تتبع العين، الكورتيزول، والنوم مقابل ويك توطيد التأخير: الجمع بين طرق لكشف تأثير التفاعلية من النوم والكورتيزول على الذاكرة
Summary
نقدم بروتوكول يستخدم لاكتشاف تأثير التفاعلية بين النوم والكورتيزول على توطيد الذاكرة، ولا سيما للصور تثير سلبية. على وجه التحديد، والتصميم التجريبي تستخدم تتبع العين، وتحليل هرمون الكورتيزول اللعابية، واختبار الذاكرة السلوكية – الأساليب التي يمكن استخدامها مع المشاركين على حد سواء صحية والسريرية.
Abstract
على الرغم من ارتفاع في هرمون الكورتيزول يمكن أن تستفيد توطيد الذاكرة، كما يمكن النوم بعد وقت قصير من الترميز، ويعمل حاليا هناك قلة الأدب عن كيفية قد تتفاعل هذه العوامل اثنين للتأثير الدمج. هنا نقدم بروتوكول لدراسة تأثير التفاعلية الكورتيزول والنوم على توطيد الذاكرة، من خلال الجمع بين ثلاثة أساليب: تتبع العين، وتحليل هرمون الكورتيزول اللعابية، واختبار الذاكرة السلوكية في النوم والاستيقاظ التأخير. لتقييم يستريح مستويات الكورتيزول، وقدم المشاركون عينة اللعاب قبل عرض كائنات سلبية ومحايدة داخل الكواليس. لقياس الاهتمام العلني، تم تعقب العين نظرة المشاركين خلال ترميز. للتلاعب سواء النوم وقعت خلال نافذة توحيد والمشاركين إما مشاهد المرمزة في المساء، وينام ليلة وضحاها، وأخذ الاعتراف اختبار في صباح اليوم التالي، أو المشفرة مشاهد في الصباح وبقيت مستيقظا خلال فاصل زمني طويل نسبيا الاحتفاظ. وكانت جماعات مراقبة إضافية الشركة المصرية للاتصالاتSTED بعد تأخير 20 دقيقة في الصباح أو في المساء، للسيطرة على الوقت من اليوم الآثار. وأظهرت النتائج معا أن هناك علاقة مباشرة بين يستريح الكورتيزول في الترميز والذاكرة اللاحقة، إلا بعد فترة من النوم. من خلال تتبع العين، تقرر كذلك أن للمؤثرات السلبية، قد يكون هذا التأثير المفيد من الكورتيزول على الذاكرة اللاحقة بسبب الكورتيزول تعزيز العلاقة بين المشاركين حيث تبدو خلال ترميز وما هي عليه في وقت لاحق قادرا على تذكر. عموما، النتائج التي تم الحصول عليها من خلال مزيج من هذه الأساليب كشف تأثير التفاعلية من النوم والكورتيزول على توطيد الذاكرة.
Introduction
القدرة على توحيد المعلومات تعتمد على عوامل لا تعد ولا تحصى، مع النوم وهرمون التوتر الكورتيزول يجري اثنين من المتغيرات الأكثر تأثيرا. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن مستويات الكورتيزول المرتفعة، التي يسببها إما من خلال إدارة الكورتيزول الخارجية أو الضغط النفسي، وغالبا ما ترتبط مع تعزيز انتقائية من الذاكرة لالنسبي للمؤثرات العاطفية محايدة 1-7. وقد تبين النوم أن يكون لها تأثير مماثل على 8،9 انتقائية الذاكرة العاطفية: عندما يتم عرض المشاركين مع مشاهد تتألف من كائن سلبية أو محايدة وضعت على خلفية محايدة، والنوم unbinds الكواليس، والحفاظ على الذاكرة للكائنات سلبية، في حين يسمح الذاكرة لمكونات المشهد أقل بروزا (كائنات محايدة والخلفيات محايدة) للتسوس 10-12.
بينما تركز هذه الآداب اثنين على آثار مستقلة الكورتيزول والنوم على الذاكرة العاطفية، فمن الممكن أن المشتركrtisol والنوم لها تأثير التفاعلية. ومن المثير للاهتمام، لأن الدراسات التحقيق في آثار الكورتيزول على الذاكرة تشمل تأخير الاحتفاظ لا يقل عن 24 ساعة، والذي يتضمن بالضرورة ليلة من النوم، فمن المستحيل تحديد ما إذا كان النوم هو ضروري لهرمون الكورتيزول أن يكون لها تأثير التيسير على التوحيد. وبالمثل، في حين أظهرت الأبحاث أن النوم يفيد الذاكرة تفضيلي للحصول على معلومات العاطفي، فمن الممكن أن هذه الآثار قد كثفت في الأشخاص الذين يعانون ارتفاع مستويات الكورتيزول خلال ترميز.
لهذه الأسباب، من المهم أن نفهم، ليس فقط كيف النوم والكورتيزول دعم تكوين الذاكرة بشكل مستقل، ولكن أيضا للتحقيق في ما إذا كان النوم والكورتيزول التفاعل لدعم تشكيل الذاكرة. بعد كل شيء، هناك روابط مهمة بين النوم والكورتيزول في الشيخوخة الطبيعية 13، وأشكال الاضطراب النفسي التي ترتبط مع العجز في الذاكرة 14،15. فقط باستخدام مزيج منمنهجيات هل من الممكن لفهم التفاعلات المعقدة بين النوم والكورتيزول، وآثارها على توطيد الذاكرة. على وجه التحديد، من خلال الجمع بين طريقة جمع الكورتيزول اللعابية مع النوم مقابل تصميم أعقاب ذلك، فمن الممكن لتحديد ما إذا كان هناك تأثير التفاعلية من هذين المتغيرين على التوحيد. قيمة أيضا هو أنه من خلال استخدام تعقب العين لقياس نظرات العين أثناء الترميز، فمن الممكن لتوضيح آلية الإنتباه الكامنة وراء هذا التأثير.
Protocol
Representative Results
Discussion
قدمت هذا التصميم التجريبي أول دليل على أن الآثار المفيدة من قبل ترميز الكورتيزول على الذاكرة هي مهمة فقط عندما يحدث النوم خلال فترة التوحيد. فقط من قبل كل قياس مستويات الكورتيزول والتلاعب سواء الفاصل توطيد شملت النوم كان من الممكن لتحديد أن النوم والكورتيزول يكون لها تأثير على الذاكرة التفاعلية. وكان هذا التصميم حاسمة في تحديد ذلك، في الدراسات السابقة التي ربطت الكورتيزول قبل التعلم إلى الذاكرة ميسرة لالمحفزات السلبية 1،5، وهذه الآثار من الكورتيزول قد تظهر بسبب النوم التي تحدث أثناء الفاصل الزمني الدمج.
يرصد هذا الاستنتاج حتى أكثر إثارة للاهتمام على اعتبار أن النوم مقابل تصميم أعقاب استلزم اختبار المشاركين في المجموعتين في أوقات مختلفة من اليوم. الكورتيزول يتبع إيقاع الساعة البيولوجية 26، وفقا لأعلى مستويات الكورتيزول في الصباح الباكر، وأدنى في البريدvening. على هذا النحو، كان المشاركون النوم كل ضمن نطاق ضيق من مستويات الكورتيزول منخفضة نسبيا، بعد أن المشفرة في المساء، في حين أن المشاركين ويك مستويات الكورتيزول متغير أعلى وأكثر، بعد أن المشفرة في الصباح. باستخدام هذا التصميم، يبدو أنه حتى الفروق الصغيرة في مستويات الكورتيزول منخفضة نسبيا كافية لتؤثر على تماسك الذاكرة خلال فترة النوم. في نفس الوقت، ومع ذلك، فإن الاختلاف في نهاري الكورتيزول أيضا من تعقيد التصميم. العمل في المستقبل قد ينظر في كيفية السيطرة على الآثار المترتبة على الاختلاف نهاري الكورتيزول بطرق مختلفة. أن واحدة من هذه الطريقة أن يكون لتكرار النتائج الحالية باستخدام النموذج قيلولة بعد الظهر. لأن مستويات الكورتيزول بين الغفوة وحالة ويك أن يكون معادلا إحصائيا، فإن تقلبات الساعة البيولوجية في الكورتيزول في مثل هذا النموذج لا يكون مصدر قلق.
في حين لا تزال العديد من الأسئلة حول كيفية تفاعل الكورتيزول مع النوم لتعزيز كونسو الذاكرة العاطفيةlidation، والعمل الحالي يوفر أدلة على أن تأثير التيسير من قبل ترميز الكورتيزول على الذاكرة العاطفية التالية من التأخير لا يقل عن 24 ساعة بما في ذلك النوم 1،5،27 قد يكون راجعا إلى التفاعلات بين الكورتيزول وعمليات الدمج التي تعتمد على النوم. بدون التصميم في حالة التأخير التي تضم واحدة من النوم والآخر لا، فإنه لن يكون من الممكن عزل سواء النوم ضروري لهذا الغرض التي يتعين مراعاتها. علاوة على ذلك، من خلال تقييم العين نظرات المشاركين خلال ترميز، تقرر أن هذا التأثير التيسير الكورتيزول على الذاكرة العاطفية قد يكون راجعا إلى الكورتيزول تحوير العلاقة بين الانتباه إلى المعلومات العاطفية في الترميز وتوطيد اللاحقة لتلك المعلومات أثناء النوم: مع ارتفاع الكورتيزول، هناك علاقة قوية بين ما تبدو المشاركين في أثناء الترميز وما تذكر في وقت لاحق. فمن الممكن أن هذا بسبب ارتفاع الكورتيزول في ترميز 'به'هذه المعلومات العاطفية أهمية تذكر، الأمر الذي يؤدي إلى تعزيز النوم بشكل انتقائي تلك المعلومات البارزة أثناء الفاصل الزمني الدمج.
هذا مزيج فريد من أساليب – النوم مقابل تصميم أعقاب، وقياس القيم يستريح الكورتيزول اللعابية، تقييما لنظرات العين أثناء الترميز، وإدارة اختبار الذاكرة الاعتراف السلوكية – أدى ليس فقط إلى الكشف عن تأثير التفاعلية الكورتيزول والنوم على الدمج، ولكن أيضا لتحديد آلية الإنتباه المحتملة وراء هذا التأثير. عموما، يمكن أن تستخدم هذه الدراسة كمثال على كيفية الجمع بين المنهجيات التي تستخدم عادة بشكل مستقل من أجل تحقيق فهم أفضل للتفاعلات المعقدة بين المتغيرات التي تؤثر على الإدراك.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذه الدراسة من خلال منحة BCS-0963581 من المؤسسة الوطنية للعلوم (لEAK وحزب العدالة والتنمية). المؤلفين أشكر كريستين كوكس لها مناقشة مفيدة للبيانات، وكذلك هالي زوكر، جون موريس، كريستوفر ستير، سوندرا كورجان، ومايتي بالدا لمساعدتهم في جمع البيانات. يرجى معالجة المراسلات لكيلي A. بينيون (kelly.bennion @ bc.edu؛ 140 شارع الكومنولث، كلية بوسطن علم النفس، McGuinn 300، كستنائي هيل، MA 02467).
Materials
| Salimetrics oral swabs (SOS) | Salimetrics | 5001.02 | |
| Swab storage tubes (SST) | Salimetrics | 5001.05 | |
| Eye-tracker | SensoMotoric Instruments (SMI) | iView X Hi-Speed |
References
- Buchanan, T. W., Lovallo, W. R. Enhanced memory for emotional material following stress-level cortisol treatment in humans. Psychoneuroendocrino. 26 (3), 307-317 (2001).
- Cahill, L., Alkire, M. T. Epinephrine enhancement of human memory consolidation: Interaction with arousal at encoding. Neurobiol. Learn. Mem. 79 (2), 194-198 (2003).
- Cahill, L., Gorski, L., Le, L. Enhanced human memory consolidation with post-learning stress: Interaction with the degree of arousal at encoding. Learn. Mem. 10 (4), 270-274 (2003).
- Kuhlmann, S., Wolf, O. T. Arousal and cortisol interact in modulating memory consolidation in healthy young men. Behav. Neurosci. 120 (1), 217-223 (2006).
- Payne, J. D., Jackson, E. D., Hoscheidt, S., Ryan, L., Jacobs, W. J., Nadel, L. Stress administered prior to encoding impairs neutral but enhances emotional long-term episodic memories. Learn. Mem. 14 (12), 861-868 (2007).
- Smeets, T., Otgaar, H., Candel, I., Wolf, O. T. True or false? Memory is differentially affected by stress-induced cortisol elevations and sympathetic activity at consolidation and retrieval. Psychoneuroendocrino. 33 (10), 1378-1386 (2008).
- Wolf, O. T. Stress and memory in humans: Twelve years of progress. Brain Res. 1293, 142-154 (2009).
- Payne, J. D., Kensinger, E. A. Sleep’s role in the consolidation of emotional episodic memories. Curr. Dir. in Psychol. Sci. 19 (5), 290-295 (2010).
- Walker, M. P. Overnight therapy? The role of sleep in emotional brain processing. Psychol. Bull. 135 (5), 731-748 (2009).
- Payne, J. D., Kensinger, E. A. Sleep leads to changes in the emotional memory trace: Evidence from fMRI. J. Cogn. Neurosci. 23 (6), 1285-1297 (2011).
- Payne, J. D., Stickgold, R., Swanberg, K., Kensinger, E. A. Sleep preferentially enhances memory for emotional components of scenes. Psychol. Sci. 19 (8), 781-788 (2008).
- Payne, J. D., Chambers, A. M., Kensinger, E. A. Sleep promotes lasting changes in selective memory for emotional scenes. Front. Integr. Neurosci. 6, 1-11 (2012).
- Cauter, E., Leproult, R., Laurence, P. Age-related changes in slow wave sleep and REM sleep and relationship with growth hormone and cortisol levels in healthy men. JAMA. 284 (7), 861-868 (2000).
- Antonijevic, I. HPA axis and sleep: Identifying subtypes of major depression. Stress. 11 (1), 15-27 (2008).
- Otte, C., Lenoci, M., Metzler, T., Yehuda, R., Marmar, C. R., Neylan, T. C. Hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity and sleep in posttraumatic stress disorder. Neuropsychopharmacol. 30 (6), 1173-1180 (2005).
- Colten, H. R., Altevogt, B. M. . Institute of Medicine (US) Committee on Sleep Medicine and Research. 2, Sleep Physiology. In: Sleep disorders and sleep deprivation: An unmet public health problem. , (2006).
- Horne, J. A., Ostberg, O. A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms. Int. J. Chronobiol. 4 (2), 97-110 (1976).
- Beck, A. T., Beamesderfer, A. Assessment of depression: The depression inventory. Mod. Probl. Pharm. 7, 151-169 (1974).
- Beck, A. T., Epstein, N., Brown, G., Steer, R. A. An inventory for measuring clinical anxiety: Psychometric properties. J. Consult. Clin. Psych. 56 (6), 893-897 (1988).
- Kensinger, E. A., Garoff-Eaton, R. J., Schacter, D. L. How negative emotion enhances the visual specificity of a memory. J. Cogn. Neurosci. 19 (11), 1872-1887 (2007).
- Waring, J. D., Kensinger, E. A. Effects of emotional valence and arousal upon memory trade-offs with aging. Psychol. Aging. 24 (2), 412-422 (2009).
- Manor, B. R., Gordon, E. Defining the temporal threshold for ocular fixation in free-viewing visuocognitive tasks. J. Neurosci. Methods. 128 (1-2), 85-93 (2003).
- Richter-Levin, G., Akirav, I. Emotional tagging of memory formation—in the search for neural mechanisms. Brain Res. Brain Res. Rev. 43 (3), 247-256 (2003).
- Morris, R. G. M. Elements of a neurobiological theory of hippocampal function: the role of synaptic plasticity, synaptic tagging and schemas. Eur. J. Neurosci. 23 (11), 2829-2846 (2006).
- Wang, S. -. H., Morris, R. G. M. Hippocampal-neocortical interactions in memory formation, consolidation, and reconsolidation. Ann. Rev. Psychol. 61, 49-79 (2010).
- Kahn, J., Rubinow, D. R., Davis, C. L., Kling, M., Post, R. M. Salivary cortisol: A practical method for evaluation of adrenal function. Biol. Psychiatry. 23 (4), 335-349 (1988).
- Abercrombie, H. C., Kalin, N. H., Thurow, M. E., Rosenkranz, M. A., Davidson, R. J. Cortisol variation in humans affects memory for emotionally laden and neutral information. Behav. Neurosci. 117 (3), 505-516 (2003).
