Präfrontale transkranielle Gleichstromstimulation verbessert das Lernen insgesamt, verstärkt jedoch nicht selektiv die Vorteile einer gezielten Gedächtnisreaktivierung bei der Konsolidierung des Wachgedächtnisses, Teil 4

4.3. Konsolidierung emotionaler Erinnerungen und Lateralisierung der tDCS-Polarität

Wir stellten die Hypothese auf, dass eine anodische erregende Stimulation des rechten DLPFC (mit kathodalinhibitorischer Stimulation des linken DLPFC) den selektiven Verstärkungseffekt von TMR für negative Wortpaare erhöhen würde.

Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen erregender Stimulation und Gedächtnis. Wenn wir uns aufgeregt fühlen, schüttet unser Körper Chemikalien wie Adrenalin und Dopamin aus, die dabei helfen, unser Bewusstsein und unsere Konzentration zu steigern und unser Gedächtnis zu verbessern.

Wenn wir beispielsweise beim Erlernen einiger abstrakter und schwieriger Konzepte neugierig oder aus irgendeinem Grund aufgeregt sind, stimuliert diese Aufregung unser Gehirn und erleichtert es uns, uns an neues Wissen zu erinnern.

Darüber hinaus ist Bewegung auch ein gutes Stimulans. Untersuchungen zeigen, dass körperliche Betätigung Neuronen im Gehirn aktiviert, was das Gedächtnis verbessert. Denn Bewegung kann die Ausschüttung von Dopamin im Körper fördern, uns aufgeregt und glücklich machen und so unser Gedächtnis verbessern.

Allerdings müssen wir darauf achten, dass die Spannung weder zu hoch noch zu niedrig sein darf. Wenn wir uns übermäßig aufgeregt fühlen, kann es zu Unordnung in unserem Gehirn kommen oder es kann schwierig werden, uns zu konzentrieren und zu denken, was sich negativ auf das Gedächtnis auswirkt. Daher müssen wir einen moderaten Erregungszustand aufrechterhalten, um unser Gedächtnis zu verbessern.

Zusammenfassend besteht ein enger Zusammenhang zwischen erregender Stimulation und Gedächtnis. Indem wir Erregungsgefühle stimulieren und die Freisetzung von Chemikalien wie Dopamin durch den Körper anregen, können wir unser Bewusstsein, unsere Konzentration und unser Gedächtnis steigern. Deshalb sollten wir verschiedene Methoden ausprobieren, um unsere Erregung zu stimulieren und unser Gedächtnis zu verbessern. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola ein traditionelles chinesisches Arzneimittel ist, das viele einzigartige Wirkungen hat, darunter die Verbesserung des Gedächtnisses. Die Wirksamkeit von Cistanche deserticola beruht auf den vielen darin enthaltenen Wirkstoffen, darunter Gerbsäure, Polysaccharide, Flavonoidglykoside usw. Diese Inhaltsstoffe können die Gesundheit des Gehirns auf verschiedene Weise fördern.

Klicken Sie auf Möglichkeiten zur Verbesserung der Gehirnfunktion

Unsere Ergebnisse bestätigten jedoch keinen polaritätsabhängigen Effekt von tDCS auf die Konsolidierung negativer Elemente. Daher können wir nicht den Schluss ziehen, dass die Polarität von tDCS, die während eines Konsolidierungsintervalls angewendet wird, die TMR für negative Erinnerungen moduliert.

Wie bei einem globalen TMR-Effekt ist es jedoch möglich, dass der wichtigste und starke Effekt von tDCS auf die Gesamtspeicherleistung den spezifischen Effekt der tDCS-Polarität auf die Konsolidierung negativer Wortpaare verdeckte.

Obwohl diese Möglichkeit in weiteren Studien untersucht werden sollte, konnten andere Studien in ähnlicher Weise keine interhemisphärischen Dissoziationen zwischen linkem und rechtem DLPFC bei der Verarbeitung negativer Emotionen nachweisen oder sogar unerwartete gegenteilige Effekte erzielen. Beispielsweise wurde festgestellt, dass anodisches tDCS über dem linken DLPFC die Erkennung negativer und positiver Gesichtsausdrücke erleichtert (mit einem ausgeprägteren Nutzen für positive Emotionen), während es keinen Einfluss auf den emotionalen Zustand der Teilnehmer hatte [81].

In ähnlicher Weise haben Penolazzi et al. [82] fanden heraus, dass rechtsanodale/linke kathodische Stimulation über frontotemporalen Regionen die Erinnerung an angenehme Bilder erleichtert, wohingegen linksanodale/rechtskathodische Stimulation die Erinnerung an unangenehme Bilder verbessert.

Dennoch sollten unsere Ergebnisse mit Vorsicht betrachtet werden, da neutrale Wortpaare bereits am Ende des Lernvorgangs besser kodiert wurden als negative. Überlegenes Lernen für neutrale Elemente ist überraschend, wenn man bedenkt, dass das Erwecken negativer emotionaler Inhalte normalerweise besser kodiert ist [83].

Tatsächlich haben die meisten Studien den Einfluss der emotionalen Valenz auf den zeitlichen Verlauf der Gedächtniskonsolidierung untersucht und dabei festgestellt, dass emotionale Erinnerungen im Laufe der Zeit normalerweise besser erinnert werden [84], wahrscheinlich weil die Amygdala die Organisation von Erinnerungen im Hippocampus und im Neocortex vermittelt [85, {{2 }}].In der vorliegenden Studie wurden die Teilnehmer gebeten, Wortpaare zu lernen, während sie einem emotional kongruenten Klang zuhörten.

Sie wurden nicht gebeten, den Klang zu lernen. Daher fungierten die Laute als kontextbezogene (spezifisch für das Wortpaar) Hinweise und nicht als Elemente, die gelernt werden mussten. Es wurde erwartet, dass die Vorteile von TMR auf die Erinnerungserinnerung mit der Wiedergabe der auditiven Hinweise zusammenhängen. Wir spekulieren hier, dass die schwächere Kodierung negativer Assoziationen damit zusammenhängt, dass die erregenden negativen Geräusche als kontextuelle Hinweise fungierten.

Tatsächlich kann ein stark erregender emotionaler Kontext Prozesse der Gedächtnisbildung beeinträchtigen. Beispielsweise hat eine fMRT-Studie [87] negative Korrelationen zwischen der Erinnerungsleistung und der Amygdala-Aktivierung während der Kodierung negativer Wort- und neutraler Gesichtspaare hervorgehoben, was darauf hindeutet, dass die durch negative Emotionen induzierte Amygdala-Aktivierung die assoziative Gedächtnisleistung beeinträchtigen kann.

Darüber hinaus haben Zhang et al. [88] zeigten, dass stark erregende emotionale Bilder die Erkennung neutraler Wörter beeinträchtigten. Sie fanden heraus, dass stark erregende Kontexte positivere ERPs hervorriefen (im Vergleich zu wenig erregenden Kontexten), was darauf hindeutet, dass sie automatisch die Aufmerksamkeit erfassen und dass kognitive Ressourcen vorhanden sind, die eingesetzt werden, um die durch stark erregende Kontexte verursachte Störung zu überwinden, die letztendlich das Lernen beeinträchtigen würde.

Somit kann nicht ausgeschlossen werden, dass die erregende Wirkung der mit den Wortpaaren assoziierten negativen Laute zu hoch war, was die Aufmerksamkeit der Teilnehmer auf die Laute verlagert hätte, zu Lasten der assoziierten negativen Wortpaare im Vergleich zu den neutralen Wortpaaren. Frühere Studien fanden auch einen spezifischen schädlichen Effekt der Erregung negativer Emotionen auf assoziatives Lernen [89–91].

Eine solche Aufmerksamkeitsverschiebung könnte die Kodierung und spätere Abrufprozesse beeinträchtigt haben und möglicherweise einen spezifischen Effekt der rechten anodischen/linkskathodischen Stimulation des DLPFC maskiert haben. Zusätzlich zu einem Interferenzeffekt aufgrund eines stark erregenden Kontexts gibt es eine weitere mögliche und ergänzende Erklärung für eine schwächere Kodierung von Negative Assoziationen beruhen auf den unterschiedlichen Auswirkungen negativer Emotionen auf das Objektgedächtnis im Vergleich zum assoziativen Gedächtnis.

Tatsächlich wird allgemein angenommen, dass negative emotionale Inhalte das Gedächtnis für den Inhalt verbessern, indem sie die Amygdala-Aktivität steigern, während die Bindung von Elementen und Kontext, die durch die Hippocampus-Aktivität vermittelt werden, beeinträchtigt sein könnte, was zu einer nachteiligen Wirkung negativer Emotionen auf das assoziative Gedächtnis führt. Guez et al. [90] fanden heraus, dass negative emotionale Erregung im Vergleich zum Itemgedächtnis einen ausgeprägteren schädlichen Effekt auf das assoziative Gedächtnis hatte.

In ähnlicher Weise haben Bisby et al. [91] fanden eine positive Wirkung negativer Emotionen auf das Itemgedächtnis, wohingegen es das assoziative Gedächtnis beeinträchtigte. Daher könnte eine andere Erklärung für die in unserer Studie beobachtete schwächere Kodierung negativer assoziativer Wortpaare auf einen dualen Gedächtnisprozess zurückzuführen sein, der differenziell einen emotionalen Vorteil für das Itemgedächtnis, aber einen Nachteil für das assoziative Gedächtnis auslöst.

4.4. Keine langfristigen Vorteile von TMR und tDCS

Eine Vergessensrate von 30 bis 40 % wurde in ähnlicher Weise unter allen Bedingungen beobachtet, als eine Woche später erneut getestet wurde, was darauf hindeutet, dass die Vorteile von Wach-TMR und tDCS bei der Gedächtniskonsolidierung im Gegensatz zu früheren Berichten (z. B. [43–45]) nur von kurzer Dauer sind.

Die hohe Gedächtnisleistung, die bei der ersten Erinnerungssitzung erreicht wurde, könnte den langfristigen Nutzen von TMR und tDCS in unserer Studie verdeckt haben. Zum Beispiel in Flöel et al. In einer Studie [45] hätten ältere Probanden möglicherweise mehr Spielraum für eine Gedächtnisverbesserung gehabt, was die potenzielle DCS-bedingte Gedächtnisverbesserung langfristig erhöhen würde.

Eine andere mögliche Erklärung besteht darin, dass das Präsentieren von akustischen Erinnerungen während einer wachen Ruhephase zunächst die damit verbundenen Erinnerungen steigert, diese aber gleichzeitig in einen labileren Zustand versetzt, der anfälliger für äußere Störungen ist, was schließlich zum Vergessen führt.

Es wurde beispielsweise gezeigt, dass die erneute Exposition gegenüber einem kontextuellen Geruch im Wachzustand das Abrufen der Bildposition beeinträchtigt [29], wahrscheinlich weil Erinnerungen nach der Reaktivierung labiler sind und erneut konsolidiert werden müssen [70,92], aber siehe [93].

Darüber hinaus betrug das Zeitintervall zwischen Lernen und verzögertem Erinnern sieben Tage ohne Erinnerungen. Das Abrufen von Erinnerungen über mehrere aufeinanderfolgende Tage hinweg könnte auf lange Sicht zu erkennbaren Vorteilen geführt haben. Weitere Studien sind erforderlich, um die zeitlichen Auswirkungen von tDCS- und TMR-Techniken zu entwirren.

5. Schlussfolgerungen

Zusammenfassend haben wir in der vorliegenden Studie gezeigt, dass TMR während einer wachen Ruhephase die Konsolidierung des Kurzzeitgedächtnisses fördert. Allerdings führte gleichzeitiges tDCS entweder auf der rechten oder linken DLPFC zu viel höheren, aber unspezifischen Gedächtnisverbesserungen, wodurch der TMR-Vorteil zunichte gemacht oder zumindest überschattet wurde.

Schließlich zeigten unsere Ergebnisse einen polaritätsabhängigen hemisphärischen Effekt von tDCS auf die Konsolidierung emotional negativer Erinnerungen.

Bemerkenswerterweise erwies sich die Stimulation des DLPFC während 20 Minuten nach dem Lernen als vorteilhaft für die Konsolidierung verbaler deklarativer Erinnerungen. Durch die Erhöhung der kortikalen Erregbarkeit in präfrontalen Bereichen könnte tDCS den hippocampokortikalen Dialog begünstigen, der Gedächtniskonsolidierungsprozesse unterstützt.

Autorenbeiträge: MG war der leitende Forscher dieser Studie. MAN trug zum experimentellen Design und zur Redaktion des Artikels bei. PP trug zum experimentellen Design, zur Datenanalyse und zur Redaktion des Artikels bei. Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und sind damit einverstanden.

Finanzierung: Die Studie wurde vom FRS-FNRS Projet de recherche (PDR) T.0109.13 und dem FNRS-FWO Excellence of Science (EOS) MEMODYN-Projekt unterstützt. Zum Zeitpunkt der Studie war Médhi Gilson FRS-FNRS Research Fellow.

Erklärung des Institutional Review Board: Die Studie wurde gemäß den Richtlinien der Deklaration von Helsinki durchgeführt und von der Fakultäts-Ethikkommission der Université Libre de Bruxelles genehmigt (Protokollcode 026/2016, Datum der Genehmigung: 15. März 2016).

Einverständniserklärung: Von allen an der Studie beteiligten Probanden wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

Erklärung zur Datenverfügbarkeit: Rohdaten sind öffentlich verfügbar unter https://osf.io/4a3d5/ (abgerufen am 27. Mai 2020).

Danksagungen: Wir danken Paolo Bartolomeo für seine Hilfe bei der Datenerfassung.

Interessenkonflikte: Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Verweise

1. Mcgaugh, JL Zeitabhängige Prozesse im Speicher. Science 1966, 153, 1351–1358. [CrossRef]

2. Buzsaki, G. Der hippocampo-neokortikale Dialog. Cerebral Cortex 1996, 6, 81–92. [CrossRef]

3. Peigneux, P.; Orban, P.; Balteau, E.; Degueldre, C.; Luxen, A.; Laureys, S.; Maquet, P. Offline-Persistenz gedächtnisbezogener Gehirnaktivität im aktiven Wachzustand. PLoS Biol. 2006, 4, E100. [CrossRef]

4. Tambini, A.; Davachi, L. Die Reaktivierung früherer Erfahrungen im Wachzustand festigt Erinnerungen und verzerrt die Wahrnehmung. Trends Cogn. Sci.2019, 23, 876–890. [CrossRef] [PubMed]5. Wamsley, EJ Gedächtniskonsolidierung während der Wachruhe. Trends Cogn. Wissenschaft. 2019, 23, 171–173. [CrossRef] [PubMed]

6. Humiston, GB; Tucker, MA; Sommer, T.; Wamsley, EJ Ruhezustände und Gedächtniskonsolidierung: Eine vorregistrierte Replikation und Metaanalyse. Wissenschaft. Rep. 2019, 9, 19345. [CrossRef] [PubMed]

7. Sara, SJ Reaktivierung, Abrufen, Wiederholen und erneute Konsolidierung im und außerhalb des Schlafs: Die Zusammenhänge. Vorderseite. Verhalten. Neurosci. 2010,4, 185. [CrossRef] [PubMed]

8. Skaggs, WE; Mcnaughton, BL Wiederholung neuronaler Feuersequenzen im Hippocampus von Ratten während des Schlafs nach räumlicher Erfahrung. Science 1996, 271, 1870–1873. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com