룹에 비해 IPL 세타 그룹의 최신성 효과가 크게 개선된 것으로 나타났으며 이러한 개선은 1- 개입 후 시점(그림 2a, 상단 및 하단).
추가 공변량을 포함해도 효과 패턴은 영향을 받지 않았습니다(보충 표 1-3). 결과는 왼쪽 IPL을 목표로 하는 세타율 신경조절이 다른 기억 시스템에 대한 행동 비용 없이 노년층의 WM을 선택적으로 강화한다는 것을 시사합니다.
이러한 선택적 기억 향상은 가짜 그룹 참가자의 기억 성능과 비교하여 개입 3일째에 명백히 나타났으며 최소 1개월 동안 지속되었습니다.
특정 위치와 주파수 조합이 필요합니다.
실험 1은 IPL 세타 리듬의 반복적인 변조로 향상된 WM 기능을 보여주었습니다. 그러나 세타와 감마 주파수 리듬은 모두 WM 기능에 기여합니다.
결과적으로 WM 개선이 IPL의 세타 변조로 인해 구체적으로 발생하는지 또는 IPL의 감마 변조로도 가능한지 확인하는 것이 중요합니다. 마찬가지로, DLPFC 변조를 통한 LTM 개선이 감마 동반으로 인한 것인지 아니면 세타 동반이 유사한 효과를 생성할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
이러한 가능성을 테스트하기 위해 세 실험 그룹이 sham, IPL 감마 또는 DLPFC 세타 변조를 수신했다는 점을 제외하고는 실험 1과 동일한 설계에 따라 실험 2를 수행했습니다.
대상 내 요인 및 그룹(sham, 개체 간 요인인 DLPFC 세타 및 IPL 감마)는 회상 성능(일 × 연속 위치 × 그룹: F25.3,721.9=0.535, P=0.971에서 유의미한 차이를 찾지 못했습니다. , θp2=0.018; 그림 2b).
이는 공변량(F24.3,633.2=0.630, P=0.916,θp2=0.024)을 포함해도 영향을 받지 않았습니다. 이는 실험 1에서 관찰한 개선 사항이 위치별 및 주파수별 향상이라는 것을 나타냅니다. 감마 리듬이 아닌 IPL의 세타 리듬 변조로 LTM에 영향을 주지 않고 WM이 향상되었습니다. 세타 리듬이 아닌 DLPFC의 감마 리듬 변조는 WM에 영향을 주지 않고 LTM을 개선했습니다.
더욱이, 두 실험에서 주어진 뇌 영역에 대한 두 가지 서로 다른 주파수 조건은 서로에 대한 활성 제어 역할을 합니다. 결과적으로, 이러한 발견은 실험 1에서 관찰된 효과가 경망막 또는 경피적 변조와 같은 tACS의 비특이적 효과로 인한 것이 아니라 관련 뇌 회로의 주파수별 동반으로 인한 것임을 확인합니다.
가짜 및 사전 개입 기준 컨트롤의 유효성을 검사합니다.
제어 절차의 타당성과 주요 결과의 강도를 테스트하기 위해 그룹 전체에 걸쳐 개입 전 기준 시점에서 회상 성능을 조사했습니다(실험 1: 가짜, DLPFC 감마 및 IPL 세타; 실험 2: 가짜, DLPFC 세타, 및 IPL 감마(그림 2a,b, '기준' 시점) 및 직렬 위치.
이들 그룹을 비교한 혼합 ANOVA에서는 직렬 위치(우위, 중간 1, 중간 2, 중간 3 및 최신) 또는 그룹(실험 1: 가짜, DLPFC 감마 및 IPL 세타; 실험 2: 가짜, DLPFC)의 유의미한 상호 작용 효과를 발견하지 못했습니다. 두 실험 모두에서 공변량 유무에 관계없이 개입 전 기준 시점의 성능에 대한 세타 및 IPL 감마)(Fs<0.925, ps>0.488).
이러한 결과는 각 실험의 세 그룹이 직렬 위치 클러스터에 대한 기본 메모리 성능에 차이가 없음을 시사합니다. 따라서 일련의 위치에 대한 신경조절의 선택적 효과는 두 실험 모두에서 세 그룹 내에서 어떤 고유한 차이에 의해 유도되지 않았습니다.
또한 각 실험의 시점(기준선, 1일, 2일, 3일, 4일 및 1개월)에 걸쳐 가짜 그룹 내의 직렬 위치 클러스터에 대해 리콜 성능이 얼마나 안정적이고 신뢰할 수 있는지 테스트했습니다. 그림 2a,b , 맨 위).
가짜 그룹 내의 날짜 × 연속 위치 상호 작용 효과를 조사한 반복 측정 ANOVA는 두 실험 모두에서 공변량 유무에 관계없이 유의미한 차이를 나타내지 않았습니다(Fs<1.603, ps>0.135).
함께, 이러한 결과는 서로 다른 참가자 그룹 및 동일한 참가자 그룹 내에서 1개월 이상 지속되는 다양한 평가 시점에 걸쳐 개입 전 기준선 동안 기억 성능의 안정성과 신뢰성을 입증하며, 이는 함께 제어 절차의 타당성에 대한 신뢰를 강화합니다. 결과적으로 tACS가 개선되었습니다.
4일 개선율은 1개월 후 개선 효과를 예측합니다.
메모리 향상의 위치 특이성과 빈도 특이성을 확립한 후, 지속 가능한 효과를 예측하는 요소를 탐색했습니다. 실험 1에서 4-일간 개입하여 LTM(우선성) 및 WM(최신성)의 개선 비율을 평가했습니다.
DLPFC 감마 그룹의 참가자 20명 중17(85%)는 4일 동안 긍정적인 우월성 개선 비율을 보였습니다. 마찬가지로, IPL 세타 변조를 받은 참가자 20명 중 18명(90%)이 4일 동안 긍정적인 최근 개선 비율을 보였습니다.
선형 회귀를 사용하여 이러한 데이터를 모델링함으로써 우리는 가짜에 비해 DLPFC 변조의 4일 동안 우선성에 대한 평균 개선율이 상당히 높았고 가짜에 비해 IPL 변조 동안 최신성에 대한 평균 개선률이 관찰되었지만(그림 3) 그 반대는 사실이 아닙니다.
DLPFC 감마 그룹의 최근성이나 IPL 세타 그룹의 우선성은 Bonferroni 교정 후 가짜와 크게 다르지 않았습니다(그림 3). 놀랍게도, 개입 전반에 걸친 개선 속도는 개입 후 기억 이점에 대한 예측력이 높았습니다. DLPFC 변조 중 우월성 개선 비율이 더 높은 참가자는 1개월에 가장 큰 우월성 혜택을 보여주었습니다(r18=0.817, Pcorr<0.001), and participants with greater recency improvement rates during IPL modulation showed the largest recency benefits at 1month (r18=0.655, Pcorr=0.002) (Fig. 4a,b).
다시 말하지만, 그 반대는 사실이 아닙니다(DLPFC 최근성: r18=0.243, Pcorr=0.303; IPL 우선순위: r18=0.385, Pcorr=0.094; Pearson 테스트, 양면, Bonferronicorrection, Pcorr<0.0125).
결과는 압도적인 대다수의 노년층이 신경 조절의 특성에 따라 WM 또는 LTM에 대해 선택적으로 기억력 향상을 경험했을 뿐만 아니라 크기와 따라서 1개월 후 기억력 향상의 지속 가능성은 { {3}}일 개입.
일반적인 인지 기능은 기억력 향상을 조절합니다.
이전 연구에서는 tACS의 효과가 기본 행동 및 신경 상태에 의해 조절될 수 있음을 입증했습니다. 따라서 우리는 실험 1의 신경조절로 인한 기억력 향상이 기본 인지 기능 수준에 따라 조절되는지 여부를 조사했습니다.
우리는 MoCAscores의 참가자별 회귀 분석, 개입 후 1-개월의 메모리 성능, 우선 순위 및 최근 직렬 위치 클러스터에 대한 1~4일 동안의 메모리 성능 변화율을 수행했습니다(그림 5). ).
DLPFC 감마 그룹에서 기준 인지 성능이 낮은 참가자는 {{0}}일 개입에 비해 더 높은 우월성 개선 비율을 보였습니다(r18=-0.822, P<0.001; Fig. 5a) and showed larger primacy gains at 1 month after intervention (r18=−0.795, P<0.001; Fig. 5b).
No such relationships were held for recency in the DLPFC gamma group (rs18>−0.25, ps>{{0}}.288;그림. 5c,d). 더욱이, IPL 세타 그룹에서 기준 인지 성능이 낮은 참가자는 4일 동안 더 높은 최신성 개선율을 보였습니다(r18=-0.824, P<0.001; Fig. 5g) and greater recency improvements after 1 month (r18=−0.499, P=0.025; Fig. 5h). Consistent with previous analyses, the level of cognitive performance did not predict changes in primacy during or after IPL modulation (rs18>−0.274, ps>0.242; 그림 5e, f).
따라서 상대적으로 낮은 기본 인식을 가진 노인 참가자는 각각 감마율 DLPFC 및 세타율 IPL 변조 효과가 우선성과 최근성에 미치는 우선적 특성을 더욱 강력하게 나타냈습니다.
This conclusion, which suggests distinctive functions of prefrontal gamma rhythms for LTM and parietal theta rhythms for WM, was reinforced by the absence of participant-wise correlations in the sham group between baseline cognitive behavior and primacy or recency measured during or after sham (rs18>0.064, ps>0.79).
이러한 결과는 노인의 기억 기능을 지원하는 대규모 인구 역학이 개인의 일반 인지 능력 수준에 따라 차등적으로 조절될 수 있음을 시사합니다.
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