Efè chaj memwa k ap travay ak entèval CS-US sou kondisyone reta Eyeblink

Yo itilize kondisyone Eyeblink nan anpil espès pou etidye aprantisaj motè epi fè enferans sou fonksyon serebeleux. Sepandan, diferans ki genyen nan pèfòmans ant moun ak lòt espès konbine avèk prèv ki montre volonte ak konsyans kapab modile aprantisaj sijere ke kondisyone je bat je se pa sèlman yon fòm aprantisaj pasif ki depann sèlman sou serebeleu a.

Reflèks kondisyone ak memwa yo gen rapò sere. Lè nou ekspoze a kèk bagay enteresan oswa sitiyasyon, sèvo nou otomatikman reponn a yo. Sa a se yon reflèks kondisyone. Apre yon tan, repons sa yo vin otomatik epi yo vin yon pati nan konpòtman nou chak jou. Se poutèt sa nou kòmanse danse lè nou tande yon melodi oswa nou santi nou kontan lè nou wè yon ti chen.

Ak memwa se yon eleman kle nan sèvo nou an. Li responsab pou estoke enfòmasyon ki soti nan reyaksyon sa yo pou nou ka benefisye de li pita nan lavi. Lè nou konbine li ak reflèks kondisyone, nou ka pi byen sonje enfòmasyon ak ladrès ki gen rapò ak sèten sitiyasyon, kidonk plis amelyore memwa nou an.

Pa egzanp, lè nou aprann nouvo vokabilè, nou ka entegre mo sa yo nan lavi chak jou nou epi konbine yo ak sèten sitiyasyon. Pa egzanp, lè w wè yon tab, ou panse ak mo biwo a. Nan fason sa a, atravè reflèks kondisyone, nou ka sonje nouvo mo sa yo nan lespri nou pi vit.

Nan ti bout tan, gen yon koneksyon inséparabl ant reflèks kondisyone ak memwa. Lè nou ka pwofite anpil avantaj de koneksyon sa a, nou ka pi byen reyalize potansyèl sèvo nou yo epi amelyore kapasite aprantisaj ak memwa nou yo. Li ka wè ke nou bezwen amelyore memwa nou an. Cistanche deserticola ka siyifikativman amelyore memwa paske Cistanche deserticola se yon materyèl tradisyonèl Chinwa medsin ak anpil efè inik, youn nan yo se amelyore memwa. Efikasite vyann mens soti nan divès engredyan aktif li genyen ladan l, ki gen ladan asid, polisakarid, flavonoid, elatriye engredyan sa yo ka ankouraje sante nan sèvo nan divès fason.

Klike sou konnen 10 fason pou amelyore memwa

Isit la nou te eksplore de fason pou redwi enfliyans volisyon ak konsyans sou kondisyone je bat je: (1) lè l sèvi avèk yon entèval kout interstimulus, epi (2) fè patisipan yo fè travay memwa travay pandan kondisyone a.

Rezilta nou yo montre ke patisipan ki te antrene ak entèval entèstimulus kout (150 ms ak 250 ms) pwodui trè kèk repons kondisyone apre 100 esè. fim pandan fòmasyon an. Rezilta nou yo sijere ke patisipan yo fè travay memwa travay pandan kondisyone eyeblink kapab yon estrateji solid pou etidye aprantisaj serebeleux ki absan enfliyans nan konsyans ak volisyon. Sa a ka amelyore konparezon rezilta yo jwenn nan etid imen ak sa yo ki nan modèl bèt.

ENTWODIKSYON

Eyeblink kondisyone se yon paradigm eksperimantal lajman itilize pou etidye aprantisaj asosyasyon. Nan kondisyone eyeblink, yon sijè aprann bat je an repons a yon estimilis kondisyonèl (CS), tankou ekspye repete swiv pa yon enkondisyonèl blink-elicitingstimulus (US). Nan kondisyone eyeblink reta, aparisyon US la kòmanse anvan fen CS a, tandiske nan kondisyone eyeblink tras, gen yon espas tan ant fen CS a ak kòmansman US la. Distribisyon repons kondisyonèl la (CR) lye ak entèval CS-US yo itilize pandan fòmasyon, konsa fèmen palpebral la rive jis anvan livrezon US espere, kidonk pwoteje je a. Fòmasyon ak yon entèval kout CS-US pwodui yon repons aprann bat je ak yon latansi kout, pandan y ap ansanm entèval CS-US pral lakòz yon CR ak yon latansi pi long.

Eksperyans blesi ak nerofizyolojik yo montre espès mamifè tankou lapen, chat, firè, rat, ak sourit, tras memwa asosyativ ki te fòme pandan kondisyone eyeblink an reta sitiye nan serebelo3–9. Etid sou pasyan serebeleux10,11 ak eksperyans neuroimaging12 konfime ke cerebellum jwe yon wòl esansyèl nan kondisyone je bat je nan imen an byen. Sepandan, sa pa vle di ke lòt pati nan sèvo yo pa enplike nan, oswa modil, aprantisaj. Nan yon etid anvan, nou te montre ke patisipan yo, si yo mande yo, yo ka pwodwi volontèman sa ki sanble ak yon repons kondisyone, menm lè pa gen US13. Men, nan ki pwen sa rive lè patisipan yo pa bay okenn enstriksyon? Kondisyone tras sanble depann de serebelo a, men tou ipokanp la ak sereb14,15. Sa a ka eksplike poukisa pasyan amnesik yo gen defisi sou tras men pa retade kondisyone16,17. Sepandan, yon lòt etid te montre ke konsyans de enprevi estimilis pa t afekte pousantaj aprantisaj la sou reta oswa kondisyone tras18. Anplis, neuroimagingdata endike ke rejyon siplemantè-serebelelèr nan sèvo yo aktif pandan kondisyone eyeblink reta19.

Patisipasyon ki pa serebeleux nan imen yo ka eksplike diferans ki genyen ant koub aprantisaj nan bèt ak imen. Inhumans, CR souvan parèt nan dis premye esè yo, ki te swiv pa sèlman modès ogmantasyon nan reponn20-22. Koub aprantisaj nan bèt yo, Kontrèman, montre yon ogmantasyon gradyèl nan pwobabilite CR a, epi li ra pou wè siyifikatif aprantisaj nan premye blòk yo5,23,24.An rezime, gen toujou plizyè kesyon ki pa reponn sou kous neral la ) responsab pou kondisyone eyeblink ak therole nan konsyans, ki rete yon varyab konfonn. Pou asosye mekanis neurofizyolojik serebelè yo ak kondisyone je bat je nan patisipan bèt ak moun, li se dezirab diminye enfliyans nan konsyans ak volisyon otank posib.

Isit la nou teste de estrateji pou redwi enfliyans konsyans ak volisyon sou kondisyone nan patisipan imen yo. Premye estrateji a se te itilize yon entèval kout CS-US pou minimize tan pou patisipan yo reponn volontèman. Dezyèm estrateji a se te diminye kontribisyon kortik nan aprantisaj la lè nou prezante travay memwa travay konkouran pandan kondisyone.Nou te chwazi travay memwa travay ke rechèch anvan yo sijere te okipe cortical la men se pa serebeleu a.

REZILTA

Modèl lineyè efè melanje

Pou teste efè fòmasyon, entèval entèstimulus (ISI), ak travay memwa travay sou pousantaj repons kondisyone yo, nou modle pousantaj CR lè l sèvi avèk yon modèl lineyè efè melanje. Yo te itilize yon modèl lineyè efè melanje olye ke yo te repete mezi analiz de divèjans paske li estatistik plis solid, konsidere diferans endividyèl yo, epi fè fas ak pwen done ki manke yo25,26. Kòm efè fiks, nou te itilize fòmasyon an (1-10), ISI (150, 250, oswa 500 ms), sèks (gason oswa fi), epi si sijè a te fè travay memwa travay oswa non (wi oswa non).

Nou menm tou nou enkli ID sijè kòm yon efè o aza nan modèl la. Modèl la te bati nan MATLAB (Mathworks Inc.) lè l sèvi avèk fitlmefunction ak fòmil la: CRs ~1 + Blòk + Sèks + WM + ISI + (1 |Sijè).

Modèl la montre ke travay blòk, ISI, ak WM gen yon efè enpòtan sou pousantaj repons kondisyone yo. Pou chak blòk 10 esè, pousantaj CR a ogmante pa yon mwayèn de 2.15%. Plis pase dis blòk, sa a tradwi 2.15 * 10=21.5%. Chanjman sa a enpòtan estatistikman (t=8.4339, P=4.4686e–16***, CI=1.65–2.65%). Modèl nou an te montre tou ke entèval entèstimulus la afekte pousantaj CR (figi 1a). Yon ogmantasyon 1 ms nan ISI a lakòz yon ogmantasyon 0.17% nan pousantaj CRs. Chanje soti nan yon ISI 150 ms nan yon ISI 500 ms tradwi nan yon ogmantasyon 0.17*350=59.5% nan pousantaj CR. Efè sa a enpòtan tou (t=10.30, P=1.74e-22***, CI=0.13-0.20%). Sepandan, kontrèman ak rezilta anvan nou yo20, sèks pa t afekte CR (t=1.621, P=0.11, CI=-1.67 a 17.4%).

Konsyantizasyon ak memwa travay

Apre sesyon fòmasyon an, yo te mande patisipan yo nan gwoup memwa k ap travay la, "Èske w remake nenpòt relasyon ant airpuffs ak ton?" Nan 11 sijè ki nan gwoup sa a, 3 te di ke yo te remake ke pafwa estimilis yo te vin ansanm epi pafwa poukont yo, men pa gen anyen plis. Sis nan 11 patisipan yo te panse estimuli yo te anmèdan ak distrè. Okenn nan 11 patisipan yo pa rapòte anyen sou relasyon tanporèl ant estimuli yo. Malgre sa, repons kondisyone yo te jwenn siksè. Konsyans eksplisit pa t 'konsa nesesè pou siksè kondisyone. Si wi ou non patisipan yo te rezoud travay memwa travay pandan kondisyone a te afekte pousantaj CR a (ilustr nan Fig. 1b). Moun ki te fè travay memwa yo te pwodui 13.68% mwens CR pase moun ki te gade yon fim. Diferans sa a te enpòtan estatistikman (t=2.77, P=0.{{20}}057 **,CI=3.99–23.4%). Nan yon modèl separe, ki te enkli sèlman patisipan ki te fè travay memwa travay yo, nou te teste si klasman relatif yon sijè sou pèfòmans memwa travay te prevwa pousantaj CR yo. Rezilta yo te montre se pa t 'ka a (t=1.3189, P=0.18, CI=-0.9 a 5.0%).

Rezime

An rezime, rezilta yo montre ke: (1) fòmasyon bay plis CRs; (2) yon entèval CS-US pi long bay plis CRs; (3) sèks pa afekte pousantaj CR; (4) fè yon travay memwa travay diminye pousantaj CRs; ak (5) ki jan patisipan yo byen fè sou travay memwa travay yo pa afekte pousantaj CR a.

DISKISYON

De konklizyon prensipal etid sa a se ke (1) yon entèval entèstimulus<250 ms produces very few conditioned responses, and (2) having participants do working memory tasks reduces the learning rate. The lack of learning with a short CS–US interval goes against results in animal models where CS–US intervals between 150 ms and 500 ms typically produce high rates (80–100%) of conditioned responses23,24,27–29. However, it is largely consistent with previous research on humans where interstimulus intervals of <250 ms are associated with poor learning1,21, although in one study, 200 ms did produce some learning30. Given that we only tested four participants with a 150 ms ISI, we are not able to rule out that learning can occur with such a short ISI. However, the lack of learning to both 150 ms and 250 ms ISIs, combined with results from previous studies, indicate that using short CS–US intervals does not support eyeblink conditioning in humans. Furthermore, this also means that using short ISIs is not a viable strategy to reduce active influences on eyeblink conditioning because no conditioning occurs, at least not when the training consists of ~100 trials.

Training with a 500 ms ISI did induce learning. In the control group (without the working memory distraction), there was a rapid increase in rates of responding. Within the first three blocks, the response rate reached an average of >80%, ki pa t chanje anpil pou sèt blòk ki rete yo. Sa a se nan liy ak lòt obsèvasyon nan kondisyone eyeblink ak patisipan imen11,19,20,22,30-32. Sepandan, li diferan de kondisyon kondisyone nan lòt mamifè. Nan lapen entak, rat, ak sourit, repons kondisyone yo pafwa wè sèlman apre plizyè jou nan fòmasyon5,24,27,28,33. Pousantaj pik nan repons ak plato nan koub aprantisaj mwayèn anjeneral pran jou fòmasyon adisyonèl. Li posib ke fòmasyon moun pou yon tan ki pi long oswa nan plizyè okazyon-jan yo tradisyonèlman fè nan bèt yo-kapab rezilta nan pi gwo pousantaj nan repons kondisyone.

Fè travay memwa travay pandan fòmasyon ak entèval 500 msCS-US rann patisipan yo pa okouran de enkonvenyans estimilis yo men li pa anpeche aprann. Piske nou pa t 'mande patisipan yo ki pa t' fè travay memwa travay sou konsyans yo, nou pa ka di si yo te okouran de estimiliscontingencies yo. Sepandan, eksperyans nou an se ke patisipan yo byen vit reyalize ke soufle lè a vini apre son an, ki se tou ki konsistan avèk obsèvasyon nan ref. 18. Koub aprantisaj patisipan yo nan gwoup memwa travay la te rive nan yon plato pita nan gwoup kontwòl la. Ogmantasyon gradyèl nan repons kondisyone pwolonje sou nèf nan dis blòk fòmasyon yo. Epitou, byenke aprantisaj la te pi piti piti epi to repons yo te pi ba depi premye blòk la, to repons lan te rive nan menm nivo (> 80%) ak gwoup kontwòl la nan fen dis blòk fòmasyon yo. Rezilta nou yo kontredi eksperyans anvan yo kote yon travay maskin pa t afekte pousantaj aprantisaj la. Travay memwa travay nou yo te gen anpil chans siyifikativman pi difisil.

An rezime, eksperyans anvan yo montre ke konsyans sou kondisyon yo estimilis ak bat je volontè ka yon sous aprantisaj akselere pandan kondisyone je bat je reta. Etid sa a sijere ke fè patisipan yo fè travay memwa travay konkouran pandan kondisyone ka diminye enfliyans aktif sou aprantisaj, ki ka bay yon pwosesis aprantisaj ki piman depann de serebeleux e konsa plis konparab ak repons kondisyone bat je yo rapòte nan literati bèt yo.

METÒD

Patisipan yo

Patisipan yo se te 42 etidyan (fi=22; gason=20) nan Inivèsite Lund. Ranje laj la te 24.6 ± 5.38 ane (mwayèn ± SD). Patisipan yo te divize an kat gwoup diferan (gade Tablo 1). Twa gwoup yo te antrene ak twa diferan entèval CS-US: 150, 250, ak 500 ms. Katriyèm gwoup la te antrene ak yon entèval 500 ms, men anplis kondisyone, patisipan yo te resevwa enstriksyon pou yo fè travay memwa travay (WM) pandan y ap fòme. Anvan eksperyans lan, sijè yo te siyen yon fòm konsantman alekri ki di ke yo te enfòme sou pwosedi a an tèm jeneral, sa vle di ke repons yo ta dwe anrejistre epi yo ta prezante yo ak ton ak souf lè ki vize nan je a. Fòm konsantman an te verifye tou ke sijè yo te konnen yo te kapab retire patisipasyon yo nenpòt ki lè. Kòm yon siy rekonesans, sijè a te resevwa yon tikè sinema nan fen eksperyans la (kèlkeswa si yo te konplete tout pwotokòl la). Komite lokal la (Rejyonal etikprövningsnämnden Lund) apwouve etid la (DNR 2017–785).

Materyèl

Konfigirasyon eksperimantal la ilistre nan Fig. 2. Pou detekte mouvman palpebral yo, yo te atache yon ti wonn leman neyodim (dyamèt: 3 mm; epesè: 1 mm) nan palpebral gòch sijè a lè l sèvi avèk tep baton doub. Chanjman ki te lakòz nan chan mayetik la te anrejistre lè l sèvi avèk yon chip GMR (AAH002-02E, NVE Corporation).Chip GMR la ak bouch ki bay soufle lè a te atache sou bò dwat yon pè linèt sijè a te mete pandan tès la. . Done Capteur GMR yo te pran echantiyon nan 1000 Hz epi yo te transfere nan òdinatè a atravè yon konvètisè Micro 1401 AD (Cambridge Elektwonik Design). Yo te itilize Micro 1401 tou pou deklanche loudspeakers yo jwe ton an—yon ton 1000 Hz ki dire 1 s—ak ouvèti valv solenoid D132202 (Aircom), lage airpuff la.

Eyeblink kondisyone

Eksperyans yo te fèt nan yon chanm trankil sou lakou lekòl la. Pou chak sijè, nou ajiste entansite soufle lè a pou yon fason ki fidèl te pwovoke yon repons reflèktiv san irite je a. Presyon ki kapab lakòz yo varye ant 0.5 a 1 bar. Menm jan an tou, volim ton an te ajiste pou l ka tande men pa dezagreyab. Chak moun te resevwa yon kantite total 100 esè (10 blòk 10 esè). Nan 100 esè sa yo, 25% se te probetrials sa vle di ke CS a te prezante pou kont li. Entèval entèval la te 10 ± 2 s.

Nan gwoup ki pa t 'fè travay memwa travay, patisipan yo te mande yo chwazi yon emisyon televizyon pi renmen yo gade sou yon laptop pandan sesyon an kondisyone. Yo te mande sijè a pou konsantre sou pwogram nan epi eseye pa kontwole mouvman palpebral yo. Nan gwoup la ki te resevwa travay memwa travay pandan kondisyone, patisipan yo te di yo konsantre ak fè byen ke posib sou travay memwa travay yo. Yo te di ke objektif eksperyans lan se te wè efè yo sou pèfòmans memwa travay nan stimuli distrè nan fòm ton ak soufle lè. Objektif la se te fè sijè a wè eksperyans la se yon tès memwa k ap travay epi yo pa konnen ke se te, an reyalite, yon eksperyans kondisyone je bat je. Apre fòmasyon an, patisipan yo nan gwoup memwa travay la te mande si yo te remake nenpòt modèl nan prezantasyon stimuli yo.

Travay memwa travay

Patisipan yo nan gwoup memwa k ap travay yo te bay travay memwa egzijans pandan sesyon kondisyone eyeblink la.Nou te chwazi kèk nan tès memwa travay ki pi komen ki te posib pou konbine avèk pwotokòl kondisyone a, epi ki pa t mande dirèkteman distribisyon ak ladrès motè. Men, gen prèv ki montre ke plizyè nan travay memwa travay sa yo enplike serebelo a34,35. Espesyalman, patisipan yo te fè uit tès sa yo nan lòd sa a: (1) Corsi, (2) wotasyon mantal, (3) plizyè travay, (4) n-back (3-tounen), (5) Navon, (6) )Stroop, (7) rechèch vizyèl, ak (8) travay klasman kat Wisconsin. Tès memwa k ap travay yo te kouri sou lojisyèl sou entènèt PsyToolkit (PsyToolkit devlope pa pwofesè GijsbertStoet e li fè pati e li disponib nan www.psytoolkit.org). Chak travay memwa travay te kòmanse ak enstriksyon ki sou ekran bay PsyToolkit. Enfòmasyon konplemantè yo te prezante vèbalman lè patisipan yo te mande yo. Chak tès te kòmanse ak kèk egzanp fòmasyon (ki bay nan lojisyèl an), epi apre sa, tès la te kòmanse. Yo te fè repons ak yon klavye òdinatè ak yon sourit. Lè yon patisipan te fini tout 8 tès yo, yo te resevwa enstriksyon pou yo kòmanse sou premye tès la. Anjeneral, patisipan yo te konplete 1.5 ti tès yo. Rezilta ki soti nan dezyèm tou pa te analize pi lwen.

Analiz done

Done Eyeblink yo te kolekte lè l sèvi avèk lojisyèl Spike2 v9.10 (CED). Done ki soti nan travay memwa travay yo te sove nan MicrosoftExcel. Tout done yo te imedyatman ekspòte ak analize nan Matlab R2022a (Mathworks). Sèvi ak script Matlab koutim, nou klase chak jijman kòm (1) CR, (2) pa gen CR, oswa (3) jijman envalid. Si yon CR te prezan, script la te estime aparisyon ak pik repons lan. Tout bale yo te tcheke manyèlman pou asire ke script te fè kategorizasyon kòrèk yo. Erè yo te korije manyèlman. Pou analiz pèfòmans tès memwa k ap travay, nou te chwazi de varyab: tan reyaksyon (RT) ak siksè nan tès la (repons kòrèk an %). Ranje a te kalkile lè l sèvi avèk fonksyon ranman ki soti nan lojisyèl Microsoft Excel, ak yon ran mwayèn te prezante yon valè pou chak varyab RT ak siksè nan moun ki teste.

Rezime rapò

Gen plis enfòmasyon sou konsepsyon rechèch ki disponib nan rezime rapò NaturePortfolio ki lye nan atik sa a.

REFERANS

1. Kimble, GA Kondisyone kòm yon fonksyon nan tan ki genyen ant stimuli kondisyone ak enkondisyone. J. Exp. Psikòl. 37, 1–15 (1947).

2. Steinmetz, AB et al. Evalyasyon entèval entèstimulus bidireksyonèl (ISI) chanje kondisyone reta nan je-blink nan moun ki an sante. Aprann. Konpòtman. 39,358–370 (2011).

3. McCormick, DA & Thompson, RF Serebellum: patisipasyon esansyèl nan repons palpebral yo kondisyone klasik. Syans 223, 296–299 (1984).

4. Yeo, CH, Hardiman, MJ & Glickstein, M. blesi diskrè nan kortik serebeleuz la klasikman kondisyone repons manbràn nictitating lapen an.Konpòtman. Sèvo Res. 13, 261–266 (1984).

5. Ten Brinke, MM et al. Modèl evolye nan kondisyone Pavlovian: dinamik cerebellarcortical nan sourit konpòte yo reveye. Rep. selil 13, 1977–1988 (2015).

6. Jirenhed, D.-A. & Hesslow, G. Èske pòz selil Purkinje se chofè repons clignotant ki gen kondisyon klasik? Serebellum 15, 526–534 (2016).

7. Zucca, R., Rasmussen, A. & Bengtsson, F. Eskalad fib regilasyon nan aktivite selil espontanePurkinje ak repons serebelo-depandan bat je yo. eNeuro 3,ENEURO.0067-15.2015 (2016).

8. Freeman, JH & Steinmetz, AB Neural sikwi ak plastisit mekanisman delè kondisyone eyeblink. Aprann. Mem. 18, 666–677 (2011).

9. Norman, RJ, Villablanca, JR, Brown, KA, Schwafel, JA & Buchwald, JSClassical eyeblink kondisyone nan chat la bilateralman hemispherectomized. Exp.Neurol. 44, 363–380 (1974).

10. van Gaalen, J. et al. Kondisyone eyeblink nòmal se yon mak bonè nan disfonksyon serebeleux nan preklinik SCA3 transpòtè mitasyon. Eksp. Sèvo Res. 237,427–433 (2019).

For more information:1950477648nn@gmail.com