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Vi presentiamo un protocollo utilizzato per scoprire un effetto interattivo tra il sonno e cortisolo sul consolidamento della memoria, in particolare per le immagini suscitando negative. In particolare, il disegno sperimentale utilizza eye tracking, analisi cortisolo salivare, e test di memoria comportamentale - metodi che possono essere utilizzati con i partecipanti sani e clinici.
Sebbene aumenti cortisolo possono beneficiare consolidamento della memoria, come può dormire subito dopo la codifica, non esiste attualmente una scarsità di letteratura come questi due fattori possono interagire per influenzare consolidamento. Qui vi presentiamo un protocollo per esaminare l'influenza interattiva di cortisolo e sonno sul consolidamento della memoria, combinando tre metodi: eye tracking, analisi del cortisolo salivare, e test di memoria comportamentale di tutti sonno e veglia ritardi. Per valutare riposo i livelli di cortisolo, i partecipanti hanno dato un campione di saliva prima di visualizzare oggetti negative e neutre all'interno delle scene. Per misurare l'attenzione palese, occhio lo sguardo dei partecipanti è stato rintracciato durante la codifica. Per manipolare il sonno se si è verificato durante la finestra di consolidamento, i partecipanti sia scene codificati in serata, dormivano la notte, e ha preso un test di riconoscimento la mattina successiva, o codificati scene al mattino e rimasero svegli durante un intervallo di conservazione a lungo paragonabile. Altri gruppi di controllo erano tested dopo un ritardo di 20 minuti al mattino o alla sera, per controllare il tempo-di-day effetti. Insieme, i risultati hanno dimostrato che vi è una relazione diretta tra riposo cortisolo a codifica e la memoria successiva, solo dopo un periodo di sonno. Attraverso eye tracking, si è inoltre stabilito che per stimoli negativi, questo effetto benefico del cortisolo sulla memoria successiva può essere dovuto al cortisolo rafforzare la relazione tra dove i partecipanti guardano durante la codifica e quello che sono successivamente in grado di ricordare. Nel complesso, i risultati ottenuti dalla combinazione di questi metodi hanno scoperto un effetto interattivo di sonno e cortisolo sul consolidamento della memoria.
La capacità di consolidare le informazioni dipende da innumerevoli fattori, con il sonno e l'ormone dello stress cortisolo essere due delle variabili più influenti. Prima di ricerca ha dimostrato che i livelli di cortisolo, sia indotte mediante somministrazione cortisolo esogeno o stress psicologico, spesso sono associati con un miglioramento selettiva di memoria emotiva rispetto a stimoli neutri 1-7. Sonno ha dimostrato di avere un effetto selettivo simile 8,9 memoria emozionale: Quando i partecipanti sono rappresentati con scene composte da un oggetto negativo o neutro posizionata su uno sfondo neutro, sonno non associa le scene, conservando memoria per gli oggetti negativi, consentendo memoria per i componenti di scena meno salienti (oggetti neutri e sfondi neutri) per decadere 10-12.
Mentre questi due letterature concentrano sugli effetti indipendenti di cortisolo e sonno sulla memoria emotiva, è possibile che cortisol e dormire hanno un effetto interattivo. È interessante notare, perché gli studi hanno indagato gli effetti del cortisolo sulla memoria comprende il ritardo di conservazione di almeno 24 ore, che comprende necessariamente una notte di sonno, è impossibile determinare se il sonno è necessario per il cortisolo abbia un effetto facilitante consolidamento. Allo stesso modo, mentre la ricerca ha dimostrato che il sonno benefici preferenzialmente memoria per informazioni emotiva, è possibile che questi effetti possono essere intensificati nei soggetti con livelli di cortisolo più elevati durante la codifica.
Per queste ragioni, è importante comprendere non solo come sonno e cortisolo supportano indipendentemente formazione di memoria, ma anche di verificare se il sonno e cortisolo interagiscono per sostenere la formazione della memoria. Dopo tutto, ci sono importanti legami tra sonno e cortisolo nel normale invecchiamento 13, e le forme di psicopatologia che sono associati con deficit di memoria 14,15. Solo utilizzando una combinazione dimetodologie è possibile comprendere le complesse interazioni tra sonno e cortisolo, ei loro effetti sul consolidamento della memoria. In particolare, combinando il metodo di raccolta cortisolo salivare con un sonno rispetto progettazione scia, è possibile determinare se vi sia un effetto interattivo di queste due variabili da consolidamento. Inoltre prezioso è che attraverso l'uso di tracciamento dell'occhio per misurare sguardo degli occhi durante la codifica, è possibile chiarire un potenziale meccanismo attentivo base di questo effetto.
1. Screening partecipanti e preparazione per l'esperimento
2. Condizioni e Disegno sperimentale
3. Stimoli Costruzione
4. Procedura di cortisolo
5. Eye-tracking / Encoding procedura
6. Delay Study-test
Procedura di riconoscimento 7.
Effetti di sonno e di cortisolo in memoria per Emotiva e Neutral stimoli
La prima ipotesi considerazione è quella cortisolo durante la codifica faciliterà memoria emotiva per più di stimoli neutri, e che questo effetto dipende sonno che si verificano tra la codifica e il recupero. Figura 4A traccia l'effetto del cortisolo sulla memoria per gli oggetti negativi. Livelli standardizzati di cortisolo (asse x) e la memoria per gli oggetti negativi (asse y) sono stati direttamente collegati nel gruppo Sonno (in rosso), ma non il gruppo Wake (in grigio). Il Gruppo (sonno vs Wake) dall'interazione cortisolo era significativo [t (41) = 2.23, β = 2.92, p = 0,031]: il cortisolo Superiore a codifica della memoria prevista per gli oggetti negativi se i partecipanti dormivano tra la codifica e il recupero [t (24 ) = 2.31, β = 0.43, p = 0,031], ma non se sono rimasti svegli [t (16) = 0.40, β = 0,10, p = 0,70; vedi Figura 4A]. Questi effetti significativi non erano dovute al sesso, ciclo mestruale, o criticamente, ora del giorno, che è stata determinata eseguendo analisi supplementari con il Mattino e gruppi Sera breve ritardo. Per la memoria neutra (vedi Figura 4B), una simile, ma più debole reticolo è stato osservato. C'era un rapporto marginalmente significativa tra i livelli di cortisolo prima codifica (asse x) e la memoria per gli oggetti neutri (asse y) nel gruppo Sonno [in blu, t (24) = 1.76, β = 0,34, p = 0,092 ], ma non il gruppo Wake [in grigio, t (16) = 0.98, β = 0,25, p = 0,34]. L'interazione tra cortisolo e il Gruppo è marginalmente significativo [t (41) = 1.95, β = 2.55, p = 0,059].
Effetti di sonno e di cortisolo sull'interazione tra attenzione durante la codifica e consolidamento
Era ipothesized che questo effetto benefico del cortisolo sulla memoria emozionale può essere in parte dovuto alla capacità di cortisolo di informazioni 'tag' importante ricordare al momento della codifica, che porta alla successiva priorità di tali informazioni durante il sonno. Questo concetto "di tagging emozionale" suggerisce che codifica gli stimoli che suscitano attiva i meccanismi neurali, che porta alla plasticità a lungo termine nelle sinapsi contrassegnati dal tag 23-25. E 'possibile che cortisolo durante la codifica aiuta a impostare queste variabili, portando alla conservazione selettiva di queste informazioni durante il consolidamento. Per studiare questa possibilità, i dati di eye-tracking sono stati analizzati per determinare se superiore cortisolo aumenta la probabilità che i processi di consolidamento basato sonno preferenzialmente rafforzano memoria per le informazioni che riceve la maggior attenzione durante la codifica. In primo luogo, la percentuale di tempo di ogni partecipante trascorso cercando in ogni oggetto all'interno di ogni scena ( cioè, la AOI) relativo alla scena visualizzazione tempo totale è stato calcolato. Le scene sono stati poi scelti su base post-hoc, utilizzando i dati di riconoscimento di ogni partecipante per ordinare le scene in quelli per i quali il partecipante più tardi ricordò l'oggetto e quelli per i quali il partecipante in seguito dimenticò l'oggetto. Infine, il punteggio è stato calcolato per riflettere la differenza di tempo a cercare tra gli oggetti successivamente ricordato e poi dimenticati (vedi Figura 5). Ad esempio, se i partecipanti hanno esaminato gli oggetti che poi ricordati per una media del 75% del tempo che la scena era sullo schermo, e guardò gli oggetti che poi dimenticati per una media del 65% del tempo che la scena era sullo schermo, la loro differenza di tempo cercando punteggio sarebbe 10%.
Simili analisi condotte sugli effetti del sonno e cortisolo sulla memoria (figura 4), una regressione lineare è stato utilizzato per testare l'effetti di sonno e cortisolo su questa differenza di tempo guardando codifica in funzione della memoria in seguito. Per gli oggetti negativi (vedere la Figura 6A), poggiante cortisolo (asse x) marginalmente predetto la differenza di tempo guardando codifica come funzione di memoria successiva (asse y) nel gruppo sonno [in rosso, t (23) = 1.869 , β = 0,37, p = 0,075], ma non il gruppo Wake [in grigio, t (16) = 0.168, β = 0.043, p = 0.87]. L'interazione tra cortisolo e del Gruppo è stato significativo [t (40) = -2.04, β = -2.99, p = 0,049], e criticamente, questo effetto significativo non era dovuta al sesso, ciclo mestruale, o momento della giornata. Per gli oggetti neutri (vedi Figura 6B), non vi è stato alcun effetto del cortisolo nel gruppo Sonno (in blu), né il gruppo Wake (in grigio), e l'interazione tra cortisolo e il gruppo non era significativa.
Figura 1. Visivo raffigurazione della procedura descritta in questo video report, separati da Gruppo. Questa figura mostra i quattro gruppi di partecipanti (sonno, sveglia, Mattina breve ritardo, e da sera corto Delay), nonché i tempi di pre- la codifica del campione cortisolo, la codifica e il recupero per ogni gruppo.
Figura 2. Rappresentazione visiva di stimoli utilizzati durante la codifica. Questa figura mostra che ogni scena era composta sia negativo o un oggetto neutro posto di fronte a uno sfondo neutro. Essa mostra anche che i partecipanti hanno visto queste scene per tre secondi ciascuno, durante i quali tIme hanno indicato se sarebbero avvicinarsi o allontanarsi dalla scena se hanno incontrato durante la vita reale.
Figura 3. Visiva rappresentazione di stimoli utilizzati durante il recupero. Questa figura mostra che i partecipanti sono stati presentati con gli oggetti e sfondi (separatamente) durante il test di memoria di riconoscimento. Questi oggetti e sfondi erano o già presentati durante la codifica ("vecchio") o non erano mai stati visti prima nel contesto dell'esperimento ("nuovo").
Figura 4. Effetto del cortisolo sulla memoria per gli oggetti negativi e neutri. La trame l'effetto dei livelli di cortisolo standardizzate sulla memoria per gli oggetti negativi. B traccia l'effetto dei livelli di cortisolo standardizzati sulla memoria per gli oggetti neutri. Legenda: Sonno [diamanti rossi (NEG), diamanti blu (neu)], [Wake quadrati grigi], sonno Linear Fit [linea rossa (neg), linea blu (neu)], Wake Linear Fit [linea grigia].
Figura 5. Rappresentazione visiva della procedura (destra) essendo connesso alla variabile dipendente (differenza di tempo guardando durante la codifica in funzione della memoria in seguito) valutata eye-tracking analisi codifica (sinistra) e recupero. Questa figura mostra come il dipendente variabile in analisi eye-tracking (la differenza in tempo guardando durante la codifica in funzione della memoria in seguito) è stato calcolato. In particolare, questo punteggio riflette la proporzionedi tempo durante la codifica che i partecipanti hanno esaminato gli oggetti che poi ricordato ("hits") meno la percentuale di tempo durante la codifica che i partecipanti hanno esaminato gli oggetti che poi dimenticato ("manca").
Figura 6. Effetto del cortisolo sulla differenza di tempo guardando codifica in funzione della memoria in seguito per gli oggetti negativi e neutri. Guardare tempo è stato calcolato come la proporzione di scena totale tempo di visualizzazione che partecipanti hanno trascorso guardare l'oggetto all'interno della scena. Un punteggio è stato poi calcolato per riflettere la differenza di tempo cercando fra successivamente ricordato e successivamente oggetti dimenticati, e una regressione lineare è stato utilizzato per testare gli effetti del cortisolo e dormire su questo punto. A appezzamenti l'effetto negativo per oggetti, mentre B trame effetto per gli oggetti neutri. Legenda: Sonno [diamanti rossi (NEG), diamanti blu (neu)], [Wake quadrati grigi], sonno Linear Fit [linea rossa (neg), linea blu (neu)], Wake Linear Fit [linea grigia].
Questo disegno sperimentale ha fornito la prima evidenza che gli effetti benefici di pre-codifica cortisolo sulla memoria sono significativi solo quando si verifica sonno durante il periodo di consolidamento. Solo entrambi misurano i livelli di cortisolo e manipolare se l'intervallo consolidamento inclusa sonno è stato possibile determinare che il sonno e cortisolo hanno un effetto interattivo sulla memoria. Questo disegno era critico nel determinare che, negli studi precedenti che hanno legato pre-apprendimento cortisolo a memoria agevolato di stimoli negativo 1,5, questi effetti del cortisolo possono manifestarsi a causa del sonno che si verificano durante l'intervallo di consolidamento.
Questo risultato è reso ancora più interessante se si considera che il sonno rispetto al disegno veglia ha richiesto ai partecipanti di prova in due gruppi in diversi momenti della giornata. Il cortisolo segue un ritmo circadiano 26, con i più alti livelli di cortisolo al mattino presto, e il più basso nella evening. Come tali, i partecipanti sonno erano tutti in un intervallo ristretto di livelli relativamente bassi di cortisolo, avendo codificati in serata, mentre i partecipanti Wake avevano livelli di cortisolo più elevati e più variabili, avendo codificato al mattino. Utilizzando questo motivo, risulta che anche piccole differenze nei livelli di cortisolo relativamente bassi sono sufficienti per influenzare il consolidamento della memoria per un periodo di sonno. Allo stesso tempo, tuttavia, la variazione diurna del cortisolo complica anche il design. Il lavoro futuro può considerare come controllare gli effetti della variazione diurna del cortisolo in modi diversi. Un modo sarebbe quello di replicare i risultati attuali con un pisolino pomeridiano paradigma. Poiché i livelli di cortisolo tra un pisolino e condizioni Wake sarebbe statisticamente equivalenti, le fluttuazioni circadiani di cortisolo in tale paradigma non sarebbe un problema.
Mentre molte domande rimangono circa come il cortisolo interagisce con il sonno per migliorare conso memoria emotivalidation, il lavoro corrente fornisce la prova che l'effetto facilitante di pre-codifica cortisolo sulla memoria emozionale seguente ritardi di almeno 24 ore includono sonno 1,5,27 può essere causa di interazioni tra cortisolo e processi di consolidamento sonno-dipendente. Senza un disegno in cui ritardo propria condizione comprende sonno e l'altro no, non sarebbe possibile isolare se il sonno è necessario per questo effetto da osservare. Inoltre, valutando occhio sguardo partecipanti durante la codifica, è stato determinato che questo effetto facilitante del cortisolo sulla memoria emozionale può essere dovuto al cortisolo modulando la relazione tra attenzione all'informazione emotivo codifica e il successivo consolidamento di tali informazioni durante il sonno: Con elevato cortisolo, c'è una relazione forte tra ciò che i partecipanti guardano durante la codifica e quello che più tardi ricordano. E 'possibile che questo è dovuto elevata di cortisolo a codifica tag''Queste informazioni emotivo importante da ricordare, che porta il sonno a rafforzare in modo selettivo le informazioni salienti durante l'intervallo di consolidamento.
Questa combinazione unica di metodi - un sonno rispetto al disegno veglia, una misura di riposo valori di cortisolo salivare, una valutazione dello sguardo degli occhi durante la codifica, e la somministrazione di un test comportamentale memoria di riconoscimento - ha portato non solo a scoprire un effetto interattivo di cortisolo e dormire consolidamento, ma anche per determinare un potenziale meccanismo attentivo dietro questo effetto. Nel complesso, questo studio può essere utilizzato come un esempio di come coniugare metodologie che sono tipicamente utilizzati indipendentemente per ottenere una migliore comprensione delle complesse interazioni tra variabili che influenzano la cognizione.
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.
Questo studio è stato sostenuto dalla concessione BCS-0963581 dalla National Science Foundation (a EAK e JDP). Gli autori ringraziano Christine Cox per la sua utile discussione dei dati, così come Halle Zucker, John Morris, Christopher Stare, Sondra Corgan, e Maite Balda per la loro assistenza con la raccolta dei dati. Si prega di inviare la corrispondenza a Kelly A. Bennion (kelly.bennion @ bc.edu; 140 Commonwealth Avenue, Boston College Psicologia, McGuinn 300, Chestnut Hill, MA 02467).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Salimetrics oral swabs (SOS) | Salimetrics | 5001.02 | |
Swab storage tubes (SST) | Salimetrics | 5001.05 | |
Eye tracker | SensoMotoric Instruments (SMI) | iView X Hi-Speed |
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