Het voordeel van een nachtelijke slaap op het schemagerelateerd geheugen duurt misschien maar een dag Deel 3

Gedragsresultaten (12-uur na het leren)

Slaap kwam het ophalen van schemagerelateerde items ten opzichte van niet-schema-items ten goede (figuren 3–5). Een gemengde ANOVA met schemaleren (schema, geen schema), testsessie (onmiddellijk, 12 uur uitgesteld), als factor binnen de deelnemer, en consolidatieconditie (slaap, waak) als factor tussen deelnemers, bracht een significante interactie aan het licht, waarbij slaap kwam het geheugen ten goede voor het schema en niet voor het leren zonder schema na 12 uur, F(1,51)=4.503, p=0.039, η p2=0.081.

Actieve opwinding en geheugen zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden en er bestaat een nauwe relatie tussen beide. Hoe beter iemands geheugen is, betekent vaak hoe hoger zijn opwinding.

Wat is actief ontwaken? Actief ontwaken verwijst naar het vermogen van mensen om veranderingen in de omgeving waar te nemen, initiatief te nemen en dingen te begrijpen en erop te reageren. Wanneer een persoon zich in een zeer ontwaakte toestand bevindt, zullen zijn gelaatstrekken scherper zijn, zal zijn denken wendbaarder zijn en zal zijn vermogen om dingen waar te nemen en te begrijpen sterker zijn.

En deze hoge mate van opwinding kan ons ook helpen ons geheugen beter te verbeteren. In een staat van hoge opwinding kan een persoon zich meer concentreren op de kennis die hij heeft geleerd en de inhoud die hij heeft geleerd beter in zijn hersenen vasthouden. Tegelijkertijd kan een staat van hoge opwinding ook de denkvitaliteit van mensen stimuleren en de diepte en het effect van het geheugen verbeteren.

Daarom moeten we ons bewustzijn en geheugen verbeteren door middel van een reeks methoden. Allereerst moeten we aandacht besteden aan het handhaven van voldoende slaaptijd om onze perceptie en begrip niet te beïnvloeden als gevolg van overmatige vermoeidheid. Ten tweede moeten we ook onze hersenen regelmatig activeren en de vitaliteit van ons denken bevorderen door te lezen, na te denken, enz.. Ten slotte moeten we ook meer aandacht besteden aan veranderingen in de omgeving in ons leven, en leren en worden blootgesteld aan zoveel mogelijk nieuwe dingen. dingen mogelijk te maken om ons ontwakings- en geheugenvermogen te verbeteren.

Kortom, de relatie tussen actieve opwinding en geheugen is nauw en onmisbaar. We moeten positief blijven, goede leefgewoonten handhaven en onszelf voortdurend oefenen en uitdagen om onze opwindings- en geheugencapaciteiten te verbeteren, om beter te kunnen reageren op de uitdagingen en kansen van het leven. Het is duidelijk dat we het geheugen moeten verbeteren, en Cistanche deserticola kan het geheugen aanzienlijk verbeteren, omdat Cistanche deserticola een traditioneel Chinees medicinaal materiaal is dat veel unieke effecten heeft, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van gehakt komt voort uit de verschillende actieve ingrediënten die het bevat, waaronder zuren, polysachariden, flavonoïden, enz. Deze ingrediënten kunnen op verschillende manieren de gezondheid van de hersenen bevorderen.

Klik op Know om het kortetermijngeheugen te verbeteren

Post hoc t-tests toonden significant verbeterde prestaties aan in de slaapgroep voor de schemagerelateerde memoranda, t(28)=3.65, p=0.001, vergeleken met een significant verval in de actief-waakgroep , t(23)=2.83, p=0.008(Figuur 3).

Er was een significant hoofdeffect van slaap, waarbij betere geheugenprestaties werden waargenomen na slaap vergeleken met actief wakker worden, F(1,51)=5.96, p=0.018, η p{{6 }}.105. Zoals verwacht hebben we ook een significant hoofdeffect van het schema waargenomen, ongeacht de slaapconditie, F(1,51)=34.53, p < .001 η p2=0.404.

Effecten van slaap op schemagestuurd relationeel geheugen en gevolgtrekking (12-uur na het leren)

Geheugenprestatieresultaten voor relationeel geheugen (aangrenzende paren) en gevolgtrekking (niet-aangrenzende paren) worden weergegeven in Figuur 4. Een gemengde ANOVA om de verandering in geheugenprestaties te onderzoeken met schemaleren (schema, geen schema) en paartype (aangrenzend, gevolgtrekking) als factoren binnen de deelnemers, en consolidatieconditie (slaap, waak) als factor tussen deelnemers, onthulde significante hoofdeffecten van slaap, F(1,51)=7.38, p=.009,η p2=0.126, evenals een significante consolidatievoorwaarde door schema-interactie, waar schemagerelateerd geheugen beter behouden bleef in de slaapgroep, F(1,51)=4.95, p=0.031, η p2=0.088.

Bovendien vonden we een significant hoofdeffect van het paartype, wat duidt op grotere geheugenvoordelen voor de inferentieparen na het slaap-waakinterval, F(1,51)=6.924, p=0.011, η p2=0.120. In het bijzonder werd de grootste verbetering waargenomen in de slaapgroep voor de gevolgtrekkingsparen ingebed in het oorspronkelijke schema, t(51)=2.737, p=0.009. Zie aanvullende materialen voor verkennende analyses van mogelijke proactieve interferentie (aanvullende figuren 5 en 6).

Hiërarchieherinneringstest

Er was sprake van een significante toestand (slaap, waak) door interactie tussen schemaleren (schema, geen schema), F(1,51)=6.248, p=0.016, ηp{{7} }.109, wat aangeeft dat slaap bij voorkeur schemagerelateerde herinneringen beschermde (Figuur 5).

Vervolgtests toonden een significante vermindering aan van het aantal fouten in het schema in de slaapgroep vergeleken met actief wakker worden, t(51)=4.181, p < 0.001. Er was ook een significante afname van het aantal fouten in het schema vergeleken met de set zonder schema die alleen werd waargenomen in de slaapgroep, t(28)=2.460, p=0.020.

Gedragsresultaten vergelijken na 24-uur en12-uur na het leren

Een gemengde ANOVA om veranderingen in de geheugenprestaties in alle sessies te onderzoeken, met schema-leren (schema, geen schema) en testsessie (12 en 24 uur) als factoren binnen de deelnemer, en consolidatieconditie (slaap, waak) als daartussenin -deelnemerfactor, liet een trend zien voor betere prestaties in de slaapgroep, F(1,51)=3.424, p > 0.070, η p2=0.063, en een trend voor het schema op basis van slaapinteractie, F(1,51)=3.559, p > 0,065, ηp2 < 0,065, zonder andere significante hoofdeffecten of interacties (figuur 6A).

Dezelfde gemengde ANOVA-analyses om herinneringsfouten te onderzoeken leverden vergelijkbare resultaten op zonder significante hoofdeffecten van de slaapconditie en zonder significant schema op basis van slaapinteractie over 24 uur, F(1,51) < 1,878, p > 0177, η p2 < 0,070 (Figuur 6B).

Gedragsassociaties met slaapmacro- en microstructuur

Een groter schemagerelateerd geheugenvoordeel ging gepaard met een hogere snelle spindeldichtheid, vooral tijdens N2, r(26)=0.489,p=0.011. Bovendien was een hogere spindeldichtheid in N2 significant geassocieerd met een lager aantal in de hiërarchieherinneringstest, r(26)=−.540, p=0.006 (Figuur 7).

De nachtelijke winst in schemavoordelen bij het kleine aantal gevolgtrekkingsparen hield verband met de hoeveelheid verkregen SWS-slaap, r(26)=0.478, p=0.013, en de omvang van SWA/SWE, r(26) Groter dan of gelijk aan 0.537, p Kleiner dan of gelijk aan 0,005.

Afgezien van deze specifieke correlatie werden er geen significante correlaties gevonden met algemene schemagestuurde geheugenvoordelen en relationeel geheugen bij langzame slaapmaatregelen. Op dezelfde manier werden er geen significante associaties met andere slaapstadia gevonden, r(26) Kleiner dan of gelijk aan 0.375, p Groter dan of gelijk aan 0.131. Slaaparchitectuur en spilkenmerken gemeten met polysomnografie zijn vermeld in Tabel 2.

Discussie

Onze bevindingen suggereren dat slaap schemagerelateerde geheugenconsolidatie ondersteunt. 'S Nachts werd slaap geassocieerd met buitensporige voordelen bij de consolidatie van nieuwe schemagerelateerde memoranda ten opzichte van de actieve waaktoestand, vooral voor niet-aangrenzende gevolgtrekkingsparen.

Het ophalen van deze memoranda vereist toegang tot niet-expliciete, hiërarchisch georganiseerde informatie. Een hogere slaapspildichtheid tijdens de slaap na het leren ging gepaard met minder fouten in de hiërarchieherinneringstest, en een snelle spindeldichtheid voorspelde de verbeterde nachtelijke schemagestuurde geheugenvoordelen. Interessant is dat het voordeel van de slaap-op-geheugenprestaties na het leren 24 uur na het eerste leren afnam.

In overeenstemming met eerdere onderzoeken vonden we verbeterde schemagerelateerde herinneringen tijdens een nacht slapen vergeleken met een dag van actief wakker zijn [22, 23, 38-44]. We hebben ook een trend in de richting van verbetering van schemagerelateerde herinneringen waargenomen in de 24-uur uitgestelde test na de nachtelijke slaap in de waakgroep, wat erop wijst dat er mogelijk extra consolidatie heeft plaatsgevonden tijdens de tweede nacht van de slaap na het leren.

Deze bevinding komt overeen met de recente bevindingen dat de voordelen van slaap na het leren binnen 24 uur afnamen [24, 45]. Bovendien komt deze waarneming overeen met een studie van Schönauer en collega's, die suggereert dat de hippocampus zou kunnen dienen als een tijdelijke buffer voor gecodeerde informatie die wordt verkregen tijdens langdurige perioden van waakzaamheid, en dat systeemconsolidatie nog steeds kan optreden tijdens daaropvolgende slaapgelegenheden [46].

Dit zou kunnen verklaren waarom het aanvankelijk waargenomen geheugenprestatievoordeel tijdens de slaap afnam in vergelijking met de waakgroep, aangezien deelnemers aan de waakgroep na 24 uur een nachtelijke slaapmogelijkheid hadden.

Oppervlakkig gezien lijkt de huidige bevinding in tegenspraak te zijn met ons eerdere onderzoek waaruit bleek dat de voordelen van slaap-on-schema-gerelateerde herinneringen na het leren ten minste twee weken zouden kunnen duren[40]. Een belangrijk verschil tussen deze onderzoeken is echter dat in het eerste onderzoek de neurale representaties van de memoranda hadden kunnen worden versterkt door meerdere retrieval-restudy-fasen en herhaalde tests. In het bijzonder is de kracht van retrievaloefeningen en het testeffect bij het consolideren van herinneringen door een reeks onderzoeken benadrukt als een krachtige leermethode [47, 48], vooral wanneer vrije herinnering op soortgelijke wijze als ons paradigma wordt gebruikt [49].

Een ander recent onderzoek kan in strijd zijn met de huidige bevindingen. Ashton en collega's ontdekten dat slaap schematisch incongruente in plaats van congruente herinneringen versterkte [24]. Het ‘schema-leerparadigma’ dat in dat onderzoek werd gebruikt, mist echter essentiële kenmerken zoals een overlappende associatieve netwerkstructuur, aanpassingsvermogen, ontwikkeling over meerdere episoden heen, en in het bijzonder het faciliteren van gevolgtrekkingen [18, 28, 50].

Bovendien is gerapporteerd dat op herkenning gebaseerde taken de voorkeur geven aan de toestand zonder schema vanwege nieuwheidseffecten, terwijl op herinnering gebaseerde taken zoals de hier gebruikte de neiging hebben om de voordelen van schema naar voren te brengen. zeer incongruent zou voordeel kunnen opleveren door hun nieuwheid [51].

We ontdekten dat vooral een hogere snelle spildichtheid voorspellend was voor betere prestaties in de schemagerelateerde set. In lijn met deze bevindingen is voorkennis gerapporteerd als een essentiële voorwaarde voor succesvolle geheugenreactivering, en is aangetoond dat slaapspindels een actieve rol spelen in dit proces [44]. Verhoogde spindelactiviteit is in verband gebracht met hogere geheugenreactivatie en betere geheugenintegratie in eerdere kennisstructuren, evenals met een versnelde ontkoppeling van herinneringen uit hippocampale netwerken [22].

Onze abSchema's vergemakkelijken vooral ons vermogen om conclusies te trekken. Door hun overlappende geheugensporen en geactiveerde structuren van achtergrondkennis beginnen schema's de voortdurende ervaring te verrijken met logische gevolgtrekkingen.

In tegenstelling tot onze verwachtingen vonden we beperkte steun voor de rol van slow-wave-slaap bij schemagerelateerde geheugenconsolidatie. SWS-metingen waren alleen significant geassocieerd met de nachtelijke winst in inferentiële prestaties, en voorspelden niet de algehele prestaties en het relationele geheugen in zowel de computertest als de hiërarchie-herinneringstest. Hoewel deze verkennende bevindingen speculatief bewijs leveren dat SWS gevolgtrekkingen zou kunnen vergemakkelijken, is het belangrijk op te merken dat deze effecten mogelijk alleen worden gerepliceerd onder specifieke randvoorwaarden.

Deze bevinding komt overeen met een recente publicatie van March et al. dat benadrukte de potentiële rol van slaapspindels in plaats van SWS bij schemagerelateerde geheugenintegratie [52]. Recent werk heeft ook de robuustheid van de geheugenvoordelen van SWS-metingen in twijfel getrokken, wat suggereert dat de gerapporteerde associaties tussen SWS en geheugenprestaties misschien overdreven zijn [53, 54], en mogelijk niet repliceerbaar zijn in onderzoeken met een relatief kleine steekproefomvang en een laag statistisch onderscheidingsvermogen [55].

In verband hiermee en met betrekking tot deze associaties met inferentie toonden Werchan & Gomez aan dat eerdere bevindingen over de verbeterde nachtelijke prestaties bij transitieve inferentie alleen konden worden gerepliceerd wanneer deelnemers versterkend leren ondergingen, en niet onder andere leeromstandigheden [15].

Desalniettemin zou inferentieel redeneren binnen de context van het transformeren van schema's kunnen profiteren van aanvullende synergetische effecten die verband houden met langzame slaap, evenals van de succesvolle herhaling van overlappende geheugensporen [56, 57]. Aanvullend onderzoek is nodig om de precieze functie van slaap en de vermeende neurocognitieve processen die betrokken zijn bij transitieve inferentie en flexibele transformatie van schematische kennisstructuren te bepalen.

We hebben geen significante correlaties gevonden tussen schemagerelateerde geheugenprestaties en andere slaapfasen. De rol van REM-slaap bij schemagerelateerde gevolgtrekkingen en geheugenconsolidatie blijft gemengd, aangezien sommigen melden dat het extraheren van verborgen regelmaat voordeel haalt uit SWS in plaats van REM-slaap [58-60], terwijl anderen anders vonden [23].

Deze waargenomen discrepanties kunnen gedeeltelijk worden verklaard door de uiteenlopende aard van schematische kennis en de grote verschillen in de schemagebaseerde leerparadigma's. In tegenstelling tot ons paradigma concentreerde de taak van Durrant et al. zich met name op het tonaliteitsschema dat minder generaliseerbaar is en geen aspecten van gevolgtrekking en dynamisch aanpassingsvermogen omvatte [28, 56]. Dit zou ook het geval kunnen zijn voor andere inconsistente bevindingen uit onderzoeken waarin gebruik werd gemaakt van verschillende paradigma's voor het leren van schema's, waarin de essentiële schemakenmerken niet waren opgenomen, zoals eerder besproken.

Beperkingen en toekomstige richtingen

Ten eerste, ondanks gerapporteerde slaapafhankelijke voordelen van schemagebaseerd leren bij kinderen [61] en jonge volwassenen [22, 42]; voorzichtigheid is geboden voordat we onze bevindingen bij adolescenten generaliseren naar volwassenen. De slaap- en hersenstructuurfunctie tijdens de adolescentie lijkt met elkaar verbonden te zijn [62]. Er is gedocumenteerd dat corticale grijze materie en slaap-slow-wave-activiteit (SWA) afnemen tijdens de adolescentie, samen met de rijping van de cognitie [63, 64]. Merk op dat voor leeftijd gecorrigeerde analyses in het huidige onderzoek dezelfde resultaten opleverden, aangezien de meeste van deze veranderingen in de neurologische ontwikkeling plaatsvinden vóór de leeftijd van 15 jaar en we in onze steekproef geen breed leeftijdsbereik hadden.

Ten tweede: hoewel we hebben aangetoond dat slaapspindels een rol kunnen spelen bij de consolidatie en transformatie van recent verworven schema's [40], blijven er nog veel open vragen bestaan. Wat is bijvoorbeeld het exacte proces waarmee bestaande kennis in de cortex wordt gewijzigd of herzien, en hoe maken slaapspindels dit flexibele schema-updateproces mogelijk? [65] Bovendien kunnen, zoals onlangs is aangetoond, met herhaling samenhangende verschijnselen aanwezig zijn tijdens perioden van rustende waakzaamheid, wat soortgelijke voordelen zou kunnen opleveren voor de consolidatie en transformatie van herinneringen [66, 67]. In dit opzicht moeten de effecten van meerdere cycli van nachtelijke slaap en waakzaamheid op de transformatie van schematische kennisstructuren nog volledig worden onderzocht. Vooral de onderliggende neuronale mechanismen in de dynamische transformatie van schema's tijdens offline perioden van slaap of rustend wakker zijn, zijn een interessante onderzoeksvraag die in toekomstige studies moet worden onderzocht [68].

Ten slotte werden alleen centrale elektroden gebruikt, wat mogelijk ons ​​vermogen heeft beperkt om langzame spindels te detecteren die voornamelijk in de frontale gebieden aanwezig zijn, terwijl ze gevoelig zijn voor het detecteren van snelle spindels die voornamelijk in de centroparietale gebieden zijn verspreid [69, 70]. Ondanks deze beperking komen onze bevindingen overeen met eerdere onderzoeken naar de spilkarakteristieken bij adolescenten die C3- en C4-elektroden gebruiken [31, 71, 72].

Conclusies

Een nachtje slapen met een hogere spindeldichtheid lijkt een prestatievoordeel op te leveren voor schemagerelateerde memoranda vergeleken met een gelijkwaardige duur van wakker zijn. Dit prestatievoordeel in de slaapgroep nam echter in de loop van 24 uur af, mogelijk als gevolg van een vertraagde consolidatie door de daaropvolgende nachtelijke slaap in de waakgroep.

Aanvullend materiaal

Aanvullend materiaal is online beschikbaar bij SLEEP Advances.

Financiering

Dit werk werd ondersteund door de STaR Investigator Award van de National Medical Research Council, Singapore (NMRC/STaR/19may-0001), toegekend aan Dr. Chee, steunfondsen verstrekt door de Yong Loo Lin School of Medicine, evenals door de Stichting Lee.

Dankbetuigingen

We willen graag onze dank betuigen aan Kian F Wong, TeYangLau, Shamsul Azrin Jamaluddin en Jesisca Tandi, voor hun waardevolle hulp bij het coderen van de stimuli en het uitvoeren van de experimenten. Daarnaast spreken wij onze waardering uit voor het onderzoekspersoneel van het Centrum voor Slaap en Cognitie voor hun hulp bij het verzamelen van gegevens. Dit werk werd uitgevoerd in het Centre forSleep and Cognition, Yong Loo Lin School of Medicine, NationalUniversity of Singapore, Singapore.

Bijdrage van de auteur

Hosein Aghayan Golkashani (conceptualisatie, methodologie, formele analyse, visualisatie, schrijven - voorbereiding origineel concept), Shohreh Ghorbani (datacuratie, formele analyse, visualisatie, software, schrijven - beoordelen en bewerken), Ruth LFLeong (methodologie, schrijven - beoordelen en bewerken ), Ju Lynn Ong (Formele analyse, schrijven - recensie en redactie), Michael WL Chee (supervisie, methodologie, schrijven - recensie en redactie, financieringswerving).

Openbaarmakingsverklaringen

Financiële openbaarmaking: er zijn geen financiële belangenverstrengelingen. Niet-financiële openbaarmaking: Michael Chee en Ju Lynn Ong hebben patent op het Z3-score-framework.

Beschikbaarheid van data

De gegevens en analytische scripts die in deze publicatie worden gebruikt, zijn op redelijk verzoek toegankelijk.

Referenties

1. Rasch B, Born J. Over de rol van slaap in het geheugen. Physiol Rev.2013;93(2):681–766. doi: 10.1152/physrev.00032.2012

2. Klinzing JG, Niethard N, Born J. Mechanismen van systeemgeheugenconsolidatie tijdens de slaap. Nat Neuroci. 2019;22(10):1598–1610.doi: 10,1038/s41593-019-0467-3

3. Dudai Y, Karni A, Born J. De consolidatie en transformatie van het geheugen. Neuron. 2015;88(1):20–32. doi: 10.1016/j.neuron.2015.09.004

4. Leong RLF, Chee MWL. Inzicht in de noodzaak van slaap om de cognitie te verbeteren. Annu Rev Psychol. 2023; 74: 27–57. doi: 10.1146/annurev-psych-032620-034127

5. Munnelly A, Dymond S. Relationele geheugengeneralisatie en integratie in een transitieve gevolgtrekkingstaak met en zonder geïnstrueerd bewustzijn. Neurobiol Leer Mem. 2014;109:169–177.doi: 10.1016/j.nlm.2014.01.004

6. Monaghan P, Sio UN, Lau SW, Woo HK, Linkenauger SA, OrmerodTC. Slaap bevordert analoge overdracht bij het oplossen van problemen. Cognitie. 2015; 143: 25–30. doi: 10.1016/j.cognition.2015.06.005

7. Lewis PA, Durrant SJ. Overlappende geheugenherhalingen tijdens slaap bouwen cognitieve schema's op. Trends Cogn Sci. 2011;15(8):343–351.doi: 10.1016/j.tics.2011.06.004

8. Robin J, Moscovitch M. Details, kern en schema: hippocampale-neocorticale interacties die ten grondslag liggen aan recent en afgelegen episodisch en ruimtelijk geheugen. Huidige mening Gedrag Sci. 2017; 17: 114–123. doi:10.1016/j.cobeha.2017.07.016

9. Donlea JM. Rollen voor slaap in het geheugen: inzichten van de vlieg. CurrOpin Neurobiol. 2019;54:120–126. doi: 10.1016/j.conb.2018.10.006

10. Stickgold R, Walker MP. Slaapafhankelijke geheugentriage: evoluerende generalisatie door selectieve verwerking. Nat Neurosci.2013;16(2):139–145. doi: 10.1038/nn.3303

11. Feld GB, Born J. Beeldhouwen van geheugen tijdens de slaap: gelijktijdige consolidatie en vergeten. Huidige mening Neurobiol. 2017;44:20–27.doi: 10.1016/j.conb.2017.02.012

12. Jenkins JG, Dallenbach KM. Vergetelheid tijdens het slapen en waken. Ben J Psychol. 1924;35(4):605–612. doi: 10.2307/1414040

For more information:1950477648nn@gmail.com