Name: eye tracking, cortisol, and a sleep vs. wake consolidation delay: combining methods to uncover an interactive effect of sleep and cortisol on memory
Uploaded: 2014-06-18T14:00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Eye Tracking, Cortisol, and a Sleep vs. Wake Consolidation Delay: Combining Methods to Uncover an Interactive Effect of Sleep and Cortisol on Memory at JoVE.c

Deze studie werd ondersteund door subsidie ​​BCS-0963581 van de National Science Foundation (EAK en JDP). De auteurs danken Christine Cox voor haar nuttige bespreking van de gegevens, alsmede Halle Zucker, John Morris, Christopher Stare, Sondra Corgan, en Maite Balda voor hun hulp bij het verzamelen van gegevens. Gelieve Correspondentieadres Kelly A. Bennion (kelly.bennion @ bc.edu; 140 Commonwealth Avenue, Boston College Psychologie, McGuinn 300, Chestnut Hill, MA 02467).

1. Deelnemer Screening en voorbereiding voor het Experiment <ol><li> Werven deelnemers die Engels als moedertaal met een normaal of gecorrigeerd-tot-normaal zicht. Zij moeten vrij zijn van neurologische, psychiatrische en slaapstoornissen, en kan nu geen medicijnen die het centrale zenuwstelsel of slapen architectuur. Zorg ervoor dat u een soortgelijke balans tussen mannelijke en vrouwelijke deelnemers binnen de gewenste leeftijd van belang (bijvoorbeeld, 18 tot 35 jaar oud) te werven, in gedachten houden dat veranderingen in de architectuur van de slaap kan al in het midden van de jaren &#39;30 16 optreden. </li><li> Om de effecten van slaap op cognitie meest nauwkeurig te beoordelen, hebben de deelnemers onderhouden van een regelmatig slaap schema en hun alcoholgebruik te beperken in de aanloop naar de studie. Vraag de deelnemers om te slapen voor ten minste 7 uur per nacht en in bed door 02:00 voor de vijf nachten voorafgaand aan de studie. Ook voor zorgen dat ze maximaal te beperken hun alcoholgebruik2 drankjes tijdens de 5 dagen voorafgaand aan het onderzoek, met absoluut geen alcoholgebruik op de dag voor of de dag van het onderzoek. </li><li> In de programmatie ervoor zorgen dat de deelnemers zal voldoen aan de richtlijnen met betrekking tot de cortisol steekproef (zie ook paragraaf 4): Zij moeten zich onthouden van lichamelijke activiteit, eten, (iets anders dan water), roken drinken en poetsen hun tanden voor de 2 uur voorafgaand aan codering. Zij moeten ook onthouden van drinkwater gedurende tenminste 15 min voor codering. </li><li> Plannen van de deelnemers. Als volledige willekeurige toewijzing niet mogelijk is, ervoor te zorgen dat de deelnemers niet van elkaar verschillen in leeftijd, scores op de Morningness-Eveningness Questionnaire 17 (MEQ), Beck Depression Inventory 18 (BDI), Beck Anxiety Inventory 19 (BAI) en de hoeveelheid slaap verkregen op de avond voor het ophalen. </li></ol> 2. Voorwaarden en ontwerp van experimenten <ol><li> Schema Sleep deelnemers zodanig dat ee coderen sessie vindt plaats in de avond (7:00-22:00) en het ophalen sessie gebeurt 12 uur later, na een volledige nachtrust in het laboratorium. Schema Wake deelnemers zodanig dat de codering sessie vindt plaats in de ochtend (7:00-10:00) en het ophalen sessie gebeurt 12 uur later na een volledige dag van wakker; ervoor zorgen dat ze niet slapen tussen de sessies. </li><li> Omvatten ochtend en avond Short Delay voorwaarden (die slechts 20 minuten vertraging tussen codering en retrieval, in vergelijking met een 12-uur vertraging voor de Sleep en Wake groepen) in de experimentele opzet om de zorg te minimaliseren dat eventuele verschillen gevonden tussen Sleep en Wake groepen zijn te wijten aan het tijdstip van de test (&#39;s morgens versus&#39; s avonds) en niet zozeer te wijten aan de slaap die tijdens de consolidatie vertraging. Deze korte vertraging omstandigheden kunnen worden beschouwd als &quot;circadiaanse control&quot; omstandigheden. <ol><li> Regelen voor de deelnemers in de Ochtend Short Delay voorwaarde om de stimuli b coderenussen 7:00-10:00, en voor deelnemers aan de Avond Short Delay voorwaarde om de stimuli tussen 7:00-10:00 coderen. Test de deelnemers 20 minuten na codeert. </li></ol></li></ol> 3. Stimuli Bouw <ol><li> Stimuli constructie voor codering. Selecteer stimuli op basis van de specifieke experimentele vraag. Dit protocol wordt het effect van slaap en cortisol op emotioneel geheugen, en als zodanig, de visuele stimuli tijdens het coderen zijn scènes uit ofwel een negatief object of neutraal object dat op een neutrale achtergrond. <ol><li> Zorg ervoor dat alle emotionele stimuli zijn ofwel eerder geschikt voor Valence en opwinding 20,21, of dat ze worden beoordeeld door de deelnemers na het voltooien van de studie met behulp van een Likert-schaal van 1 tot 7. Negatieve objecten moeten worden beoordeeld als zeer opwindend en laag in Valence (bv, arousal: 5-7; valence &lt;3 op 7-punts schaal met hoge waarden aangeeft hoge opwinding en hoge positiviteit, respectively), en neutrale objecten moeten worden beoordeeld als niet-opwindend en neutraal in Valence (bijvoorbeeld opwinding &lt;4; valentie: 3-5). </li><li> Randomisatie en design. Willekeurig vermengen de negatieve en neutrale scènes tussen de blokken (indien van toepassing). De huidige studie maakt gebruik van 2 blokken die ongeveer 10 minuten elk, waardoor de deelnemers een korte pauze om hun ogen uit te rusten van de eye tracker ertussen hebben. Breaks kan nuttig zijn om de 10-15 minuten voor de meeste jonge volwassen deelnemers, maar als het testen van een andere populatie (bijvoorbeeld kinderen), kan meer regelmatig een pauze nodig. </li></ol></li><li> Stimuli constructie voor ophalen. Selecteer stimuli op basis van de specifieke experimentele vraag. Hier, geheugen voor de voorwerpen is de focus, en als zodanig, de deelnemers gepresenteerd met objecten en achtergronden afzonderlijk tijdens het ophalen (waarvan de helft zijn tijdens codering en half nieuw). </li></ol> 4. Cortisol Procedure <ol><li>Zorg ervoor dat de deelnemers aan alle eisen hebben gevolgd in 1.3: Geen lichamelijke activiteit, eten, (iets anders dan water), roken drinken en poetsen hun tanden voor de 2 uur voorafgaand aan codering, zo goed als geen water gedurende tenminste 15 minuten voorafgaand aan de codering . </li><li> Onmiddellijk voorafgaand aan codering, instrueren de deelnemers om hun mond spoelen met ongeveer 1 gram water. Herinner hen het water niet te slikken, om monsterverdunning voorkomen. </li><li> Hebben de deelnemers aan het kwijlen op een mondelinge zwabber (zie ook Materiaal) gedurende 2 minuten. </li><li> Bij het hebben van deelnemers plaats de mondelinge wattenstaafje in het wattenstaafje opslag buis, slaan de swabs bij de temperatuur van 0 º C bij benadering tot geanalyseerd. </li></ol> 5. Eye Tracking / Encoding Procedure <ol><li> Eye tracking procedure. De eye tracker hier gebruikte tracks linkeroog blik patronen deelnemers bij 500 Hz (zie ook Materiaal). Alternatieve trackers kan worden gebruikt; om zo goed mogelijk de aandacht te beoordelen tijdens het coderen, Follow de instructies van de specifieke eye tracker gebruikt. <ol><li> De eerste, vraag de deelnemers om te zitten met hun kin op de chinrest en voorhoofd tegen een bar. Maak aanpassingen aan de stoel hoogte en kinhouder als nodig is, ervoor te zorgen dat het midden van het scherm in lijn met de ogen van de deelnemers. </li><li> Zorg ervoor dat de eye tracker nauwkeurig volgen van de blik van de deelnemers binnen 1 ° van nauwkeurigheid door het hebben van elke deelnemer te voltooien een kalibratie taak. Idealiter, een 9 - of 17 zou-punts kalibratie worden gebruikt, afhankelijk van het systeem, maar een 3 - of 5-punts kalibratie kan ook voldoende zijn. </li><li> De eerste, vraag de deelnemers om een ​​zwarte stip met hun ogen te volgen als het beweegt naar verschillende punten op het scherm en te fixeren op het wanneer het stopt. </li><li> Zodra de eye tracker nauwkeurig is gekalibreerd, vragen de deelnemers of ze klaar zijn om de taak te beginnen, en druk vervolgens op de knop &quot;Record&quot;. </li></ol></li><li> Coderingsprocedure. Vraag de deelnemers om een ​​taak uit te voeren thoed is waarschijnlijk leiden tot diepe codering, zoals het hebben van hen aangeven via muisklik of ze zou benaderen of terug weg van de scène (bijv. links = aanpak; rechts = terug weg) als ze te ontmoeten in het echte leven 10. Zie figuur 2 voor een visuele voorstelling van de codering procedure. <ol><li> Kunnen deelnemers een korte zelfbepaald break (bijv. ~ 10-60 sec) tussen de blokken, zodat ze terug van de eye tracker kan zitten en rusten hun ogen voordat ze doorgaan. Vraag hen om aan te geven wanneer zij klaar zijn om verder te gaan. </li></ol></li><li> Analyse van de ogen blik gegevens. Om de aandacht van de deelnemers te meten om bepaalde delen van de scène, gebruiken software om Interessegebieden 22 (AOI&#39;s) trekken in die streek. <ol><li> Na het tekenen van de AOIs Bereken het percentage van de tijd de deelnemers kijken naar de AOI opzichte van de rest van de scène. Als alternatief, tel het aantal saccades die de deelnemers leveren aan dat AOIk binnen een bepaald tijdsbestek. </li></ol></li></ol> 6. Studie-toets Delay <ol><li> Controleer of de vertraging lengte tussen codering en retrieval voor de Sleep en Wake omstandigheden gelijk is (bijv. 12 uur), en de vertraging lengte voor de 2 controle-omstandigheden (bv. 20 minuten). <ol><li> Voor de Sleep deelnemers, ervoor te zorgen dat de 12 uur vertraging omvat ongeveer 8 uur slaap. Omgekeerd zorgen dat de Wake deelnemers niet tijdens dit interval slapen of dutje. </li><li> Vraag de ochtend en avond Short Delay deelnemers in het laboratorium te blijven tijdens hun 20 minuten vertraging. Vertel hen dat ze kunnen doen wat ze willen in deze tijd, op voorwaarde dat ze niet slapen. </li></ol></li></ol> 7. Erkenningsprocedure <ol><li> Na de wachttijd, geven de deelnemers een geheugentest. <ol><li> Vraag de deelnemers om aan te geven of het weergegeven stimulus &quot;oude&quot; (included in een eerder bestudeerde scène), of &quot;nieuw&quot; (niet eerder bestudeerde) door op overeenkomstige toetsen op een toetsenbord (bijv. &quot;1&quot; = oud, &quot;2&quot; = nieuw). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Buchanan, T. W., Lovallo, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+memory+for+emotional+material+following+stress-level+cortisol+treatment+in+humans.">Enhanced memory for emotional material following stress-level cortisol treatment in humans.</a> Psychoneuroendocrino. 26 (3), 307-317 (2001).</li><li>Cahill, L., Alkire, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epinephrine+enhancement+of+human+memory+consolidation:+Interaction+with+arousal+at+encoding.">Epinephrine enhancement of human memory consolidation: Interaction with arousal at encoding.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 79 (2), 194-198 (2003).</li><li>Cahill, L., Gorski, L., Le, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+human+memory+consolidation+with+post-learning+stress:+Interaction+with+the+degree+of+arousal+at+encoding.">Enhanced human memory consolidation with post-learning stress: Interaction with the degree of arousal at encoding.</a> Learn. Mem. 10 (4), 270-274 (2003).</li><li>Kuhlmann, S., Wolf, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arousal+and+cortisol+interact+in+modulating+memory+consolidation+in+healthy+young+men.">Arousal and cortisol interact in modulating memory consolidation in healthy young men.</a> Behav. Neurosci. 120 (1), 217-223 (2006).</li><li>Payne, J. D., Jackson, E. D., Hoscheidt, S., Ryan, L., Jacobs, W. J., Nadel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+administered+prior+to+encoding+impairs+neutral+but+enhances+emotional+long-term+episodic+memories.">Stress administered prior to encoding impairs neutral but enhances emotional long-term episodic memories.</a> Learn. Mem. 14 (12), 861-868 (2007).</li><li>Smeets, T., Otgaar, H., Candel, I., Wolf, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=True+or+false?+Memory+is+differentially+affected+by+stress-induced+cortisol+elevations+and+sympathetic+activity+at+consolidation+and+retrieval.">True or false? Memory is differentially affected by stress-induced cortisol elevations and sympathetic activity at consolidation and retrieval.</a> Psychoneuroendocrino. 33 (10), 1378-1386 (2008).</li><li>Wolf, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+and+memory+in+humans:+Twelve+years+of+progress.">Stress and memory in humans: Twelve years of progress.</a> Brain Res. 1293, 142-154 (2009).</li><li>Payne, J. D., Kensinger, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep&#8217;s+role+in+the+consolidation+of+emotional+episodic+memories.">Sleep&#8217;s role in the consolidation of emotional episodic memories.</a> Curr. Dir. in Psychol. Sci. 19 (5), 290-295 (2010).</li><li>Walker, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overnight+therapy?+The+role+of+sleep+in+emotional+brain+processing.">Overnight therapy? The role of sleep in emotional brain processing.</a> Psychol. Bull. 135 (5), 731-748 (2009).</li><li>Payne, J. D., Kensinger, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+leads+to+changes+in+the+emotional+memory+trace:+Evidence+from+fMRI.">Sleep leads to changes in the emotional memory trace: Evidence from fMRI.</a> J. Cogn. Neurosci. 23 (6), 1285-1297 (2011).</li><li>Payne, J. D., Stickgold, R., Swanberg, K., Kensinger, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+preferentially+enhances+memory+for+emotional+components+of+scenes.">Sleep preferentially enhances memory for emotional components of scenes.</a> Psychol. Sci. 19 (8), 781-788 (2008).</li><li>Payne, J. D., Chambers, A. M., Kensinger, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+promotes+lasting+changes+in+selective+memory+for+emotional+scenes.">Sleep promotes lasting changes in selective memory for emotional scenes.</a> Front. Integr. Neurosci. 6, 1-11 (2012).</li><li>Cauter, E., Leproult, R., Laurence, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+changes+in+slow+wave+sleep+and+REM+sleep+and+relationship+with+growth+hormone+and+cortisol+levels+in+healthy+men.">Age-related changes in slow wave sleep and REM sleep and relationship with growth hormone and cortisol levels in healthy men.</a> JAMA. 284 (7), 861-868 (2000).</li><li>Antonijevic, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HPA+axis+and+sleep:+Identifying+subtypes+of+major+depression.">HPA axis and sleep: Identifying subtypes of major depression.</a> Stress. 11 (1), 15-27 (2008).</li><li>Otte, C., Lenoci, M., Metzler, T., Yehuda, R., Marmar, C. R., Neylan, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypothalamic-pituitary-adrenal+axis+activity+and+sleep+in+posttraumatic+stress+disorder.">Hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity and sleep in posttraumatic stress disorder.</a> Neuropsychopharmacol. 30 (6), 1173-1180 (2005).</li><li>Colten, H. R., Altevogt, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 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).</li><li>Horne, J. A., Ostberg, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-assessment+questionnaire+to+determine+morningness-eveningness+in+human+circadian+rhythms.">A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms.</a> Int. J. Chronobiol. 4 (2), 97-110 (1976).</li><li>Beck, A. T., Beamesderfer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+depression:+The+depression+inventory.">Assessment of depression: The depression inventory.</a> Mod. Probl. Pharm. 7, 151-169 (1974).</li><li>Beck, A. T., Epstein, N., Brown, G., Steer, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+inventory+for+measuring+clinical+anxiety:+Psychometric+properties.">An inventory for measuring clinical anxiety: Psychometric properties.</a> J. Consult. Clin. Psych. 56 (6), 893-897 (1988).</li><li>Kensinger, E. A., Garoff-Eaton, R. J., Schacter, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+negative+emotion+enhances+the+visual+specificity+of+a+memory.">How negative emotion enhances the visual specificity of a memory.</a> J. Cogn. Neurosci. 19 (11), 1872-1887 (2007).</li><li>Waring, J. D., Kensinger, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+emotional+valence+and+arousal+upon+memory+trade-offs+with+aging.">Effects of emotional valence and arousal upon memory trade-offs with aging.</a> Psychol. Aging. 24 (2), 412-422 (2009).</li><li>Manor, B. R., Gordon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+temporal+threshold+for+ocular+fixation+in+free-viewing+visuocognitive+tasks.">Defining the temporal threshold for ocular fixation in free-viewing visuocognitive tasks.</a> J. Neurosci. Methods. 128 (1-2), 85-93 (2003).</li><li>Richter-Levin, G., Akirav, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotional+tagging+of+memory+formation&#8212;in+the+search+for+neural+mechanisms.">Emotional tagging of memory formation&#8212;in the search for neural mechanisms.</a> Brain Res. Brain Res. Rev. 43 (3), 247-256 (2003).</li><li>Morris, R. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elements+of+a+neurobiological+theory+of+hippocampal+function:+the+role+of+synaptic+plasticity,+synaptic+tagging+and+schemas.">Elements of a neurobiological theory of hippocampal function: the role of synaptic plasticity, synaptic tagging and schemas.</a> Eur. J. Neurosci. 23 (11), 2829-2846 (2006).</li><li>Wang, S. -. H., Morris, R. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal-neocortical+interactions+in+memory+formation,+consolidation,+and+reconsolidation.">Hippocampal-neocortical interactions in memory formation, consolidation, and reconsolidation.</a> Ann. Rev. Psychol. 61, 49-79 (2010).</li><li>Kahn, J., Rubinow, D. R., Davis, C. L., Kling, M., Post, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salivary+cortisol:+A+practical+method+for+evaluation+of+adrenal+function.">Salivary cortisol: A practical method for evaluation of adrenal function.</a> Biol. Psychiatry. 23 (4), 335-349 (1988).</li><li>Abercrombie, H. C., Kalin, N. H., Thurow, M. E., Rosenkranz, M. A., Davidson, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortisol+variation+in+humans+affects+memory+for+emotionally+laden+and+neutral+information.">Cortisol variation in humans affects memory for emotionally laden and neutral information.</a> Behav. Neurosci. 117 (3), 505-516 (2003).</li></ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

Deze proefopzet het eerste bewijs dat de gunstige effecten van pre-codering cortisol geheugen significant wanneer tijdens de consolidatieperiode slaap optreedt. Alleen door zowel het meten van cortisol niveaus en manipuleren of de consolidatie interval opgenomen slapen was het mogelijk om vast te stellen dat de slaap en cortisol hebben een interactief effect op het geheugen. Dit ontwerp was kritisch bepalen dat in de eerdere studies die pre-learning cortisol zijn gebonden vergemakkelijkt geheugen voor negatieve stimuli 1,5, kunnen deze effecten van cortisol manifesteren door de slaap die tijdens de consolidatie interval. Deze bevinding wordt nog interessanter maakte gezien het feit dat de slaap versus kielzog ontwerp noodzakelijk testen deelnemers in de twee groepen op verschillende tijdstippen van de dag. Cortisol volgt een circadiaan ritme 26, met de hoogste cortisol niveaus in de vroege ochtend, en de laagste in de evening. Als zodanig is de Sleep deelnemers waren allemaal binnen een nauwe bandbreedte van relatief lage cortisol niveaus, die in de avond gecodeerd, terwijl de Wake deelnemers had hoger en meer variabel cortisol niveaus, die in de ochtend gecodeerd. Door dit ontwerp, blijkt dat zelfs kleine verschillen in relatief lage cortisol niveaus voldoende geheugenconsolidatie beïnvloeden gedurende slaap. Tegelijkertijd echter de diurnale variatie van cortisol compliceert ook het ontwerp. Toekomstige werkzaamheden kunnen overwegen hoe te controleren voor de effecten van de variatie van cortisol overdag op verschillende manieren. Een dergelijke manier zou zijn om de huidige bevindingen te repliceren met behulp van een middagdutje paradigma. Omdat cortisol niveaus tussen een Nap en Wake conditie statistisch gelijkwaardig zouden zijn, zouden circadiane fluctuaties in cortisol in zo&#39;n paradigma geen reden tot zorg. Hoewel veel vragen blijven over hoe cortisol interageert met slaap om emotioneel geheugen consolidatie verbeterenlidatie, het huidige werk levert het bewijs dat het faciliterende effect van pre-codering cortisol op emotioneel geheugen na vertragingen van minstens 24 uur zoals slaap 1,5,27 kan te wijten zijn aan interacties tussen cortisol en slaap-afhankelijke consolidatie processen. Zonder een ontwerp waarin vertraging een voorwaarde omvat de slaap en de andere niet, zou het niet mogelijk zijn om te isoleren of slaap is noodzakelijk voor dit effect in acht te nemen. Bovendien, door het beoordelen deelnemers oogbewegingen tijdens het coderen, is vastgesteld dat deze faciliterende effect van cortisol op emotioneel geheugen kan door cortisol moduleren de relatie tussen aandacht voor emotionele informatie coderen en de daaropvolgende consolidatie van deze gegevens tijdens slaap met verhoogde cortisol is er een sterkere relatie tussen wat deelnemers kijken tijdens het coderen en wat ze later herinneren. Het is mogelijk dat dit komt omdat verhoogde cortisol bij encoding &#39;labels&#39;Deze emotionele informatie zo belangrijk om te onthouden, wat slaap leidt tot dat saillante informatie selectief te versterken tijdens de consolidatie interval. Deze unieke combinatie van methoden - een slaap versus kielzog ontwerp, een meting van rust cortisol waarden, een beoordeling van de ogen blik tijdens het coderen, en een toediening van een gedrags-geheugen herkenningstest - niet alleen geleid tot het blootleggen van een interactief effect van cortisol en slapen consolidatie, maar ook voor het bepalen van een mogelijke aandachtsmechanisme achter dit effect. Kortom, deze studie worden gebruikt als een voorbeeld van de methoden die typisch onafhankelijk om een ​​beter begrip van complexe interacties tussen variabelen die invloed cognitie bereiken gebruikt combineren.

Het vermogen om informatie te consolideren is afhankelijk van tal van factoren, met de slaap en het stresshormoon cortisol zijn twee van de meest invloedrijke variabelen. Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat verhoogde cortisol niveaus, hetzij veroorzaakt door exogene cortisol toediening of psychosociale stress, vaak worden geassocieerd met een selectieve uitbreiding van het geheugen voor emotionele ten opzichte van neutrale stimuli 1-7. Slaap is aangetoond dat een soortgelijke selectieve effect op emotionele herinnering 8,9 hebben: Wanneer deelnemers worden met scènes uit een negatieve of neutrale object dat op een neutrale achtergrond, slaap unbinds de schermen bewaren van het geheugen voor de negatieve voorwerpen, terwijl geheugen voor de minder opvallende scène componenten (neutrale voorwerpen en neutrale achtergronden) verval 10-12. Terwijl deze twee literatuur gericht op de onafhankelijke effecten van cortisol en slapen op emotioneel geheugen, is het mogelijk dat cortisol en slapen hebben een interactief effect. Interessant, omdat studies naar de effecten van cortisol geheugen omvatten retentie vertraging van minstens 24 uur, hetgeen noodzakelijkerwijs omvat een nacht slaap, is het onmogelijk te bepalen of slaap is noodzakelijk voor cortisol een faciliterende effect op doordat zij. Op dezelfde manier, terwijl onderzoek heeft aangetoond dat de slaap bij voorkeur ten goede geheugen voor emotionele informatie, is het mogelijk dat deze effecten bij mensen met hogere cortisol niveaus kunnen worden versterkt tijdens het coderen. Daarom is het belangrijk om te begrijpen niet alleen hoe slaap en cortisol zelfstandig in geheugenvorming, maar ook te onderzoeken of slaap en cortisol samenwerken om geheugenvorming te ondersteunen. Immers, er zijn belangrijke verbanden tussen slaap en cortisol in normale veroudering 13, en vormen van psychopathologie die worden geassocieerd met geheugen tekorten 14,15. Alleen een combinatie vanmethodieken is het mogelijk om de complexe interacties tussen slaap en cortisol te begrijpen, en hun effecten op het geheugen consolidatie. Specifiek, door het combineren van de werkwijze van cortisol collectie met een slaap versus wake ontwerp, is het mogelijk te bepalen of er een interactief effect van deze twee variabelen consolidatie. Ook waardevol is dat door het gebruik van eye tracking in oog gaze meten tijdens het coderen, is het mogelijk een potentiële aandachtsmechanisme achter dit effect verklaren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="634">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Salimetrics oral swabs (SOS)</td>
			<td style="width:105px;">Salimetrics</td>
			<td style="width:119px;">5001.02</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Swab storage tubes (SST)</td>
			<td style="width:105px;">Salimetrics</td>
			<td style="width:119px;">5001.05</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:243px;">Eye-tracker</td>
			<td style="width:105px;">SensoMotoric Instruments (SMI)</td>
			<td style="width:119px;">iView X Hi-Speed</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

eye tracking, cortisol, and a sleep vs. wake consolidation delay: combining methods to uncover an interactive effect of sleep and cortisol on memory

Hoewel de stijging van cortisol kunnen profiteren geheugen consolidatie, zoals kort na het coderen slapen, is er momenteel een gebrek aan literatuur over hoe deze twee factoren kan een wisselwerking te beïnvloeden consolidatie. Hier presenteren we een protocol om de interactieve invloed van cortisol en slaap op geheugen consolidatie onderzocht, door een combinatie van drie methoden: eye tracking, cortisol analyse en gedragsmatige geheugen testen over slaap en waak vertragingen. Om te beoordelen rusten cortisol niveaus, de deelnemers gaf een speeksel monster voor het bekijken van negatieve en neutrale objecten in scènes. Openlijke aandacht te meten, werd ogen blik van de deelnemers gevolgd tijdens coderen. Te manipuleren of slaap opgetreden tijdens de consolidatie venster, deelnemers ofwel gecodeerde scènes in de avond, sliep &#39;s nachts, en nam een ​​herkenningstest de volgende ochtend, of gecodeerd scènes in de ochtend en bleef wakker tijdens een relatief lange retentie interval. Extra controlegroepen waren tested na een 20 min vertraging in de ochtend of &#39;s avonds, om te controleren voor de tijd van de dag effecten. Samen resultaten toonden aan dat er een directe relatie tussen rusten cortisol bij codering en daaropvolgende geheugen, maar na een periode van slaap. Door eye tracking werd bovendien vastgesteld dat negatieve stimuli, dit gunstige effect van cortisol bij volgende geheugen kan te wijten zijn aan cortisol versterking van de relatie tussen waar de deelnemers kijken tijdens het coderen en wat ze later kunnen herinneren. Kortom, de resultaten verkregen door een combinatie van deze methoden ontdekt een interactief effect van slaap en cortisol op geheugenconsolidatie.

Effecten van de slaap en Cortisol op Memory voor Emotionele en Neutral Stimuli De eerste hypothese gericht is dat verhoogde cortisol tijdens het coderen geheugen voor emotionele meer dan neutrale stimuli vergemakkelijkt en dat dit effect afhankelijk is van de slaap die tussen codering en retrieval. Figuur 4A uitzet het effect van cortisol geheugen negatieve objecten. Gestandaardiseerde niveau van cortisol (x-as) en geheugen voor negatieve objecten (y-as) werden direct gerelateerd aan de Sleep-groep (in rood), maar niet de Wake-groep (in grijs). De groep (Sleep vs Wake) door Cortisol interactie was significant [t (41) = 2.23, β = 2.92, p = 0.031]: Hogere cortisol bij codering voorspelde geheugen voor negatieve objecten als deelnemers sliepen tussen codering en retrieval [t (24 ) = 2.31, β = 0,43, p = 0.031], maar niet als ze bleef wakker [t (16) = 0.40, β </em&gt; = 0,10, p = 0,70; zie figuur 4A]. Deze significante effecten waren niet te wijten aan geslacht, menstruele cyclus, of kritisch, tijd van de dag, die werd bepaald door het uitvoeren van aanvullende analyses met de ochtend en avond Short Delay groepen. Voor neutrale geheugen (zie figuur 4B), een vergelijkbaar, maar zwakker patroon werd waargenomen. Er was een marginaal significant verband tussen cortisol voor coderen (x-as) en geheugen voor neutrale objecten (y-as) in de slaapstand groep [blauw, t (24) = 1,76, β = 0,34, p = 0,092 ], maar niet de Wake-groep [in grijs, t (16) = 0.98, β = 0,25, p = 0,34]. De interactie tussen Cortisol en Group was marginaal significant [t (41) = 1.95, β = 2.55, p = 0.059]. Effecten van de slaap en Cortisol op de wisselwerking tussen Aandacht tijdens het coderen en Consolidatie Het was hypothesized dat dit gunstige effect van cortisol op emotioneel geheugen kan deels door cortisol vermogen om &#39;tag&#39; informatie belangrijk om te onthouden op het moment van codering, leidt tot de volgende prioritering van deze gegevens tijdens de slaap. Deze &quot;emotionele tagging&quot;-concept suggereert dat codeert stimuli wekken neurale mechanismen activeert, wat leidt tot langdurige plasticiteit in de synapsen gekenmerkt door de tag 23-25. Het is mogelijk dat verhoogde cortisol tijdens het coderen helpt deze markeringen, waardoor de selectieve bewaring van deze gegevens tijdens consolidatie. Om deze mogelijkheid te onderzoeken, werden de eye-tracking-gegevens geanalyseerd om te bepalen of hoger cortisol verhoogt de kans dat slaap gebaseerde consolidatieprocessen voorkeur versterken geheugen voor de informatie die de meeste aandacht tijdens het coderen ontvangt. Ten eerste is het aandeel van de tijd elke deelnemer besteed aan het zoeken naar elk object in elke scène (&lt;em&gt; dat wil zeggen, de AOI) ten opzichte van de totale scène kijktijd werd berekend. De scènes werden vervolgens gesorteerd op een post-hoc basis, met behulp van gegevens erkenning van elke deelnemer om de scènes te sorteren in die waarvoor de deelnemer later herinnerde het object en die waarvoor de deelnemer later vergat het object. Ten slotte werd een score berekend voor het verschil in tijd tussen het kijken vervolgens onthouden en vervolgens vergeten voorwerpen (zie figuur 5) weerspiegelen. Als bijvoorbeeld deelnemers bekeek de voorwerpen zij later herinnerd voor gemiddeld 75% van de tijd dat de scene op het scherm werd en keek naar de voorwerpen die daarna vergat gemiddeld 65% van de tijd dat de scène was op het scherm, zou hun verschil in kijken uitslag 10%. Net als het uitgevoerd op de effecten van de slaap en cortisol geheugen (figuur 4) analyses werd een lineaire regressie voor testeneffecten van slaap en cortisol dit verschil naar tijd codering als functie van latere geheugen. Bij negatieve objecten (zie figuur 6A), rust cortisol (x-as) marginaal voorspelde het verschil in tijd kijken codering als functie van latere geheugen (y-as) in de slaapstand groep [rood, t (23) = 1.869 , β = 0,37, p = 0.075], maar niet de Wake-groep [in grijs, t (16) = 0.168, β = 0.043, p = 0.87]. De interactie tussen Cortisol en groep was significant [t (40) = -2,04, β = -2,99, p = 0.049] en kritisch, dit significant effect was niet vanwege geslacht, menstruele cyclus, of het tijdstip. Voor neutrale objecten (zie figuur 6B), was er geen effect van cortisol in de Sleep-groep (in het blauw), noch de Wake-groep (in grijs), en de interactie tussen Cortisol en groep was niet significant. <imgalt = &quot;Figuur 1&quot; fo: content-width = &quot;5in&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51500/51500fig1highres.jpg&quot; width = &quot;500&quot; /&gt; Figuur 1. Visuele voorstelling van de in deze video verslag, gescheiden door Group beschreven procedure. Dit cijfer geeft de vier groepen van deelnemers (Slaap, Wake, Morning Short Delay, en &#39;s avonds Short Delay), evenals de timing van de pre- coderen cortisol monster codering en retrieval voor elke groep. <img alt="Figuur 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51500/51500fig2highres.jpg" width="500" /> Figuur 2. Visuele voorstelling van stimuli gebruikt tijdens de codering. Deze figuur laat zien dat elke scène was samengesteld uit ofwel een negatief of een neutraal voorwerp geplaatst voor een neutrale achtergrond. Het toont ook aan dat de deelnemers bekeken deze scènes drie seconden elk, waarin tIME zij aangegeven of zij zou benaderen of terug weg van de scène als zij tijdens het echte leven ontmoet het. <img alt="Figuur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51500/51500fig3highres.jpg" width="500" /> Figuur 3. Visuele voorstelling van stimuli gebruikt tijdens het ophalen. Uit deze figuur blijkt dat de deelnemers werden gepresenteerd met objecten en achtergronden (afzonderlijk) tijdens de erkenning geheugen test. Deze objecten en achtergronden werden tijdens coderen (&quot;oude&quot;) ofwel eerder gepresenteerde of nooit eerder gezien in de context van het experiment (&quot;nieuw&quot;). <img alt="Figuur 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51500/51500fig4highres.jpg" width="500" /> Figuur 4. Effect van cortisol op het geheugen voor negatieve en neutrale objecten. Een </strong&gt; plots het effect van gestandaardiseerde cortisol niveaus op het geheugen voor negatieve objecten. B plots het effect van gestandaardiseerde cortisol niveaus op het geheugen voor neutrale objecten. Legenda: Slaap [Red Diamonds (neg), blauwe diamanten (neu)], Wake [grijze vierkanten], Slaap Linear Fit [rode lijn (neg), blauwe lijn (neu)], Wake Linear Fit [grijze lijn]. <img alt="Figuur 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51500/51500fig5highres.jpg" width="500" /> Figuur 5. Visuele afbeelding van de codering (links) en retrieval (rechts) procedure in verband met de afhankelijke variabele (verschil kijken tijdens coderen als functie van latere geheugen) beoordeeld eye-tracking-analyses. Deze figuur toont hoe de afhankelijke variabele-eye tracking analyses (het verschil in het kijken tijdens coderen als functie van latere geheugen) werd berekend. Bijzonder, deze score geeft het percentagevan de tijd tijdens het coderen dat de deelnemers gekeken naar objecten die ze later herinnerde (&quot;hits&quot;) minus het aandeel van de tijd tijdens het coderen dat de deelnemers gekeken naar objecten die ze later vergaten (&quot;mist&quot;). <img alt="Figuur 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51500/51500fig6highres.jpg" width="500" /> Figuur 6. Effect van cortisol op het verschil in kijken tijd codering als functie van de latere geheugen voor negatieve en neutrale objecten. Kijkend tijd werd berekend als het aandeel van de totale scène kijktijd dat de deelnemers besteed aan het zoeken naar het voorwerp binnen de scene. Een score werd berekend om het verschil in tijd tussen het kijken vervolgens onthouden en vervolgens vergeten voorwerpen, en een lineaire regressie werd gebruikt om de effecten van cortisol en slapen op dit punt tijdens testen. Een plots het effect negatief </em&gt; Objecten, terwijl B plots het effect voor neutrale objecten. Legenda: Slaap [Red Diamonds (neg), blauwe diamanten (neu)], Wake [grijze vierkanten], Slaap Linear Fit [rode lijn (neg), blauwe lijn (neu)], Wake Linear Fit [grijze lijn].

Watch this Scientific Journal Video about Eye Tracking, Cortisol, and a Sleep vs. Wake Consolidation Delay: Combining Methods to Uncover an Interactive Effect of Sleep and Cortisol on Memory at JoVE.c

Eye Tracking, Cortisol, and a Sleep vs. Wake Consolidation Delay: Combining Methods to Uncover an Interactive Effect of Sleep and Cortisol on Memory

We presenteren een protocol dat wordt gebruikt om een ​​interactieve effect tussen slaap en cortisol op het geheugen consolidatie te ontdekken, in het bijzonder voor negatieve wekken beelden. Specifiek, de experimentele ontwerp maakt gebruik van eye tracking, cortisol analyse en gedragsmatige geheugen testen - methoden die gebruikt kunnen worden met zowel gezonde en klinische deelnemers.

Eye Tracking, Cortisol, en een Sleep vs Wake Consolidatie Vertraging: De combinatie van methoden op een interactief effect van de slaap en Cortisol Ontdek op Memory

Although rises in cortisol can benefit memory consolidation, as can sleep soon after encoding, there is currently a paucity of literature as to how these ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

Noninvasive, High-throughput bepaling van de duur van de slaap in knaagdieren

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

A High-performance Liquid Chromatography Measurement of Kynurenine and Kynurenic Acid: Relating Biochemistry to Cognition and Sleep in Rats

Een High-performance Liquid Chromatography-meting van Kynurenine en Kynurenic zuur: Biochemie voor cognitie en slaap in ratten

The kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation has been implicated in psychiatric disorders. Specifically, the astrocyte-derived metabolite ...

Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

Chronisch slaaptekort in muis Pups door middel van zachte behandeling

Sleep is critical for proper development and neural plasticity. Moreover, abnormal sleep patterns are characteristic of many neurodevelopmental disorders. ...

Eye-tracking to Distinguish Comprehension-based and Oculomotor-based Regressive Eye Movements During Reading

Eye-tracking te onderscheiden van begrip- en Oculomotor gebaseerde regressieve oogbewegingen tijdens lezing

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

Automatische metingen van slaap en motorische activiteit in Mexicaanse Cavefish

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...

Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments

Het verzamelen van slaap-, circadiane-, vermoeidheid-en prestatiegegevens in complexe operationele omgevingen

Sleep loss and circadian misalignment contribute to a meaningful proportion of operational accidents and incidents. Countermeasures and work scheduling ...

Providing Meaningful Environmental Enrichment and Measuring Saliva Cortisol in Pigs Housed on Slatted Flooring

Het verstrekken van zinvolle milieu verrijking en het meten van speeksel cortisol bij varkens ondergebracht op een roostervloer

As pork is the most consumed meat worldwide, the welfare of animals in the swine industry has increasingly become a major public concern, which imposes a ...

Loneliness Assuaged: Eye-Tracking an Audience Watching Barrage Videos

Eenzaamheid Assuaged: Eye-Tracking een publiek kijken Barrage Video's

Researchers usually theorize media exposure based on assumptions of legacy media. However, a new interactive video viewing format, in this case barrage ...

A Chronic Sleep Fragmentation Model using Vibrating Orbital Rotor to Induce Cognitive Deficit and Anxiety-Like Behavior in Young Wild-Type Mice

Een chronisch slaapfragmentatiemodel met trillende orbitale rotor om cognitieve tekorten en angstachtig gedrag op te wekken bij jonge wilde muizen

Sleep disturbance is generally common in populations as a chronic disease or a complained event. Chronic sleep disturbance is proposed to be closely ...