이 작업은 Bowdoin College 및 Bowdoin Life Sciences Research Fellowship, Peter J. Grua 및 Mary G. O'Connell Faculty / Student Research Award 및 Kufe Family Student Research Fellowship의 행정부의 지원을 받았습니다. 마음 챙김 명상 과정을 이끌어 주신 Benjamin Tipton과 실험 설계 및 분석에 도움을 주신 Hannah Reese에게 감사드립니다.

모든 절차는 인간 피험자 보호에 대한 연방 지침에 따라 Bowdoin College의 기관 검토 위원회의 승인을 받았습니다.
1. 피험자 모집 및 실험 준비
<ol><li>명상 순진하고 오른손잡이이며 유창한 영어를 구사하고 정상 또는 정상 시력으로 교정되고 신경학적 상태가 없는 40명의 18-29세 피험자를 모집합니다. 참고: 어린 아이들과 노인을 연구하려면 별도의 연령별 연구가 필요합니다. 전두엽과 두정엽의 발달은 일화 기억 작업을 수행하는 데 중요합니다. 그리고 연령에 따른 뇌파의 변동성이 있습니다. 어린 어린이와 노인을 연구하려면 연령별 인지 작업과 본 프로토콜에 수용되지 않는 전문 EEG 기록 및 데이터 분석 프로토콜이 필요합니다. EEG 활동의 변동성을 줄이기 위해 오른 손잡이 피험자 만 모집하십시오.</li>
	<li>마음 챙김 명상 실험 또는 대기자 명단 통제 그룹에 40 명의 피험자를 무작위로 할당하여 각 그룹의 총 20 명의 피험자를 지정합니다.</li>
	<li>마음 챙김 명상 실험 및 대기자 명단 통제 그룹에 대해 사전 훈련과 훈련 후 실험 세션 사이의 지연이 동일하도록 실험 세션과 마음 챙김 명상 훈련을 예약하십시오 (세션의 시각적 묘사는 그림 1 참조).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig1.jpg"> 그림 1: 세션의 시각적 묘사. 피험자들은 5면 마음챙김 설문지(FFMQ)46 을 완료하고 훈련 전 및 훈련 후 실험 세션 동안 EEG가 기록되는 동안 에피소드 기억 작업을 수행했습니다. 피험자들은 4 주 동안 마음 챙김 명상을 훈련하거나 마음 챙김 명상 훈련을받을 대기자 명단에 남아 있도록 무작위로 배정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<ol start="4"><li>행동 테스트, EEG 기록 및 마음 챙김 명상 훈련과 관련된 절차에 대해 피험자에게 알립니다. 피험자가 연구를 위해 수행 된 것 이외의 명상을 자제하도록합니다.</li>
</ol>2. 마음 챙김 설문지
<ol><li>각 실험 세션에 대해 피험자가 5면 마음챙김 설문지(FFMQ)46 을 작성하게 합니다( 보충 파일 1 참조).</li>
	<li>마음 챙김 데이터를 분석하십시오.<ol><li>각 하위 척도에 대한 점수를 합산하여 FFMQ 합계 및 관찰, 설명, 인식, 비판단 및 비반응 척도에 대한 점수를 계산하여 각 주제의 마음챙김을 측정합니다(일부 항목의 경우 FFMQ46 의 지침에 따라 점수를 반전(즉, 1에서 5로, 2에서 4, 4에서 2, 5에서 1로 변경)해야 합니다( 보충 파일 1의 채점 지침 참조).</li>
		<li>사전 훈련 및 훈련 후 실험 세션에서 마음 챙김 명상 실험 및 대기자 명단 통제 그룹에 대한 피험자의 FFMQ 합계와 관찰, 설명, 인식, 비 판단 및 비 반응 점수를 비교합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 에피소드 기억 작업
<ol><li>Kucera 및 Francis 47 단어 규범에 따라 단어 빈도와 동일한800 개의 형용사 목록을 준비하십시오 ( 보충 파일 2 참조).</li>
	<li>각 실험 세션에 대해 피험자에게 10개의 단어를 제시하고 아래에 설명된 대로 인코딩 작업을 수행하여 인코딩 단계를 연습하게 합니다.</li>
	<li>각 실험 세션에 대해 피험자에게 인코딩 단계를 수행하도록 합니다.<ol><li>피험자에게 200 개의 형용사 목록을 연구하고 형용사 (장소 작업)로 설명 된 공간 장면의 정신적 이미지를 만들거나 단어의 의미에 대해 생각하고 즐거움 (즐거운 작업)을 평가하게합니다.</li>
		<li>각 단어를 제시한 후 피험자에게 인코딩 작업을 얼마나 잘 수행했는지 평가하도록 요청합니다(인코딩 절차를 시각적으로 묘사하려면 그림 2 참조).</li>
	</ol></li>
	<li>각 실험 세션에 대해 피험자에게 인코딩 연습에서 표시된 10개의 단어와 5개의 새로운 단어를 제시하여 소스 검색 단계를 연습하게 하고 아래에 설명된 대로 소스 검색 작업을 수행합니다.</li>
	<li>각 실험 세션에 대해 피험자가 EEG를 기록하는 동안 소스 검색 단계를 수행하도록 합니다.<ol><li>인코딩시 표시된 200 단어를 무작위로 혼합 된 200 개의 단어를 제시하십시오. 각 행동 조건에 해당하는 타임스탬프를 EEG 기록에 보냅니다. 단어는 피험자가 눈을 쉴 수 있도록 휴식을 취할 수 있도록 20 블록으로 제시되어야합니다.</li>
		<li>각 단어를 발표하는 동안 피험자에게 단어가 새로운 것인지 또는 인코딩 단계에서 연구 된 것으로 인식했는지 표시하도록 요청하십시오. 인식 된 단어의 경우, 단어가 장소 작업 또는 즐거운 작업에서 연구되었는지 여부에 관계없이 피험자에게 출처를 표시하도록 요청하십시오 (소스 검색 절차의 시각적 묘사는 그림 2 참조). 알림: 에피소드 메모리 작업은 작업 이벤트를 사용하여 EEG 기록에 타임스탬프를 보낼 수 있는 EPrime과 같은 행동 연구를 위해 설계된 소프트웨어를 사용하여 설계할 수 있습니다( 자료 표 참조). 튜토리얼 및 예제 실험은 온라인(예: https://pstnet.com, https://step.talkbank.org48)에서 사용할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig2.jpg"> 그림 2: 실험 패러다임의 시각적 묘사. 에피소드 기억 과제 동안, 피험자들은 형용사를 연구하고 장면을 상상하거나 (장소 과제) 그 즐거움 (즐거운 과제)을 판단했습니다. 소스 검색 단계에서 피험자는 각 단어 ( "이전 장소 작업"또는 "오래된 즐거운 작업") 또는 "새로운"으로 수행 된 작업을 결정했습니다. 이 수치는 Nyhus et al.60에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<ol start="6"><li>행동 상태와 피험자의 반응(그림 3 및 그림 4 참조)을 기반으로 각 시험을 표시하고 에피소드 기억 행동 데이터를 분석합니다.<ol><li>항목 차별을 계산하여 출처 정보를 기억하는 피험자의 능력을 측정합니다(항목 d', 그림 3 참조). Z (적중률) – Z (거짓 경보 비율)</li>
		<li>출처 판별을 계산하여 출처 정보를 기억하는 피험자의 능력을 측정합니다(출처 d', 그림 4 참조). Z(올바른 소스 속도) – Z(잘못된 소스 속도)</li>
		<li>사전 훈련 및 훈련 후 실험 세션에서 마음 챙김 명상 실험 및 대기자 명단 통제 그룹에 대한 피험자의 항목 및 출처 차별 (항목 및 출처 d ')을 비교합니다.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig3.jpg"> 그림 3: 단어 기억 측정에 포함된 데이터 범주. 시험은 행동 상태와 피험자의 반응을 기반으로 표시되고 항목 차별을 계산하는 데 사용되었습니다(항목 d'). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig4.jpg"> 그림 4: 소스 메모리 측정에 포함된 데이터 범주. 시험은 행동 상태와 피험자의 반응을 기반으로 표시되었으며 출처 차별을 계산하는 데 사용되었습니다(출처 d'). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
4. 뇌파 기록 및 분석
<ol><li>EEG 캡을 설정하십시오 ( 재료 표 참조). 알림: EEG 캡핑 튜토리얼 및 기타 유용한 정보는 온라인 리소스(예:https://pursue.richmond.edu 49)를 통해 사용할 수 있습니다.<ol><li>피사체의 머리를 측정하고 확장 된 국제 10-20 시스템에 따라 모든 전극을 올바른 크기의 EEG 캡에 놓습니다.</li>
		<li>알코올 물티슈로 피사체의 이마를 닦으십시오.</li>
		<li>머리카락을 가르고 무딘 바늘이 달린 Luer-lock 주사기로 전도성 젤을 삽입하여 피험자의 머리에 EEG 캡을 적용합니다.</li>
		<li>EEG 기록 소프트웨어를 사용하여 임피던스를 클릭하고 연구원이 사용하도록 선택한 특정 EEG 시스템에서 권장하는 저항 수준 미만인지 확인하십시오.</li>
		<li>실험 중에 피험자에게 가능한 한 가만히 있도록 요청하십시오. 피사체가 가만히 있을 때와 눈을 깜박이거나 턱이나 얼굴을 움직일 때 EEG 신호를 보여줍니다.</li>
	</ol></li>
	<li>뇌파를 기록하십시오.<ol><li>작업 공간 편집을 클릭하여 EEG 기록 소프트웨어로 EEG 증폭기를 설정하고 모든 피사체에 대해 .1\u2012100Hz 대역통과 필터 및 500Hz 샘플링 속도로 신호를 수집하도록 설정합니다.</li>
		<li>뇌파 기록을 시작하십시오.</li>
		<li>소스 검색 단계를 시작하고 소스 검색 작업의 타임스탬프가 EEG 기록에 표시되는지 확인합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>피험자가 소스 검색 작업을 완료하면 EEG 캡과 전극을 탈 이온수와 소독제로 청소하십시오.</li>
	<li>EEG 데이터를 처리하고 분석합니다.<ol><li>고역 통과는 1Hz에서 데이터를 필터링하고 저역 통과는 100Hz에서 데이터를 필터링합니다.</li>
		<li>주변 채널을 사용하여 불량 채널을 식별하고 보간합니다50.</li>
		<li>데이터를 평균 참조(51)로 재참조한다.</li>
		<li>원본 검색 작업에서 각 타임스탬프의 시작을 기준으로 데이터를 분할하고 사전 자극 기준 기간을 뺍니다.</li>
		<li>EEG 데이터에서 눈 깜박임 및 눈 운동 아티팩트와 같은 아티팩트를 식별하고 제거합니다. 아티팩트가 큰 시험(1,000μV 이상의 전압 변동 또는 표준을 초과하는 데이터 5 표준 편차)이 있는 시험을 검출하고 불합격시킵니다. 독립 성분 분석(ICA)52 을 실행하고 소음 성분(53)을 식별 및 제거한 후 EEG를 재구성합니다.</li>
		<li>웨이블릿이 3Hz에서 3사이클에서 25Hz로 증가하는 모렛 웨이블릿 변환을 사용하여 3Hz에서 125Hz까지 100개의 로그 간격 주파수에서 EEG 데이터를 시간-주파수 도메인으로 변환합니다.</li>
		<li>소스 검색 54,55,56,57 동안 효과를 보여주는 오른쪽 전두엽 및 왼쪽 정수리 채널의 사전 훈련 및 훈련 후 실험 세션에서 마음 챙김 명상 실험 및 대기자 명단 대조군의 사전 자극 기준선과 관련된 세타 파워를 비교합니다. 모든 분석은 다중 비교를 제어해야 합니다. 참고: EEG 데이터는 EEGLab58과 같은 신호 처리를 위해 설계된 공개적으로 사용 가능한 소프트웨어를 사용하여 처리 및 분석할 수 있습니다. EEGLab 교육 워크샵 및 자습서는 Swartz 전산 신경 과학 센터 (https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php)를 통해 제공됩니다.</li>
	</ol></li>
</ol>5. 마음 챙김 명상 훈련
<ol><li>마음 챙김 기반 스트레스 감소 (MBSR) 기술59에서 훈련 된 마음 챙김 명상 강사를 고용하십시오. 참고: MBSR 기법을 익힌 강사는 온라인(예: https://www.brown.edu/public-health/mindfulness/programs/mbsr-teacher-recognition)에서 찾을 수 있습니다.</li>
	<li>마음 챙김 명상 실험 그룹의 20 명의 피험자가 마음 챙김 명상 강사와 함께 4 주 동안 매주 한 시간 동안 그룹으로 만나도록하십시오. 참고: 표준 MBSR 과정은 8주이며 호흡 인식, 앉은 명상, 요가 및 이완 기술이 포함됩니다. 마음 챙김 명상 훈련에는 호흡 인식 및 앉아있는 명상과 같은 표준 MBSR 과정의 측면이 포함되어야합니다 ( 보충 파일 3 참조). 주의 집중 및 실행 기능과 관련된 이러한 관행은 에피소드 기억에 기여할 가능성이 가장 높습니다.</li>
	<li>피험자가 마음 챙김 명상 강사가 제공 한 안내 호흡 인식 명상 녹음을 사용하여 매일 최소 20 분 동안 마음 챙김 명상을 연습하게하십시오.</li>
	<li>매일 이메일 설문 조사를 통해 피험자에게 마음 챙김 명상을 몇 분 동안 연습했는지, 명상 중에 무엇을했는지, 연습이 어떻게 진행되고 있는지 물어 매일 마음 챙김 명상 연습을 추적하십시오 ( 자료 표 참조). 참고 : 연구자들은 마음 챙김 명상을 연습하는 데 상당한 시간을 소비하지 않는 피험자를 제외하는 것을 고려해야합니다.</li>
	<li>마음 챙김 명상 훈련을 마친 후 가능한 한 빨리 훈련 후 실험 세션을 예약하십시오. 참고 : 연구원은 마음 챙김 명상 훈련을 마친 직후 훈련 후 실험 세션을 완료 할 수없는 피험자를 제외하는 것을 고려해야합니다. 자세한 내용은 무작위 대조 실험에 EEG 기술을 사용하는인지 신경 과학 전문가에게 문의하십시오.</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

현재의 프로토콜은 마음 챙김 명상이 소스 메모리와 세타 진동을 증가시킬 수 있다는 첫 번째 증거를 제공했습니다. 마음 챙김 명상 훈련과 행동 및 신경 측정을 결합함으로써 우리는 일화 기억과 그 신경 상관 관계에 대한 마음 챙김 명상의 효과를 더 잘 이해할 수 있습니다.
이전 연구에서는 일화 기억에 대한 마음 챙김 명상의 행동 효과 17,18,19,20과 마음 챙김 명상의 신경 효과 1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 , 에피소드 기억 동안 행동과 뇌파를 결합한 연구는 없습니다. 또한, 마음 챙김 명상에 대한 이전의 연구는 종종 전문 명상가 1,17,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,32,33,35, 36,37,38,39,40,41,43,44이므로 자기 선택 편향의 위험이 있습니다. 무작위로 할당 된 마음 챙김 명상 및 대기자 명단 통제 그룹과 함께 종단 설계를 사용함으로써 우리는 그룹 차이를 더 잘 제어 할 수있었습니다. 마지막으로, 마음 챙김 명상에 대한 이전 연구는 종종 전체 8 주 MBSR 과정을 사용했지만, 현재 연구는 4 주간의 마음 챙김 명상 훈련만으로 상당한 효과를 보여주었습니다.
이러한 방법을 성공적으로 구현하기 위한 몇 가지 주요 단계가 있었습니다. 첫째, 마음 챙김 명상 실험 또는 대기자 명단 통제 그룹에 대한 무작위 할당은 그룹이 대략 동일하다는 것을 확인하는 데 중요했습니다. 둘째, 집중 집중 및 실행 기능 (예 : 호흡 인식)과 관련된 MBSR 과정의 측면에 마음 챙김 명상 훈련을 집중하는 것이 중요했습니다. 셋째, 피험자가 마음 챙김 명상을 연습하는 데 상당한 시간을 소비하고 매일 명상하는 데 소비 한 시간을 정확하게보고하는 것이 중요했습니다. 넷째, 마음 챙김 명상 실험 그룹과 대기자 명단 통제 그룹 간의 사전 훈련과 훈련 후 실험 세션 사이의 시간을 동일시하여 타이밍을 제어하고 마음 챙김 명상 훈련 후 가능한 한 빨리 훈련 후 실험 세션을 예약하여 마음 챙김 명상 훈련의 효과가 테스트 전에 사라지지 않도록하는 것이 중요했습니다. 다섯째, 마음 챙김 명상은 주의력과 실행 기능을 증가시킴으로써 에피소드 기억에 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 따라서 소스 메모리와 같은 실행 기능이 필요한 에피소드 메모리 작업을 사용하는 것이 중요했습니다. 마지막으로, 인공물이없는 고품질 EEG 데이터를 얻는 것이 중요합니다.
이 방법은 기존 방법에 비해 장점이 있었지만 몇 가지 제한 사항에 유의해야 합니다. 마음 챙김 명상이 소스 메모리에 미치는 영향은 약했습니다. 이것은 기억력이 좋은 건강한 젊은 성인이거나 피험자가 마음 챙김 명상을 연습하는 데 소비 한 제한된 시간을 사용했기 때문에 발생할 수 있습니다. 4주간의 마음챙김 명상 훈련은 표준 8주 MBSR 과정보다 짧았으며 평균적으로 피험자들은 매일 마음챙김 명상을 연습하는 데 20분을 소비하지 않았다고 보고했습니다. 또한 활성 대조군이 없었기 때문에 마음 챙김 명상이 소스 기억이나 세타 진동을 향상시키는 데있어 다른 치료법과 어떻게 비교되는지는 불분명합니다. 마지막으로, 여기에 사용 된 EEG 분석 방법은 결과의 해석에 영향을 미칠 수있는 비주기적 1 / f 비 진동 전력의주기적인 진동 전력의 기여를 분리하지 않습니다. 따라서 향후 연구에서는 기억력이 약한 피험자를 사용하고, 전체 8주 MBSR 과정을 구현하고, 능동적 제어 조건을 사용하고, 진동 및 1/f 비진동 활동을 분리하는 새로 개발된 분석 방법을 사용하는 것을 고려해야 합니다61.
따라서 현재의 방법은 행동과 뇌파를 결합하여 마음 챙김 명상이 에피소드 기억에 미치는 영향을 연구하는 데 성공했습니다. 향후 연구에서는 이러한 방법을 사용하여 마음 챙김 명상을 에피소드 기억을 개선하고 뇌의 구조와 기능을 변화시키는 것으로 밝혀진 다른 치료법과 비교해야합니다. 또한 향후 연구에서는 행동과 신경 측정을 결합하여 마음 챙김 명상이인지의 다른 측면에 미치는 영향을 조사해야합니다. 행동 및 신경 측정을 결합하고 마음 챙김 명상을 대체 치료법과 비교함으로써인지 향상을위한 가장 유망한 치료법을 더 잘 결정할 수 있습니다.

최근 정신 질환의 증상을 치료하고인지 능력을 향상시키기위한 마음 챙김 명상에 대한 관심이 있었지만 마음 챙김 명상이인지 기능에 미치는 영향을 이해하기 위해서는 여전히 많은 연구가 필요합니다. 이전 연구에 따르면 마음챙김 명상은 스트레스, 우울증, 범불안 장애, 중독, 주의력 결핍 장애 및 통증 장애 1,2,3,4,5,6,7,8,9의 증상을 줄이고 주의력과 실행 기능을 향상시킬 수 있습니다.2,3,4 ,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16.
마음 챙김 명상이인지에 미치는 영향에 대한 관심에도 불구하고, 마음 챙김 명상이 에피소드 기억에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다17. 에피소드 인코딩 및 검색에 대한 주의력과 실행 기능의 기여를 감안할 때, 마음 챙김 명상은 또한 에피소드 기억을 증가시켜야합니다. 최근의 몇 가지 행동 연구에 따르면 마음 챙김 훈련은 인식 기억 기억18,19 및 자유 회상20을 증가시킵니다.
인지에 대한 마음 챙김 명상의 행동 효과 외에도 이전 연구에서는 마음 챙김 명상이 뇌에 미치는 영향을 조사했습니다. 마음 챙김 명상은 뇌의 구조와 기능을 모두 변화시키는 것으로 나타났습니다. 중요하게도, 마음 챙김 명상은 에피소드 기억과 관련된 네트워크에서 뇌 구조와 기능을 변화시키는 것으로 나타났습니다21,22,23; 특히 전두엽 피질 1,24,25,26,27,28,29,30,31,32 및 해마 25,27,28,33,34,35에서 회백질의 양과 활동 증가 ,36,37 뿐만 아니라 세타(4\u20128Hz) 전력 및 일관성1,36,38,39,40,41,42,43,44,45를 증가시킵니다.
따라서 이전 연구에서는 일화 기억17,18,19,20에 대한 마음 챙김 명상의 행동 효과와 마음 챙김 명상의 신경 효과 1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 를 별도로 조사했습니다. ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 . 일화 기억과 신경 상관 관계에 대한 마음 챙김 명상의 효과를 이해하려면 에피소드 기억 동안 행동과 뇌 활동을 모두 측정하는 것이 중요합니다. 일화 기억의 신경 상관 관계를 연구하는 한 가지 방법은 뇌파 검사 (EEG)입니다. 여기에서는 뇌파를 측정하는 동안 마음 챙김 명상 훈련과 에피소드 기억 작업을 결합하는 방법을 설명합니다. 마음 챙김 명상 훈련과 에피소드 기억의 행동 및 신경 측정을 결합함으로써 우리는인지 기능에 대한 마음 챙김 명상의 효과를 더 잘 이해할 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:572px;" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BrainVision actiCHamp</td>
			<td style="width:71px;">Brain Products GmbH, Gilching, Germany</td>
			<td style="width:119px;">BP-09020</td>
			<td style="width:167px;">64-channel EEG system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BrainVision Recorder</td>
			<td>Brain Products GmbH, Gilching, Germany</td>
			<td>BP-00020</td>
			<td>EEG recording software for EEG data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">E-Prime 2.0 Professional</td>
			<td>Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA</td>
			<td style="width:119px;">PST-100577</td>
			<td>Software designed for behavioral research that can interface with the EEG recording</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Qualtrics</td>
			<td style="width:71px;">Qualtrics, Provo, UT</td>
			<td style="width:119px;">Core XM</td>
			<td>Survey tool</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combining behavior and eeg to study the effects of mindfulness meditation on episodic memory

마음 챙김 명상이 일화 기억과 뇌 구조 및 기능에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 최근 관심이 있었지만, 마음 챙김 명상이 에피소드 기억에 미치는 행동 및 신경 효과를 조사한 연구는 없습니다. 여기에서 우리는 마음 챙김 명상 훈련, 에피소드 기억 작업 및 EEG를 결합하여 마음 챙김 명상이 행동 수행과 에피소드 기억의 신경 상관 관계를 어떻게 변화시키는지 조사하는 프로토콜을 제시합니다. 마음 챙김 명상 실험 그룹의 피험자는 대기자 명단 통제 그룹과 비교되었습니다. 마음 챙김 명상 실험 그룹의 피험자들은 4 주 동안 마음 챙김 명상을 훈련하고 연습했습니다. 마음 챙김은 5면 마음 챙김 설문지 (FFMQ)를 사용하여 훈련 전후에 측정되었습니다. 에피소드 기억은 소스 인식 작업을 사용하여 훈련 전후에 측정되었습니다. 소스 인식 작업의 검색 단계에서 EEG가 기록되었습니다. 결과는 마음 챙김 명상 훈련 후 오른쪽 전두엽 및 왼쪽 정수리 채널의 마음 챙김, 소스 인식 행동 수행 및 EEG 세타 파워가 증가한 것으로 나타났습니다. 또한 마음 챙김의 증가는 오른쪽 전두엽 채널의 세타 파워 증가와 관련이 있습니다. 따라서 마음 챙김 명상 훈련, 에피소드 기억 작업 및 EEG를 결합하여 얻은 결과는 에피소드 기억에 대한 마음 챙김 명상의 행동 및 신경 효과를 보여줍니다.

대표적인 결과는 40 명의 명상 순진하고 오른 손잡이이며 유창한 영어를 사용하는 피험자 (마음 챙김 명상 실험 그룹에서 18 세에서 22 세 사이의 남성 10 명과 여성 10 명, 대기자 명단 대조군에서 18 세에서 22 세 사이의 남성 7 명과 여성 13 명)에 대해보고되었습니다. 행동 및 EEG 데이터는 시간(훈련 전, 훈련 후)에 따른 마음챙김 명상 실험 및 대기자 명단 대조군(실험, 대조군)을 비교하는 혼합 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 분석되었습니다. 다중 비교를 위해 모든 사후 테스트가 수정되었습니다.
마음 챙김 설문지 첫째, 분석은 마음 챙김 명상 훈련이 성공적인지 여부를 평가했습니다. 피험자들은 마음 챙김 명상을 연습하는 데 상당한 시간을 보냈고 FFMQ로 측정 한대로 마음 챙김이 증가했습니다. 구체적으로, FFMQ 합계 (F (1,38) = 11.15, MSE = 67.67, p <. 01)에 대한 그룹과 시간 간의 상호 작용과 FFMQ 설명 (F (1,38) = 3.35, MSE = 12.26, p = .08) 및 비 판사 (F (1,38) = 3.87, MSE = 15.37, p = .06) 척도에 대한 그룹과 시간 간의 한계 상호 작용 이있었습니다. 마음 챙김 명상 실험 그룹의 경우 FFMQ 합계 (F (1,19) = 15.60, MSE = 63.34, p < .01), 설명 (F (1,19) = 6.36, MSE = 8.44, p = .02) 및 비 판사 (F (1,19) = 10.12, MSE = 8.60, p < .01)에 대한 사전 훈련에서 사후 훈련으로 점수가 증가한 반면 대기자 명단 대조군은 변경되지 않았습니다 (표 1 참조).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td>
			<td colspan="2">실험적인</td>
			<td colspan="2">제어</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>사전 교육</td>
			<td>교육 후</td>
			<td>사전 교육</td>
			<td>교육 후</td>
		</tr><tr><td>합계</td>
			<td>128.13 (2.38)</td>
			<td>138.07 (3.24)</td>
			<td>123.59 (4.19)</td>
			<td>121.25 (4.77)</td>
		</tr><tr><td>관찰하다</td>
			<td>26.98 (1.16)</td>
			<td>28.70 (1.00)</td>
			<td>23.83 (1.14)</td>
			<td>23.70 (1.26)</td>
		</tr><tr><td>묘사하다</td>
			<td>29.5 (1.36)</td>
			<td>31.82 (.99)</td>
			<td>27.10 (1.25)</td>
			<td>26.55 (1.26)</td>
		</tr><tr><td>자각</td>
			<td>25.25 (1.06)</td>
			<td>26.95 (1.12)</td>
			<td>25.27 (.94)</td>
			<td>24.05 (1.28)</td>
		</tr><tr><td>비판사</td>
			<td>24.65 (1.26)</td>
			<td>27.60 (1.40)</td>
			<td>27.50 (1.42)</td>
			<td>27.00 (2.05)</td>
		</tr><tr><td>비활성</td>
			<td>21.75 (.99)</td>
			<td>23.00 (1.08)</td>
			<td>19.90 (1.09)</td>
			<td>19.95 (1.16)</td>
		</tr></tbody></table>표 1 : 5 패싯 마음 챙김 설문지 데이터. FFMQ 합계뿐만 아니라 마음 챙김 명상 실험 및 훈련 후 실험 세션과 비교 한 사전 훈련을위한 대기자 명단 통제 그룹에 대한 관찰, 설명, 인식, 비 판사 및 비 반응 점수. 괄호 안에 표준 오차가 있는 평균이 표시됩니다. 이 표는 Nyhus et al.60에서 수정되었습니다.
에피소드 기억 둘째, 분석은 에피소드 기억 과제의 행동 수행에 대한 마음 챙김 명상의 효과를 조사했습니다. 마음 챙김 명상 훈련은 근원 차별 (출처 d ')에 의해 측정 된 근원 기억의 증가로 이어졌습니다. 그룹과 시간 사이에는 상호 작용이 없었지만 (F (1,38) = 1.16, MSE = .12, p = .29), 쌍별 비교는 마음 챙김 명상 실험 그룹 (F (1,19) = 10.53, MSE = .12, p<.01)에 대한 사전 훈련에서 사후 훈련으로 소스 차별이 증가했지만 대기자 명단 대조군은 증가하지 않은 것으로 나타났습니다 (표 2 참조).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td>
			<td></td>
			<td colspan="2">실험적인</td>
			<td colspan="2">제어</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>조건</td>
			<td>사전 교육</td>
			<td>교육 후</td>
			<td>사전 교육</td>
			<td>교육 후</td>
		</tr><tr><td>치다</td>
			<td>올바른 소스 배치</td>
			<td>.66 (.02)</td>
			<td>.67 (.03)</td>
			<td>.71 (.03)</td>
			<td>.69 (.02)</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>즐거움 올바른 출처</td>
			<td>.61 (.03)</td>
			<td>.72 (.03)</td>
			<td>.64 (.05)</td>
			<td>.74 (.03)</td>
		</tr><tr><td>파</td>
			<td>잘못된 소스 배치</td>
			<td>.34 (.02)</td>
			<td>.33 (.03)</td>
			<td>.29 (.03</td>
			<td>.31 (.02)</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>즐거움 잘못된 출처</td>
			<td>.39 (.03)</td>
			<td>.28 (.03)</td>
			<td>.36 (.05)</td>
			<td>.26 (.03)</td>
		</tr><tr><td>출처 d'</td>
			<td></td>
			<td>.70 (.11)</td>
			<td>1.06 (.12)</td>
			<td>1.04 (.17)</td>
			<td>1.23 (.14)</td>
		</tr><tr><td>출처 c</td>
			<td></td>
			<td>-.06 (.05)</td>
			<td>.07 (.05)</td>
			<td>-.12 (.12)</td>
			<td>.10 (.07)</td>
		</tr></tbody></table>표 2: 소스 행동 데이터. 마음 챙김 명상 실험 및 훈련 후 실험 세션과 비교하여 사전 훈련을위한 대기자 명단 대조군에 대한 적중률, 오경보율, 출처 차별 (출처 d ') 및 반응 편향 (출처 c). 괄호 안에 표준 오차가 있는 평균이 표시됩니다. 이 표는 Nyhus et al.60에서 수정되었습니다.
뇌파 결과 셋째, EEG 분석은 일화 기억의 신경 상관 관계에 대한 마음 챙김 명상의 효과를 조사했습니다. 구체적으로, 세타 파워는 1000에서 1500ms까지 오른쪽 전두엽 및 왼쪽 정수리 채널에서 검사되었으며, 이러한 효과는 다중 소스 검색 작업54,55,56,57에서 발견되었습니다. 왼쪽 정수리 채널의 경우, 그룹은 시간과 상호 작용했습니다 (F (1,37) = 9.52, MSE = .92, p < .01). 마음 챙김 명상 실험 그룹 (F (1,19) = 17.37, MSE = .23, p< .01)의 경우 사전 훈련에서 훈련 후로 세타 파워가 증가했지만 대기자 명단 대조군은 증가하지 않았습니다 (그림 5 참조).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig5.jpg"> 그림 5 : 마음 챙김 명상이 세타 파워에 미치는 영향. 마음 챙김 명상 실험을위한 세타 파워 및 훈련 후 실험 세션과 비교하여 사전 훈련을위한 대기자 명단 대조군. (A) 오른쪽 전두엽 채널의 시간과 주파수에 걸친 시간-주파수 스펙트로그램. (B) 왼쪽 정수리 채널의 시간과 주파수에 걸친 시간-주파수 스펙트로그램. (C) 1000<ins cite="mailto:Author">–</ins>1500ms의 모든 채널에 걸친 세타 전력 및 사전 훈련에서 사후 훈련까지의 차이. (C) 흑색 * 마크는 오른쪽 전두엽 및 왼쪽 정수리 부위의 채널을 분석하였다. 색상 스케일: 사전 자극 기준선에서 데시벨 변화와 사전 훈련의 p-값에서 훈련 후 차이로. 이 수치는 Nyhus et al.60에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
마지막으로, 마음 챙김의 변화와 에피소드 기억 행동 수행 및 EEG의 변화 사이의 상관 관계를 마음 챙김 명상 실험 그룹에서 조사했습니다. FFMQ Describe 점수의 증가는 훈련 전에서 훈련 후까지의 증가와 우측 전두엽 채널에서 훈련 전에서 훈련 후로의 EEG 세타 파워 증가 사이에 양의 상관 관계가 있었습니다(r = .72, n = 20, p < .01, 양측, Bonferrroni 수정됨, 그림 6 참조).
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61247/61247fig6.jpg"> 그림 6: FFMQ와 세타 거듭제곱의 변화 간의 상관관계. 오른쪽 전방 채널에서 히트와 올바른 거부에 대한 사전 훈련과 사후 훈련 사이의 세타 거듭제곱의 평균 차이와 FFMQ의 차이 간의 상관 관계 사전 훈련과 훈련 후 점수 설명. 이 수치는 Nyhus et al.60에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/61247fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/Supplemental_File_1-FFMQ.pdf" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/Supplemental_File_2_Stims.xlsx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61247/Supplemental_File_3_BowdoinResearchOutline.docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory

여기에서는 마음 챙김 명상 훈련, 에피소드 기억 작업 및 EEG를 결합하여 에피소드 기억에 대한 마음 챙김 명상의 행동 및 신경 효과를 이해하는 프로토콜을 제시합니다.

행동과 EEG를 결합하여 마음 챙김 명상이 에피소드 기억에 미치는 영향 연구

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has ...

combining-behavior-eeg-to-study-effects-mindfulness-meditation-on

Research

JoVE Journal

Neuroscience

6.9K 조회수.  Bowdoin College. 여기에서는 마음 챙김 명상 훈련, 에피소드 기억 작업 및 EEG를 결합하여 에피소드 기억에 대한 마음 챙김 명상의 행동 및 신경 효과를 이해하는 프로토콜을 제시합니다.

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State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

TMS의 국가 종속성 효과 : 동기 Phosphene 동작 좀보세요

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

연구

신경과학

Vibrodissociation of Neurons from Rodent Brain Slices to Study Synaptic Transmission and Image Presynaptic Terminals

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of interest. This allows for examination of synaptic transmission under conditions where the extracellular and postsynaptic intracellular environments can be well controlled. A vibration-based technique without the use of proteases, known as vibrodissociation, is the most popular technique for mechanical isolation. A micropipette, with the tip fire-polished to the shape of a small ball, is placed into a brain slice made from a P1-P21 rodent. The micropipette is vibrated parallel to the slice surface and lowered through the slice thickness resulting in the liberation of isolated neurons. The isolated neurons are ready for study within a few minutes of vibrodissociation. This technique has advantages over the use of primary neuronal cultures, brain slices and enzymatically isolated neurons including: rapid production of viable, relatively mature neurons suitable for electrophysiological and imaging studies; superior control of the extracellular environment free from the influence of neighboring cells; suitability for well-controlled pharmacological experiments using rapid drug application and total cell superfusion; and improved space-clamp in whole-cell recordings relative to neurons in slice or cell culture preparations. This preparation can be used to examine synaptic physiology, pharmacology, modulation and plasticity. Real-time imaging of both pre- and postsynaptic elements in the living cells and boutons is also possible using vibrodissociated neurons. Characterization of the molecular constituents of pre- and postsynaptic elements can also be achieved with immunological and imaging-based approaches.

This report demonstrates a technique for mechanical isolation of individual viable neurons retaining attached presynaptic boutons. Vibrodissociated neurons have the advantages of rapid production, excellent pharmacological control and improved space-clamp without influence from neighboring cells. This method can be used for imaging of synaptic elements and patch-clamp recording.

쥐 뇌 조각에서 뉴런의 Vibrodissociation는 시냅틱 전송 및 이미지 Presynaptic 터미널 공부

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options. We seek to define how neural immune signaling modulates the susceptibility to migraine, modeled in vitro using spreading depression (SD), as a means to develop novel therapeutic targets for episodic and chronic migraine. SD is the likely cause of migraine aura and migraine pain. It is a paroxysmal loss of neuronal function triggered by initially increased neuronal activity, which slowly propagates within susceptible brain regions. Normal brain function is exquisitely sensitive to, and relies on, coincident low-level immune signaling. Thus, neural immune signaling likely affects electrical activity of SD, and therefore migraine. Pain perception studies of SD in whole animals are fraught with difficulties, but whole animals are well suited to examine systems biology aspects of migraine since SD activates trigeminal nociceptive pathways. However, whole animal studies alone cannot be used to decipher the cellular and neural circuit mechanisms of SD. Instead, in vitro preparations where environmental conditions can be controlled are necessary. Here, it is important to recognize limitations of acute slices and distinct advantages of hippocampal slice cultures. Acute brain slices cannot reveal subtle changes in immune signaling since preparing the slices alone triggers: pro-inflammatory changes that last days, epileptiform behavior due to high levels of oxygen tension needed to vitalize the slices, and irreversible cell injury at anoxic slice centers. 
In contrast, we examine immune signaling in mature hippocampal slice cultures since the cultures closely parallel their in vivo counterpart with mature trisynaptic function; show quiescent astrocytes, microglia, and cytokine levels; and SD is easily induced in an unanesthetized preparation. Furthermore, the slices are long-lived and SD can be induced on consecutive days without injury, making this preparation the sole means to-date capable of modeling the neuroimmune consequences of chronic SD, and thus perhaps chronic migraine. We use electrophysiological techniques and non-invasive imaging to measure neuronal cell and circuit functions coincident with SD. Neural immune gene expression variables are measured with qPCR screening, qPCR arrays, and, importantly, use of cDNA preamplification for detection of ultra-low level targets such as interferon-gamma using whole, regional, or specific cell enhanced (via laser dissection microscopy) sampling. Cytokine cascade signaling is further assessed with multiplexed phosphoprotein related targets with gene expression and phosphoprotein changes confirmed via cell-specific immunostaining. Pharmacological and siRNA strategies are used to mimic and modulate SD immune signaling.

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Migraine and its transformation to chronic migraine are immense healthcare burdens in need of improved treatment options. We seek to define how neural immune signaling modulates the susceptibility to migraine, modeled in vitro using spreading depression in hippocampal slice cultures, as a means to develop novel therapeutic targets.

스프 레딩 우울증을 사용하여 에피소드와 만성 두통의 신경 면역 신호를 모델링 체외에서</em

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options.  We seek to define how neural immune ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution has been a long sought tool for neuroscientists in the systems-level search for the neural circuitry governing complex behavioral states. Optogenetics is a cutting-edge tool that is revolutionizing the field of neuroscience and represents one of the first systematic approaches to enable causal testing regarding the relation between neural signaling events and behavior. By combining optical and genetic approaches, neural signaling can be bi-directionally controlled through expression of light-sensitive ion channels (opsins) in mammalian cells. The current protocol describes delivery of specific wavelengths of light to opsin-expressing cells in deep brain structures of awake, freely-moving rodents for neural circuit modulation. Theoretical principles of light transmission as an experimental consideration are discussed in the context of performing in vivo optogenetic stimulation. The protocol details the design and construction of both simple and complex laser configurations and describes tethering strategies to permit simultaneous stimulation of multiple animals for high-throughput behavioral testing.

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Optogenetics has become a powerful tool for use in behavioral neuroscience experiments. This protocol offers a step-by-step guide to the design and set-up of laser systems, and provides a full protocol for carrying out multiple and simultaneous in vivo optogenetic stimulations compatible with most rodent behavioral testing paradigms.

설치류 중추 신경계의 생체 Optogenetic 자극

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Using Linear Agarose Channels to Study Drosophila Larval Crawling Behavior

Drosophila larval crawling is emerging as a powerful model to study neural control of sensorimotor behavior. However, larval crawling behavior on flat open surfaces is complex,&#160;including: pausing, turning, and meandering. This complexity in the repertoire of movement hinders detailed analysis of the events occurring during a single crawl stride cycle. To overcome this obstacle, linear agarose channels were made that constrain larval behavior to straight, sustained, rhythmic crawling. In principle, because agarose channels and the Drosophila larval body are both optically clear, the movement of larval structures labeled by genetically-encoded fluorescent probes can be monitored in intact, freely-moving larvae. In the past, larvae were placed in linear channels and crawling at the level of whole organism, segment, and muscle were analyzed1. In the future, larvae crawling in channels can be used for calcium imaging to monitor neuronal activity. Moreover, these methods can be used with larvae of any genotype and with any researcher-designed channel. Thus the protocol presented below is widely applicable for studies using the Drosophila larva as a model to understand motor control.

Using Linear Agarose Channels to Study Drosophila Larval Crawling Behavior

The Drosophila larva is a powerful model system to study neural control of behavior. This publication describes the use of linear agarose channels to elicit sustained bouts of linear crawling and methods to quantify the dynamics of larval structures during repetitive crawling behavior.

선형 아가로 오스 채널을 사용하여 공부하기<em&gt; 초파리</em&gt; 애벌레 크롤링 동작

Drosophila larval crawling is emerging as a powerful model to study neural control of sensorimotor behavior. However, larval crawling behavior on flat ...

Time-dependent Increase in the Network Response to the Stimulation of Neuronal Cell Cultures on Micro-electrode Arrays

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network dynamics in neuronal cultures. In contrast with more traditional methods, such as patch-clamping, which can only record activity from a single cell, MEAs can record simultaneously from multiple sites in a network, without requiring the arduous task of placing each electrode individually. Moreover, numerous control and stimulation configurations can be easily applied within the same experimental setup, allowing for a broad range of dynamics to be explored. One of the key dynamics of interest in these in vitro studies has been the extent to which cultured networks display properties indicative of learning. Mouse neuronal cells cultured on MEAs display an increase in response following training induced by electrical stimulation. This protocol demonstrates how to culture neuronal cells on MEAs; successfully record from over 95% of the plated dishes; establish a protocol to train the networks to respond to patterns of stimulation; and sort, plot, and interpret the results from such experiments. The use of a proprietary system for stimulating and recording neuronal cultures is demonstrated. Software packages are also used to sort neuronal units. A custom-designed graphical user interface is used to visualize post-stimulus time histograms, inter-burst intervals, and burst duration, as well as to compare the cellular response to stimulation before and after a training protocol. Finally, representative results and future directions of this research effort are discussed.

Mouse neuronal cells cultured on multi-electrode arrays display an increase in response following electrical stimulation. This protocol demonstrates how to culture neurons, how to record activity, and how to establish a protocol to train the networks to respond to patterns of stimulation.

미세 전극 배열에서 신경 세포 배양의 자극에 대한 네트워크 반응의 시간 의존적 증가

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network ...

Combining Optogenetics with Artificial microRNAs to Characterize the Effects of Gene Knockdown on Presynaptic Function within Intact Neuronal Circuits

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a workflow on how to combine artificial microRNA (miR)-mediated RNA interference with optogenetics to achieve selective stimulation of manipulated presynaptic boutons in acute brain slices. The experimental approach involves the use of a single viral construct and a single neuron-specific promoter to drive the expression of both an optogenetic probe and artificial miR(s) against presynaptic gene(s). When stereotactically injected in the brain region of interest, the expressed construct makes it possible to stimulate with light exclusively the neurons with reduced expression of the gene(s) under investigation. This strategy does not require the development and maintenance of genetically modified mouse lines and can in principle be applied to other organisms and to any neuronal gene of choice. We have recently applied it to investigate how the knockdown of alternative splice isoforms of presynaptic P/Q-type voltage-gated calcium channels (VGCCs) regulates short-term synaptic plasticity at CA3 to CA1 excitatory synapses in acute hippocampal slices. A similar approach could also be used to manipulate and probe the neuronal circuitry in vivo.

This protocol provides a workflow on how to combine artificial microRNA-mediated RNA interference with optogenetics to stimulate specifically presynaptic boutons with reduced expression of selective gene(s) within intact neuronal circuits.

연 접 기능 그대로 신경 회로 내에 유전자 최저 효과 특성 인공 microRNAs Optogenetics 결합

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel telemetric electroencephalography system in combination with standard self-adhesive hydrogel electrodes. The piglets are calmed down without the use of sedatives. After their release into the pigpen, the piglets behave normally&#8212;they drink and sleep in the same cycle as their siblings. Their sleep phases are used for the EEG recordings.

Here, we present a protocol to record telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen without the use of a sedative, making it possible to record typical EEG patterns during non-REM sleep, like spindle bursts.

자유롭게 이동 Piglets에서 비 침 투 적인 뇌 파 기록

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is centered on culturing small pieces of embryonic or early postnatal rodent brains inside a 3-D hydrogel formed by the rat tail tendon-derived type I collagen with specific porosity. Tissue pieces are cultured inside the hydrogel and confronted to specific brain fragments or genetically-modified cell aggregates to produce and secrete molecules suitable for creating a gradient inside the porous matrix. The steps of this protocol are simple and reproducible but include critical steps to be considered carefully during its development. Moreover, the behavior of growing axons can be monitored and analyzed directly using a phase-contrast microscope or mono/multiphoton fluorescence microscope after fixation by immunocytochemical methods.

Here, we provide a method for analyzing the behavior of growing axons in 3D matrices, mimicking their natural development.

신경계 발달 중 축산 성장과 행동을 분석하는 3-D 콜라겐 기반 하이드로겔 생성

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...

Measuring Neural Mechanisms Underlying Sleep-Dependent Memory Consolidation During Naps in Early Childhood

Sleep is critical for daily functioning. One important function of sleep is the consolidation of memories, a process that makes them stronger and less vulnerable to interference. The neural mechanisms underlying the benefit of sleep for memory can be investigated using polysomnography (PSG). PSG is a combination of physiological recordings including signals from the brain (EEG), eyes (EOG), and muscles (EMG) that are used to classify sleep stages. In this protocol, we describe how PSG can be used in conjunction with behavioral memory assessments, actigraphy, and parent-report to examine sleep-dependent memory consolidation. The focus of this protocol is on early childhood, a period of significance as children transition from biphasic sleep (consisting of a nap and overnight sleep) to monophasic sleep (overnight sleep only). The effects of sleep on memory performance are measured using a visuospatial memory assessment across periods of sleep and wakeful-rest. A combination of actigraphy and parent report is used to assess sleep rhythms (i.e., characterizing children as habitual or non-habitual nappers). Finally, PSG is used to characterize sleep stages and qualities of those stages (such as frequencies and the presence of spindles) during naps. The advantage of using PSG is that it is the only tool currently available to assess sleep quality and sleep architecture, pointing to the relevant brain state that supports memory consolidation. The main limitations of PSG are the length of time it takes to prepare the recording montage and that recordings are typically taken over one sleep bought. These limitations can be overcome by engaging young participants in distracting tasks during application and combining PSG with actigraphy and self/parent-report measures to characterize sleep cycles. Together, this unique combination of methods allows for investigations into how naps support learning in preschool children.

This protocol describes methods used to examine neural mechanisms underlying sleep-dependent memory consolidation during naps in early childhood. It includes procedures for examining the effect of sleep on behavioral memory performance, as well as the application and recording of both polysomnography and actigraphy.

초기 유년기에 낮잠 중 수면 의존적 기억 통합의 근본적인 신경 메커니즘 측정

Sleep is critical for daily functioning. One important function of sleep is the consolidation of memories, a process that makes them stronger and less ...