수면 부족은 성공적인 학습의 신경 신호를 방해합니다 2부
Dec 12, 2023
재료 및 방법
참가자들
59명의 참가자(여성 32명, 평균 ± 표준편차[SD] 연령=20.10 ± 1.80)가 자발적으로 모집되어 예비 세션을 완료했습니다(아래 참조).
표준편차는 데이터 분포의 분산을 통계적으로 측정한 것입니다. 기억이란 정보를 기억하는 인간 두뇌의 능력을 말합니다. 둘 사이에는 그다지 연관성이나 연관성이 없어 보이지만, 둘 사이에는 일정한 연관성이 있습니다. 함께 살펴 보겠습니다.
먼저, 표준편차가 데이터 분포의 분산 정도를 반영할 수 있다는 점을 알아야 합니다. 즉, 데이터 집합의 표준편차가 클수록 해당 데이터 집합의 분산 정도도 커집니다. 즉, 데이터 간의 차이도 커집니다. 큰. 기억은 정보의 뇌의 인식, 이해, 부호화, 저장, 인출 등 일련의 과정을 필요로 합니다. 기억은 이 정보를 처리하기 위해 뇌가 필요하기 때문에 정보 자체가 상대적으로 불연속적이라면 만족스럽지 못한 기억 성능을 초래할 수 있습니다.
둘째, 표준편차는 데이터의 안정성과 신뢰성을 반영할 수도 있습니다. 데이터의 표준 편차가 더 작으면 이 데이터 집합의 분산도 더 작아지고 데이터 간의 차이도 더 작아집니다. 이 경우 데이터의 신뢰성과 안정성이 더 높습니다. 이것은 또한 기억과도 어떤 연관이 있어야 합니다. 기억력이 좋은 사람은 정보 처리 능력이 상대적으로 안정적이어야 합니다. 즉, 정보 처리에 있어 더 정확하고 신뢰할 수 있으므로 기억력도 상대적으로 좋을 것입니다.
요약하면, 표준편차와 기억력은 그다지 상관관계가 없어 보이지만 둘 사이에는 일정한 연관성이 있습니다. 정보를 처리할 때 데이터가 너무 불연속적이면 정보가 쉽게 손실되거나 잊혀지게 됩니다. 데이터가 더 안정적이면 정보 처리가 더 정확하고 신뢰할 수 있어 사람들의 기억을 더 잘 보호할 수 있습니다. 그러므로 우리는 인지 능력과 정보 처리 능력을 향상시켜 기억력을 훈련하고 기억의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 집중해야 합니다.
예비세션 종료 후 수행기준 미달 10명, 영어원어민 학습요건 미충족 1명을 제외하였다. 예비 세션의 수행 기준을 충족한 개인 중 18명의 참가자가 본 학습 일정을 따르지 못해 탈퇴했습니다.
최종 표본 크기는 n=30명의 참가자(여성 17명, 평균 ± SD 연령, 20.10 ± 1.65)였으며, 각 참가자는 수면 및 수면 부족 조건을 모두 완료했습니다(순서 균형, 그림 1a 참조). 우리 연구실의 표준 절차(Ashton et al. 2019; Strachan et al.2020; Harrington, Ashton, Ngo, et al. 2021; Harrington,Ashton, Sankarasubramanian, et al. 2021)에 따라 참가자들은 카페인과 알코올을 자제하도록 요청 받았습니다. 각 연구 세션 전 각각 24시간과 48시간 동안. 참가자들은 수면이나 정신 장애의 병력을 보고하지 않았습니다.
요크대학교 심리학과 연구윤리위원회의 요구 사항에 따라 모든 참가자로부터 서면 동의를 얻었습니다. 참가자들은 연구가 완료되면 £100의 보상을 받았습니다.
Ashton et al.(2020)의 효과 크기 d{0}}.56을 사용하여 데이터 수집 전에 통계적 검정력을 계산했습니다. 이 효과 크기는 밤에 잠을 자고 난 후의 망각과 전체 수면 부족을 비교하는 대응 표본 검정에서 파생되었습니다. 이 효과 크기를 기준으로 사전 등록된 n=30 참가자 샘플은 83.7% 검정력(알파=0.05, 2-꼬리)을 제공했습니다.
과제와 자극
Visuospatial 작업(그림 1b 참조) International Affective Picture System(Langet al. 2005) 및 Nencki Affective Picture System(Marchewka et al. 2014)에서 중립 장면의 100개 이미지를 가져왔습니다. 이는 수면 및 수면 부족 조건에 사용하기 위해 50개의 이미지로 구성된 2세트로 나누어졌습니다(조건에 설정된 이미지 할당은 균형을 이루었습니다). 시공간 작업은 3단계로 나누어졌습니다.
훈련 I: 수동적 시청
50개의 이미지 각각은 그리드 배경(노출 시간=3초, 자극 간 간격 [ISI]=1초)에서 무작위로 선택된 위치에 표시되었습니다. 참가자들은 나중 테스트를 위해 이미지 위치를 기억해 보도록 지시받았습니다. 이미지 제시 순서는 무작위로 선정되었습니다.
훈련 II: 적극적 시청
각 이미지는 그리드 중앙에 나타 났으며 참가자들은 수동적 시청에서 나타났다고 생각하는 위치로 이미지를 옮겼습니다. 그러면 이미지가 올바른 위치에 다시 나타나 피드백 역할을 했습니다.
이는 모든 이미지가 배치될 때까지 계속되었습니다.<4.8 cm (<150 pixels) from their correct location on 2 consecutive rounds of active viewing (images for which this criterion was met were dropped from subsequent active viewing rounds). The image presentation order was randomized.
시험
테스트 단계는 피드백이 제공되지 않았다는 점을 제외하면 활성 시청의 한 라운드와 동일한 절차를 따랐습니다. 세 가지 테스트(즉시, 지연, 후속)가 완료되었습니다.
페어링된 연관 작업(그림 1c 참조)
흰색 배경에 있는 자연 및 인공 물체의 200개 이미지는 Konkle et al.(2010) 및 온라인 리소스에서 가져왔습니다. 이는 수면 및 수면 부족 조건에 사용하기 위해 100개 개체(50개 자연 및 50개 인공)로 구성된 2세트로 나누어졌습니다(조건에 설정된 개체 할당은 균형을 이루었습니다).
Cairney, Guttesen 등으로부터 300개의 형용사(조건당 150개의 형용사, 균형 잡힌 할당)를 가져왔습니다. (2018). 각 조건 내에서 100개의 형용사가 무작위로 대상으로 선택되었고 나머지 50개는 포일로 선택되었습니다.
형용사 친숙화
100개의 대상 형용사 각각은 3초 동안 제시되었습니다. 참가자들은 대화에서 각 형용사를 얼마나 자주 사용하는지 1~9(1=절대 사용하지 않음, 5=가끔 사용, {{ 6}} 자주) 추가 4초(고정 십자선이 있는 ISI=1.5초 ± 100ms) 내에 형용사 표시 순서는 무작위로 지정되었습니다.
이미지 친숙화
100개의 이미지(50개의 자연 물체와 50개의 인공 물체)가 각각 3초 동안 제시되었습니다. 참가자들은 각 물체와 상호 작용하는 자신을 상상한 다음 추가 4초(고정 십자형=1.5초 ± 100ms의 ISI) 내에 자연적으로 인공적으로 만들어진 것으로 분류하도록 지시 받았습니다. 이미지 제시 순서는 무작위로 이루어졌습니다.
학습
각 시험에서 참가자들은 4.5초 동안 각 이전 친숙화 단계의 형용사와 이미지를 제시 받았습니다. 그들은 향후 테스트를 위해 형용사-이미지 쌍을 암기하라는 지시를 받았습니다. 학습을 촉진하기 위해 참가자들은 시험 기간 전체 동안 상호 작용하는 형용사와 이미지를 포함하는 이야기나 정신적 이미지를 마음 속에 만든 다음 추가 4초 내에 이 연관성을 현실적이거나 기이하다고 평가하도록 요청 받았습니다.
형용사 이미지 학습 중에 획득한 EEG 데이터 분석을 용이하게 하기 위해 5초(±100ms)의 더 긴 ISI가 사용되었습니다(이는 2-진행 막대와 3초의 고정으로 구성됨). 형용사이미지 페어링 순서가 무작위로 지정되었습니다.
시험
150개의 형용사(학습에서 얻은 100개와 보이지 않는 형용사 50개)가 각각 3초 동안 제시되었습니다. 참가자들은 먼저 추가 10초 내에 형용사가 오래된 것인지 새로운 것인지를 나타내도록 지시를 받았습니다. 그런 다음 정확도(올바른/틀린)에 대한 피드백이 1초 동안 제공되었습니다.
올바른 응답을 위해 참가자에게는 4개의 이미지(모두 학습 시 본 이미지)가 제시되었고 10초 이내에 어떤 이미지가 형용사와 짝을 이루었는지 표시하도록 요청 받았습니다.
그런 다음 참가자들은 10초 이내에 자신의 반응에 얼마나 자신감이 있는지를 1(자신 없음)부터 4(매우 자신감)까지 등급을 매겼습니다. 잘못된 이전 응답 또는 새로운 응답의 경우 참가자는 즉시 다음 시험(고정 십자선이 있는 ISI=1.5s ± 100ms)으로 이동했습니다. 형용사 제시 순서는 무작위로 지정되었습니다.
정신 운동 경계 작업
정신운동 경계 과제(PVT)는 Khitrov 등으로부터 얻었습니다. (2014) (bhsai.org/downloads/pc-pvt). 참가자들은 화면에 디지털 카운터가 나타나면 응답하라는 지시를 받았습니다(ISI=2–10초). 참가자들은 응답 시간에 대한 피드백을 받았으며 작업은 3분 동안 지속되었습니다.
절차
예선세션
참가자들은 본 연구에 참여하기 전에 예비 기억력 평가를 완료했습니다. 그들은 의미상 관련된 180개의 단어 쌍(예: "Horizon–Sun")을 학습했으며 단서가 있는 회상 절차를 통해 즉시 테스트를 받았습니다. 50%에서 95% 사이의 점수를 얻은 참가자는 주요 실험에 다시 초대되었습니다. 이는 참가자가 주요 연구의 시공간 및 쌍 연관 테스트에서 바닥이나 천장에서 수행할 가능성이 낮다는 것을 보장했습니다.
세션 1: 저녁
참가자들은 오후 8시 30분부터 10시 사이에 도착했습니다. 수면 상태(조기 도착)에서 참가자는 밤새 EEG 모니터링을 위해 즉시 연결되었습니다. 참가자는 StanfordSleepiness Scale(SSS; Hoddes et al. 1973), PVT를 완료한 다음 시각 공간 작업의 훈련 및 즉각적인 테스트 단계를 완료하여 연구를 시작했습니다.
하룻밤 간격
수면 조건에서 참가자들은 오후 11시에 잠자리에 들었고 오전 7시에 일어났습니다(따라서 EEG 모니터링 수면을 8시간 달성했습니다). 수면 부족 상태에서 참가자들은 연구원의 감독 하에 밤새도록 깨어 있었습니다. 수면 부족 기간 동안 참가자들에게는 다과가 제공되었으며, 게임, 영화 감상, 교과 과정 이수 등이 허용되었습니다.
우리의 표본은 대부분 대학생으로 구성되어 있었고 야간 수면 부족으로 인해 상당수의 주간 학습 시간이 손실될 것이기 때문에 우리는 모집을 용이하게 하기 위해 참가자들이 교과 과정을 완료할 수 있도록 허용하기로 결정했습니다.
중요한 것은 허용된 모든 활동이 참가자가 전날 저녁에 배운 자료(예: 물체 위치 연관) 또는 다음날 아침에 배울 자료(예: 형용사-이미지 쌍)와 개념적으로 연결되지 않았기 때문에 적합한 것으로 간주되었다는 것입니다.
세션 2: 오전
수면 부족 상태의 참가자는 EEG 모니터링을 위해 연결되었습니다(전극이 이미 전날 밤에 부착되었기 때문에 수면 상태에는 필요하지 않았습니다). 그런 다음 참가자들은 또 다른 SSS 및 PVT 라운드와 또 다른 (지연된) 시각 공간 테스트를 완료했습니다.
그 후 참가자들은 EEG 모니터링을 통해 짝을 이루는 동료 학습 단계를 완료하기 전에 짝을 이루는 동료 작업의 친숙화 단계를 수행했습니다. 참가자들에게는 세션 3 이전의 48-h 간격 동안 무엇을 해야 할지(예: 언제 잠에 들 것인지)에 대한 명시적인 지침이 제공되지 않았습니다.
세션 3: 후속 조치
참가자들은 세션 2 후 48시간 후에 돌아와서(수면 부족 상태에서 수면 회복이 가능함) SSS와 PVT의 최종 라운드를 완료했습니다. 그런 다음 쌍 연관 테스트와 최종(후속) 시공간 테스트를 수행했습니다.
장비
실험적 과제
모든 작업은 Windows PC에서 실행되었으며 참가자의 응답은 키보드나 마우스를 사용하여 기록되었습니다. 시각 공간 작업은 Presentation 버전 14.1(Neurobehavioral Systems, Inc.)에서 구현되었으며 쌍을 이루는 동료 작업은 Psychtoolbox 3.0.13(Brainard 1997; Pelli 1997; Kleiner et al. 2007) 및 MATLAB 2019a( MathWorks, Inc.).
뇌파검사
EEG 기록은 REMLogic 3.4 소프트웨어가 포함된 Embla N7000 시스템 2개와 Embla NDx 시스템 1개로 관리되었습니다. Embla NDx는 수면 실험실을 2-에서 침실 시설로 업그레이드할 때 구입했습니다(N7000은 더 이상 구입할 수 없음).
3명의 참가자를 제외한 모든 참가자에 대해 수면 및 수면 부족 조건에서 동일한 EEG 시스템이 사용되었습니다. 국제10-20 시스템에 따라 전두엽(F3 및 F4), 중앙(C3 및 C4), 정수리(P3 및 P4) 및 후두엽(O1 및 O2) 위치에 금도금 전극을 부착하고 이를 참조했습니다. 연결된 유양돌기에.
왼쪽과 오른쪽 전기전도검사 전극은 양쪽 정신근과 정신하부에 근전도 전극과 마찬가지로 부착되었고, 접지 전극은 이마에 부착되었습니다. NDx 시스템의 경우 추가 기준 전극이 Cz에 배치되었습니다. 우리는 모든 전극의 연결 임피던스가 다음과 같은지 확인했습니다.<5 kΩ immediately before any EEG data were collected (i.e. for participants in the sleep condition, impedances were checked before sleep and again in the morning before the learning task).
이 임계값을 초과하는 모든 전극은 교체되고 다시 확인되었습니다. 모든 온라인 신호는 200Hz(N7000) 또는 256Hz(NDx, 전처리 중 200Hz로 다운샘플링)에서 디지털 샘플링되었습니다.
액티그래피
참가자들은 실험실 밖에 있을 때 수면을 모니터링할 수 있도록 연구 내내 손목시계 액티그래피 장치(Actiwatch 2, Philips Respironics, 미국)를 착용했습니다.
For more information:1950477648nn@gmail.com
