Hluti 1: Hvaða áhrif hefur endurvirkjun minni meðan á námi stendur?
Mar 30, 2022
Tengiliður: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Netfang:audrey.hu@wecistanche.com
Vinsamlega smelltu hér fyrir Part 2
Robert J. Molitor,1,2 Katherine R. Sherrill,2 Neal W. Morton,2 Alexandra A. Miller,3 og Alison R. Preston1,2,3
1Sálfræðideild, Texasháskóli í Austin, Austin, Texas 78712, 2Center for Learning and Memory, University of Texas í Austin, Austin, Texas 78712, og 3Department of Neuroscience, Texasháskóli í Austin, Austin, Texas 78712
Atburðir sem skarast við fyrri reynslu geta komið af stað endurvirkjun á núverandi minningum. Hins vegar getur slík endurvirkjun haft mismunandi framsetningarafleiðingar innan hippocampus hringrásarinnar. Reiknunarkenningar um starfsemi hippocampus benda til þess að tannbeygja og CA2,3 (DG/CA2,3) séu hlutdræg til að aðgreina mjög svipaðar minningar, en CA1 gæti samþætt skylda atburði með því að tákna þá með skarast taugakóða. Hér prófuðum við hvort myndun aðgreindra eða samþættra framsetninga í undirsviðum hippocampus fer eftir styrkleikaminniendurvirkjun meðan á námi stendur. Mannlegir þátttakendur af báðum kynjum lærðu tengsl (AB pör, annaðhvort andlitsform eða vettvangsform) og fóru síðan í fMRI skönnun á meðan þeir kóðuðu skarast tengsl (BC lögun-hlutapör). Bæði fyrir og eftir nám voru þátttakendur einnig skanaðir á meðan þeir skoðuðu óbeint tengda þætti minninga sem skarast (A og C myndir) í einangrun. Við notuðum fjölbreytu mynsturgreiningar til að mæla endurvirkjun upphaflegra paraminna (A atriði) meðan á skörunarpari (BC) námi stendur, sem og námstengda framsetningarbreytingu fyrir óbeint skyldminniþættir í undirsviðum hippocampus. Þegar fyrri minningar voru virkjaðar á ný við skarast parkóðun, urðu DG/CA2,3 og subiculum framsetning fyrir óbeint tengdar myndir (A og C) minna líkar, í samræmi við mynstursgreiningu. Samtímis,minniendurvirkjun við nýtt nám stuðlaði að samþættingu í CA1, þar sem framsetning fyrir óbeint tengdminniþættir urðu líkari eftir nám. Ennfremur,minniendurvirkjun og subiculum framsetning spáðu fyrir um hraðari og nákvæmari ályktanir (AC) ákvarðanir. Þessi gögn sýna að endurvirkjun tengdra minninga meðan á nýju námi stendur leiðir til aðskiljanlegrar kóðunaraðferða á undirsviðum hippocampus, í samræmi við reiknikenningar.
Lykilorð: tengiminni; þáttaminni; háupplausn fMRI; undirsvið hippocampus; mynstur aðskilnað
bæta minni cistanche hylki
Mikilvægisyfirlýsing
Sveigjanleiki þáttaraðarminnigerir okkur kleift að muna bæði smáatriðin sem aðgreina svipaða atburði og sameiginlegt á milli þeirra. Hér prófuðum við hvernig endurvirkjun fyrri reynslu við nýtt nám stuðlar að myndun taugamynda sem gætu þjónað þessum tveimurminniaðgerðir. Við komumst að því að endurvirkjun minnis meðan á námi stóð stuðlaði að myndun aðgreindra framsetninga fyrir skarast minningar í dentate gyrus/CA2,3 og subiculum undirsviðum hippocampus, en leiddi um leið til myndunar samþættra framsetninga tengdra atburða í undirsviði CA1. Ennfremur,minniendurvirkjun og subiculum framsetning spáðu fyrir um árangur þegar ályktað var um óbein tengsl milli atburða. Þessar niðurstöður benda til þessminniendurvirkjun er mikilvægt lærdómsmerki sem hefur áhrif á hvernig skarast atburðir eru táknaðir innan hippocampal hringrásarinnar.
Kynning
Hippocampus er samsett úr mörgum undirsviðum sem stuðla aðminniúrvinnslu og framsetningu. Reiknilíkön gefa til kynna að líffærafræðilegir eiginleikar tannhjólsins og CA2,3 (DG/CA2,3) geri þessi undirsvið tilvalin fyrir mynstur aðskilnað, eða sjálfvirka hornréttingu á mjög svipuðum barkarinntaki með dreifðum skothríð (Marr, 1971; Schapiro o.fl. ., 2017). Aftur á móti hefur verið lagt til að eiginleikar CA1 miðliminnisamþættingu eða myndun skörunar framsetninga sem kóða sameiginleg einkenni
Mynd 1. Tilraunahönnun. Skýringarmynd af hegðunarverkefninu. Þátttakendur voru fyrst útsettir fyrir einstaklingsbundnum myndum (andlitum, senum og nýjum hlutum) sem síðar myndu tengjast óbeint í gegnum tengslanám (A og C atriði). Þá lærðu þátttakendur að tengja upphafspör (andlitsform eða vettvangsform AB tengsl) og voru skannaðar á meðan þeir lærðu pör sem skarast (form-hlutur BC tengsl). Þátttakendur voru skanaðir aftur í fasa eftir lýsingu á meðan þeir skoðuðu sömu hluti frá forlýsingu (A og C atriði). Þátttakendur luku síðan ályktunarverkefni þvert á þætti. Að lokum luku þátttakendur staðsetningarverkefni þar sem þeir skoðuðu hver fyrir sig framkomin andlit, atriði, hluti og form í lokaðri hönnun. B, Sjónræn líkt meðferð. Líkindi hins sameiginlega B hluts milli pöra voru meðhöndluð með parametri. Í þessu dæmi hefði efsta lögunin sést í upphaflegu AB-pörunum, en neðsta röðin táknar mismunandi formform sem hægt er að sjá þegar þú lærir BC-pörin sem skarast. Tengjandi B hluturinn sem sýndur er við pörnám sem skarast gæti annað hvort verið nákvæm samsvörun við B atriðið sem kynnt var við upphaflegt (AB) paranám, hátt líkt eða lítið líkt form, eða nýtt (þ.e. ekki skarast) atriði. C, Huglægt líkt lögunaráreita sem notað er fyrir blikkandi hluti. Óháð úrtak þátttakenda gaf út sjónræna líkt á milli foreldraforma og formgerða sem sýndir voru hlið við hlið með því að nota 5 punkta Likert kvarða (1=alls ekki svipað, 5=mjög svipað). bls , 0.05 (pöruð t-próf). Villustikur gefa til kynna 6 SEM.
yfir tengda þætti (Eichenbaum o.fl., 1999; Schlichting og Preston, 2015; Schapiro o.fl., 2017). Raflífeðlisfræðilegar rannsóknir sýna fram á slíka myndgreiningu milli undirsviða: DG/CA2,3 ensembles kalla fram sérstakt skotmynstur með aðeins litlum breytingum á skynjunareiginleikum umhverfisins, en CA1 virknimynstur breytast smám saman eftir því sem umhverfið verður skynjunarlega aðgreint (Leutgeb o.fl., 2004, 2007). Samhliða vinna hjá mönnum hefur sýnt að breytingar á DG/CA2,3 virkjun gera greinarmun á mjög svipuðum hlutum eða hlutum sem deila svipuðu samhengi, en CA1 svör gera það ekki (Bakker o.fl., 2008; Lacy o.fl., 2011; Dimsdale -Zucker o.fl., 2018). Subiculum, framleiðsla uppbygging hippocampal hringrásarinnar (O'Mara o.fl., 2001), getur stuðlað að bæði mynstursgreiningu (Potvin o.fl., 2009) og samþættingu (Schapiro o.fl., 2012).
Hins vegar hefur slík fyrri vinna ekki íhugað hvernigminniendurvirkjun knýr áfram aðgreinanlegar framsetningaraðferðir innan hippocampussins, sem gerir framsetningarnámi kleift að fara út fyrir einfalda umbreytingu milli ytri skynjunar ogminniframleiðsla. Klassísk reikninámslíkön leggja til þaðminniframsetning ætti að laga sig til að spá fyrir um líklegar niðurstöður sem svar við umhverfisvísum, þar sem samþætting á sér stað þegar áreiti spá fyrir um sömu niðurstöðu og aðgreining þegar áreiti spá fyrir um mismunandi niðurstöður (Rumelhart o.fl., 1986). Hins vegar benda nýlegar niðurstöður fMRI til þess að aðgreining geti einnig átt sér stað þegar áreiti deila sameiginlegum tengslum eða niðurstöðu (Schlichting o.fl., 2015; Favila o.fl., 2016; Zeithamova o.fl., 2018). Í þessum rannsóknum var framsetning hippocampus greinilegri fyrir áreiti sem deildu sameiginlegri niðurstöðu en áreiti með mismunandi niðurstöðum. Ekki er hægt að útskýra slíka aðgreiningu út frá sjálfvirkum aðskilnaði utanaðkomandi inntaks með dreifðri kóðun í DG/CA2,3; frekar, nýlegt fræðilegt sjónarhorn leggur til á undirsviðum hippocampus (Ritvo o.fl.,2019). Við gerðum einnig tilgátu um að samþætting og aðgreining væru ekki gagnkvæmar niðurstöður til að bregðast við endurvirkjun minni, en að endurvirkjun myndi í staðinn leiða til samtímis myndunar á samhliða aðgreindum og samþættum framsetningum í DG/CA2,3 og CA1.
Til að prófa þessar spár, gerum við parametrically skynjun líkt á milli skarast atburðum í tengslum ályktunarverkefni (Mynd 1). Þátttakendur rannsökuðu fyrstu pör og voru skannaðar með því að nota háupplausn fMRI á meðan þeir lærðu pör sem skarast. Við prófuðumminnifyrir lærðu pörin og ályktuð þekking á óbeinu sambandi milli pöra, þar sem ályktunarframmistaða þjónar sem hegðunarvísir samþættingar (Shohamy og Wagner, 2008; Zeithamova o.fl., 2012). Á gagnrýninn hátt töluðum við hvernigminniendurvirkjun við skarast atburðanám hafði áhrif á framsetningu hippocampus undirsviðs.
cistanche heilsubætur: bæta minni
Efni og aðferðir
Þátttakendur
Þrjátíu og tveir rétthentir einstaklingar (15 konur, á aldrinum 18-31ára, meðal=21.5 ára) tóku þátt eftir að hafa veitt upplýst samþykki í samræmi við bókun sem samþykkt var af endurskoðunarnefnd stofnana við háskólann í Texas kl. Austin. Þátttakendur fengu $25/klst í bætur. Gögn frá 6 þátttakendum voru útilokuð frá greiningunum: 2 þátttakendur vegna of mikillar höfuðhreyfingar, 1 þátttakandi sem dró sig út úr tilrauninni, 2 þátttakendur sem höfðu ófullnægjandi skannalotur (eftirásetningu og/eða staðsetningarfasar voru ekki skannaðar) og 1 þátttakandi fyrir myndgervi í virkniskönnunum sem útilokuðu greiningu á forlýsingu og staðsetningarfasa. Þátttakendur sem eftir voru (n=26, 14 konur) voru með í greiningunum. Við ákváðum lokaúrtaksstærð okkar út frá tengdum rannsóknum sem notuðu svipaðar hugmyndir og greiningaraðferðir (Zeithamova o.fl., 2012; Schlichting o.fl., 2015; Dimsdale-Zucker o.fl., 2018). Ennfremur gaf þessi úrtaksstærð okkur metið tölfræðilegt afl upp á 0,0,99 til að greina áhrif sjónræns líkingar á ályktunarnákvæmni milli þátta, byggt á tilraunagögnum frá sérstökum hópi þátttakenda (n=30, 22 konur, á aldrinum { {23}}ár, meðaltal=18.9ár; endurteknar mælingar ANOVA sem leiðir til hluta h í veldi (h2)=0.280).
Áreiti
Áreiti voru 58 ókunn andlit (hálft karlkyns, hálft kvenkyns, allt hvítt), 58 ókunnugt atriði (hálft náttúrulegt, hálft manngerð), 671 svört form mynduð í MATLAB (fyrir frekari upplýsingar, sjá Sjónræn líkindi meðhöndlun við nýja kóðun) og 74 skáldsögur hlutir (Hsu o.fl., 2014; Schlichting o.fl., 2015). Hlutmengi af áreiti var skipulögð í 32 tri- ads sem samanstanda af þremur hlutum (A, B, C) sem voru notuð í tengslum ályktunarverkefni (Mynd 1A). A hlutir samanstóð af andlitum (16) jafnt skipt eftir kyni, og atriði (16) jafnt skipt eftir náttúrulegum og manngerðum; allir B hlutir voru form (56); allir C hlutir voru nýir hlutir (32). Annar undirhópur áreita (42 andlit, 42 senur, 42 hlutir og 42 form) voru notaðar í staðsetningarverkefninu og sáust ekki í tengslum við ályktunarverkefnið. Úthlutun áreitis til þríhyrninganna og staðsetningarverkefnis var slembiraðað milli þátttakenda. Áreiti voru kynnt með því að nota Psychtoolbox í MATLAB (Brainard, 1997; Pelli, 1997; Kleiner o.fl., 2007).
cistanche duft
Verklagsreglur
Upphaflega para (AB) nám. Þátttakendur lærðu fyrstu pörin (AB) í fjórum rannsóknarprófkubbum. Á rannsóknarstigi var hvert af 32 fyrstu pörunum kynnt í 3,5 sekúndur með 0,5 s millibili (ITI). A hluturinn (andlit eða vettvangur) var alltaf sýndur til vinstri og B hluturinn (formið) var alltaf sýndur til hægri. Eftir að hafa rannsakað öll pörin voru þátttakendur prófaðir með því að nota 3-vals þvingaða valpróf. Þátttakendum var bent á A hlutinn efst á skjánum og áttu að velja á milli viðeigandi B hluts og tveggja þynna. Þynnurnar voru form úr öðrum þríhyrningum, þannig að þátttakendur gátu ekki byggt ákvörðun sína á kunnugleika formanna. Þátttakendur höfðu 10 sekúndu til að svara í hverri prufu. Eftir að þátttakandinn hafði svarað var leiðréttandi endurgjöf veitt í lok hverrar tilraunar í 1 sek. Prófprófanir voru aðskildar með 0,5 s ITI. Líffærafræðilegum myndum var safnað á þessum áfanga.
Sjónræn líkindismeðferð við nýja kóðun. Að skoða hvernig líkindi atburðarþátta hafa áhrifminniendurvirkjun og hegðun, sjónræn líkindi tengja þátt (lögun, eða B atriði) í tengslum ályktun verkefni var parametrically handleika (Mynd 1B). Við stjórnuðum sjónrænum líkingum á grundvelli fyrri vinnu sem sýndi að viðbrögð hippocampus undirsviðs eru mótuð með skörun sjónrænna eiginleika á milli atburða (Leutgeb o.fl., 2004, 2007; Bakker o.fl., 2008; Lacy o.fl., 2011). Það voru alls fjögur skilyrði: nákvæm samsvörun, mikil líkindi, lítil líkindi og ný. Í nákvæmu samsvörunarástandi sáu þátttakendur nákvæmlega sömu tengi B lögun þegar þeir lærðu upphafspörin (AB) og skörunarpörin (BC). Við mikla og lága líkindisskilyrði var hvert form sem sást í pörunum sem sköruðust breytileg útfærsla forms frá einu af upphafspörunum. „Foreldri“ form voru mynduð með því að taka 16 punkta sem dreift er eftir jaðri hrings, færa hvern punkt af handahófi og síðan tengja aðliggjandi punkta til að búa til brúnir með spline interpolation. Formin við mikla og lága líkindisskilyrði voru mynduð með því að taka tvö foreldri form og taka meðaltal af hnitum samsvarandi hornpunkta með mismunandi þyngd. Mikið líkt form voru vegin 80 prósent til annars foreldris lögun og 20 prósent til hins foreldri, en lág líkt form voru vegin 70 prósent til annars foreldrisins og 30 prósent til hins. Í nýju ástandi sáu þátttakendur nýtt form parað við nýjan hlut, sem gerir það að verkum að þessi pör skarast ekki við upphafspörin. Nýju pörin þjónuðu því sem grunnlína fyrir félagsnám. Hver þátttakandi rannsakaði átta þríhyrninga fyrir hvert sjónlíkt ástand.
Munur á huglægu líkt milli hlutanna með mikla og lága líkt var staðfestur í óháðu úrtaki 9 þátttakenda (8 konur, á aldrinum 18-22ára, meðaltal=19.4 ára). Þátttakendur í þessu úrtaki mátu sjónrænt líkt á milli foreldraforma og formgerða sem sýnd eru hlið við hlið með því að nota 5 punkta Likert kvarða (1=alls ekki svipað, 5=mjög svipað) í 180 tilraunum . Nákvæm samsvörun var metin sem líkari en mikil líkindi (t(8) {{10}}.255, p , 0.001, Cohen's d=2.085), mikil líkindi voru metin sem líkari en lítil líkindi (t(8)=9.312, p,0.001, d=3.104), og lág líkindi voru metin líkari en ný. atriði (t(8)=10.021, p,0.001, d=3.340). Einn fyrirvari við að mæla huglægan líkt með þessari nálgun er að samanburðurinn felur ekki í sér aminnihluti. Það er mögulegt að ef við settum inn töf á milli framsetningar tveggja forma, gæti huglæga líkindaaðgerðin sem sést (mynd 1C) verið mismunandi; til dæmis gæti huglægur líkindismunur milli mikilla og lágra líkindaskilyrða hafa verið minna áberandi. Þó að þessi mælingarfyrirvari gæti haft áhrif á túlkun á huglægu líkindadómunum sjálfum, hefur hann minni áhrif á túlkun á miðlægum hegðunar- og taugagreiningum okkar. Við sjáum mun á-minniafköst og endurvirkjun milli líkindaskilyrða (þar á meðal háu og lágu skilyrða) sem gefa til kynna að líkindaskilyrðin fjögur hafi mismunandi áhrif á vinnslu (sjá niðurstöður). Ennfremur beinast taugagreiningar okkar, sem meta námstengda framsetningarbreytingu, eingöngu á ástandið með mikla líkt og treysta ekki á samanburð við önnur líkindisskilyrði (sjá Útsetning einstakra atriða fyrir og eftir nám).
Skörun para (BC) nám. Eftir að þátttakendur lærðu fyrstu pörin voru þau skönnuð á meðan þau lærðu pörin sem skarast. Þessi áfangi samanstóð aftur af fjórum námsprófskubbum. Á rannsóknarstigi voru pörin 32 kynnt með atburðatengdri hönnun, þar sem pörin voru sýnd í 3,5 sekúndur og fylgt eftir með 8,5 sekúndum ITI festingu. C-liður (hlutur) var alltaf sýndur til vinstri og B-liður (form) var alltaf sýndur til hægri. Eftir hvern rannsóknaráfanga voru þátttakendur prófaðir á BC pörunum með því að nota 3-vals þvingað val próf, sem var ekki skannað. Þátttakendur voru benddir með C hlutnum efst á skjánum og áttu að velja á milli viðeigandi B hluts og tveggja þynna. Viðbrögð voru ekki veitt á þessum áfanga. Þátttakendur höfðu 10 sekúndu til að svara í hverri prufutilraun og tilraunir voru aðskildar með 0,5 sekúndu ITI.
Útsetning fyrir einstökum atriðum fyrir og eftir nám. Áður en þeir lærðu fyrstu pörin og eftir að hafa lært þau pör sem skarast, fengu þátttakendur að kynnast A og C hlutum (andlitum, tjöldum og hlutum) hver fyrir sig frá því að vera líkt. Þessi váhrifastig voru takmörkuð við eitt sjónrænt líkt ástand til að hámarka fjölda kynninga fyrir hvert áreiti og bæta mat á verkatengdum virkjunarmynstri (sjá Mat á einstökum áreitamynstri fyrir og eftir nám). Með því að nota eitt líkt skilyrði gerði okkur einnig kleift að stjórna áhrifum sjónræns líktunar þegar við reiknum út myndbreytingu. Hið mikla sjónlíka ástand var notað vegna þess að fyrri vinna hjá mönnum hefur sýnt að mjög sjónrænt svipuð áreiti kalla fram mismunandi svörun í DG/CA2,3 og CA1 (Lacy o.fl., 2011).
Í hverri útsetningarkeyrslu voru þátttakendur skanaðir á meðan hlutir voru sýndir í 1 s með 3 s ITI. Á meðan hvert atriði var á skjánum luku þátttakendur breytingaskynjunarverkefni með því að gefa til kynna með því að ýta á hnapp hvort svartur kross sem lagður var ofan á breytti lit í grænt eða blátt 100-200ms eftir að áreiti hófst (Kriegeskorte o.fl., 2008; Schlichting et al. al., 2015). Það voru fjórar endurtekningar á hverju atriði í hverri keyrslu og alls fjórar keyrslur hver í forlýsingu og eftir lýsingu. Tilraunir voru gervi-slembivalsaðar þannig að atriði innan þríhyrnings voru sýnd með að minnsta kosti tveimur fléttuðum hlutum úr öðrum þríhyrningum. Að auki voru 20 prósent rannsókna að engu (þ.e. það var ekkert hlut- eða breytingauppgötvun verkefni) til að bæta virkjunarmat á atriðisstigi í greiningunni; þessar núlltilraunir voru settar af handahófi á milli kynningartilrauna. Prófunarröð og tímasetning var eins í fyrir- og eftir lýsingu. Fylgst var með nákvæmni breytingauppgötvunarverkefnisins til að tryggja að þátttakendur veittu verkefninu athygli en var ekki skoðað frekar.
Það var líka óskannaður forlýsingarfasi fyrir atriði úr nákvæmri samsvörun, lítil líkindi og nýjar aðstæður sem áttu sér stað fyrir fyrstu skannaða forlýsingu. Tilgangur þessa áfanga var að setja að jöfnu þekkingu á A og C hlutunum í nákvæmri samsvörun, lítið líkt og nýjar aðstæður við atriði í mikilli líkt ástandi fyrir paranám. Óskannaða lýsingin var svipuð og skannaða lýsingarfasarnir, nema ITI var 0,5 s og engar núllprófanir voru.
Sambandsályktun (AC) próf. Í kjölfarið á áfanganum eftir útsetningu fengu þátttakendur óvænt próf á óbeinu sambandi milli A og C atriða sem áttu sameiginlegan félaga (B). Ályktunarprófið var gert inni í skannanum en var ekki skannað. Í þessum áfanga voru þátttakendur benddir með C hlutnum (hlut) og gátu valið á milli A hluta í sama flokki (þ.e. þrjú andlit eða þrjú atriði). Í andlitsprófunum var þátttakendum bent á að velja þann sem myndi líklegast eiga hlutinn sem bent var á. Í vettvangsrannsóknum var þeim bent á að velja staðinn þar sem þeir myndu líklegast finna hlutinn sem bent var á. Það er gagnrýnivert að þátttakendur hafi á engum tímapunkti fengið skýra leiðbeiningar um sjónræna líkindisstjórnun eða skörun milli náms. Þátttakendur fengu 10 sekúndur til að svara. Engin viðbrögð voru gefin.
Localizer. Eftir ályktunarprófið voru þátttakendur skanaðir í staðsetningarverkefni. Í þessu verkefni skoðuðu þátttakendur röð áreita úr áreitaflokkunum fjórum sem notaðir voru í tilrauninni: andlit, senur, form og hluti. Áreiti voru sett fram í stíflaðri hönnun, þar sem hver kubb samanstóð af átta myndum sem sýndar voru í 2,5 s hver með 0,5 s ITI. Í hverri áreitisblokk luku þátttakendur einu bakiminniverkefni þar sem þeir þurftu að greina endurtekið áreiti. Það var eitt endurtekið áreiti í hverri blokk. Fylgst var með nákvæmni á einhliða verkefninu til að tryggja að þátttakendur veittu verkefninu athygli en var ekki skoðað frekar. Blokkir voru aðskildir með 8 sekúndum festingu. Þátttakendur luku þremur keyrslum af staðsetningarverkefninu, með tveimur kubbum fyrir hverja áreititegund í hverri keyrslu.
fMRI gagnasöfnun og forvinnsla
Gögnum var safnað með 3T Siemens Skyra. Alls voru 15 hagnýtar skannanir (TR=2000 ms, TE=30 ms, snúningshorn =73 gráðu, 1,7 mm ísótrópískir voxlar, EPI, fjölbandshröðunarstuðull{{8} }) yfir forlýsingu, pörrannsókn sem skarast, eftir lýsingu og staðsetningarfasa. Þrjú reitakort (TR=589 ms, TE{{10}} ms/7.46ms, 1.5 1.5 2 mm voxels, snúningshorn{{16} } gráður) var safnað til að leiðrétta fyrir röskun í segulsviðinu: einni strax fyrir forlýsingu til að leiðrétta skannað fyrir lýsingu, einni fyrir skörunarpör til að leiðrétta rannsóknina og skanna eftir lýsingu, og einni fyrir staðsetningarfasa til að leiðrétta staðsetningarskannanir. AT1-vegnu 3D MPRAGE rúmmáli var safnað (TR=1900 ms, TE=2.43ms, snúningshorni=9 gráðu, 1 mm ísótrópískir voxels) til að auðvelda röðun og staðla virknigögnin í líffærafræðilegt sniðmát. Tveimur kórónu T2-vegnum burðarvirkjaskönnunum, stillt hornrétt á langás hippocampus, var safnað (TR=13,150 ms, TE=82 ms, 0,4 mm í plani, 1,5 mm í gegnum -plane) og síðan meðaltal fyrir skiptingu undirsviðs.
Virkar og líffærafræðilegar myndir voru forunnar með því að nota FMRIB Software Library útgáfu 5.0.9 (FSL: http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/) og Advanced Normalization Tools (ANTS) útgáfu 2.1 ( Avants o.fl., 2011). Hagnýtar skannanir voru hreyfileiðréttar með því að nota MCFLIRT í FSL og síðan skráðar í lokarannsóknina sem skarast á pari með því að nota tengdar umbreytingar í ANTS. Mannvirki sem ekki voru heila voru fjarlægð úr virkniskönnunum og MPRAGE með því að nota BET í FSL. Viðbótarvinnsla gagna var framkvæmd með því að nota FEAT (FMRI Expert Analysis Tool) útgáfu 6.00, hluti af FSL. Eftirfarandi tölfræðivinnsla var notuð á allar virkar myndir; samskráning með MPRAGE og vettvangskorti sem byggir á EPI unwarping með því að nota FUGUE (Jenkinson, 2003); staðlað magn styrkleika alls 4D gagnasafnsins með einum margföldunarstuðli; háhraða tímasíun (Gaussian-vegin minnstu ferninga beina línufesting, með s =64 s). Staðbundin jöfnun með Gauss kjarna af FWHM 4 mm var beitt á skörunarpörin og staðsetningarskannanir.
í hvað er cistanche notað: bæta minni
arðsemi
Líffærafræðileg arðsemi innihélt grátt efni í heila fyrir endurvirkjunargreininguna og hippocampal undirsvið fyrir taugakóðungreininguna. Gráefnisgríma fyrir heila heila var búin til fyrir hvern þátttakanda í heimarými með því að nota FAST (Zhang o.fl., 2001), hluti af FSL, með MPRAGE. Gráefnisgrímur voru síðan færðar í virka upplausn með því að nota línulegar umbreytingar í ANTS. Innan hippocampus voru virkjunarmynstur í undirsviðum CA1, sameinuðu DG/CA2,3 svæði og undirfrumum greind. Hippocampal undirsvið voru auðkennd í höfði og líkama hippocampus í innfæddu rými með því að snúa eðlilegri grímum úr opnu sniðmáti með sundurliðuðum undirreitum (Schlichting o.fl., 2019) yfir í meðaltal T2 kransæðamyndar hvers þátttakanda með því að nota ólínulegt SyN umbreytingar í ANTS. Sýnt hefur verið fram á að þessi aðferð skilar niðurstöðum sem eru sambærilegar við handvirka rakningu (Schlichting o.fl., 2019). Grímur voru síðan skoðaðar og breyttar handvirkt fyrir hvern þátttakanda til að fjarlægja voxels utan hippocampus og tryggja nákvæma skiptingu byggða á staðfestum samskiptareglum (West og Gundersen, 1990; Duvernoy, 1998; Mai o.fl., 2007). Að lokum var undirsviðsgrímunum umbreytt í rými virkniskannana með því að skrá fyrst meðaltal kórónumyndarinnar á MPRAGE með því að nota línulegar umbreytingar og síðan nota áður reiknaða umbreytingu á virknirýmið.
Magngreining og tölfræðigreining
Afkóðunminniendurvirkjun meðan á viðburðarnámi skarast. Til að mæla endurvirkjun kóðunarmynstra sem tengjast upphafspörunum við pöranám sem skarast, notuðum við mynsturflokkunargreiningu í PyMVPA (Hanke o.fl., 2009). Ef þátttakendur endurvirkjaðu tengdar upplýsingar (þ.e. A andlit og atriði úr AB pörum) þegar þeir læra pör sem skarast (BC lögun-hlutapör), þá ætti mynsturflokkari sem er þjálfaður á staðsetningargögnum að vera viðkvæmur fyrir flokki upplýsinga (annaðhvort andlit eða vettvangur) sem verið er að endurvirkja (Polyn o.fl., 2005; Kuhl o.fl., 2011; Zeithamova o.fl., 2012). Þannig þjálfuðum við mynsturflokkarann með gögnum frá staðsetningarfasanum og notuðum síðan flokkarann á lærdómsstigið sem skarast. Við rekstrarhæfðumminniendurvirkjun sem flokkunarsönnun fyrir flokk A atriða (þ.e. andlit eða vettvangur) frá upphaflegu AB pörunum sem tengjast BC pörunum sem skarast.
Við mældumminniendurvirkjun með fjölþrepa ferli. Í fyrsta lagi keyrðum við leitarljós í heila (Kriegeskorte o.fl., 2006) til að bera kennsl á svæði þar sem upplýsingar um A hluti voru settar aftur á meðan pör nám skarast. Í hverri leitarljóskúlu (radíus=3 voxels, rúmmál=123 voxels), var línuleg stuðningsvektorvél þjálfuð til að greina taugamynstur frá staðsetningarfasa sem tengist andlitum, senum, hlutum og formum. Til að taka tillit til blóðaflfræðilegrar töf var hver virk mynd merkt með því að taka prófunarmerkin og færa þeim fram í tíma um 4 s (tveir TR). Þjálfaði flokkarinn var síðan notaður á taugamynstur frá lærdómsfasa sem skarast, sem einnig var tímafært um 4 sek. Áætlanir um endurvirkjun á tilraunastigi voru dregnar út með því að taka flokkunarsönnunargögn fyrir flokkinn sem tengist A-hluta hvers þríhyrnings (td flokkunarsönnunargögn fyrir andlit fyrir andlitsform-hlutþríhyrninga) fyrir tvær TR sem samsvara framsetningu hvers pars. Sönnunargildi flokkara voru flokkuð í tvö sett: endurvirkjunarsett
og grunnlínusett. Endurvirkjunarsettið innihélt flokkunarsönnunargildi úr nákvæmri samsvörun, mikilli líkt og lítilli líkindisprófum. Grunnlínusettið innihélt andlits- og vettvangssönnunargildi úr rannsóknum í nýju ástandi. Vegna þess að lögun-hlutapör í nýju ástandi skarast ekki við neitt af áður lærðum pörum ættu þau ekki að kalla fram endurvirkjun andlits- eða senuminninga. Endanleg endurvirkjunarvísitala var reiknuð út í hverri kúlu með því að taka mismuninn á milli meðaltalsvísana fyrir endurvirkjunarsettið og meðaltal grunnlínusettsins.
Til að prófa mikilvægi þessa endurvirkjunarvísitölu bárum við saman raunverulegan endurvirkjunarvísitölu við núlldreifingu í hverri leitarljósakúlu. Núlldreifingin var búin til yfir 1000 endurtekningar með því að stokka upp sönnunargildum flokkara yfir endurvirkjunar- og grunnlínusettin og endurreikna síðan endurvirkjunarvísitöluna í hverri endurtekningu. Miðja voxel hvers leitarljóskúlu greindi frá hlutfalli núlldreifingar með endurvirkjunarvísitölum sem voru hærri en eða jafn og endurvirkjunarstuðullinn sem sást (þ.e. p-gildi). Til að bera kennsl á endurvirkjunarsvæði yfir þátttakendur voru leitarljósakort einstakra þátttakenda stöðluð í hópsniðmát fyrir marktektarpróf. P-gildismyndunum var breytt í z-tölfræðimyndir og síðan sveigðar í MNI 152 líffærasniðmátið (endursýnt í upplausn hagnýtra skanna, 1,7 mm ísótrópískir voxels) með því að nota ólínulegar SyN umbreytingar í ANTS. Voxelwise, nonparametric umbreytingaprófun var gerð með því að nota Randomise í FSL yfir 5000 endurtekningar (Winkler o.fl., 2014). Marktækir klasar voru auðkenndir með því að nota voxel þröskuld p,0,01 (óleiðrétt) og klasaþröskuld p, 0,05. Viðmiðunarmörk voru reiknuð út með því að nota AFNI (Cox, 1996) fallið 3dClustSim með sléttleikamati fengnu úr rannsóknarfasa með því að nota 3dFWHMx byggt á staðbundinni sjálffylgniaðgerð. Umfang klasa var ákvarðað með því að nota tvíhliða þröskuld með næstnæstu nágrannaþyrpingum.
Til að staðfesta að endurvirkjunarráðstöfunin væri ekki knúin áfram af einum áreitiflokki, yfirheyrðum við leitarljósaþyrpinga frekar til að prófa hvort endurvirkjun væri breytileg eftir áreitiflokki (andliti eða vettvangi) á hlutnum í post hoc greiningu. Marktæku þyrpingunum sem auðkennd voru í endurvirkjunarleitarljósagreiningunni var breytt í tvöfaldar grímur og öfugt eðlilegar í upprunalegt rými með því að nota ANTS. Síðan var endurvirkjunargreiningin endurtekin í hverri hagnýtri arðsemi fyrir hvern þátttakanda. Við notuðum endurteknar mælingar ANOVA með svæði og áreitiflokki sem þætti til að meta hvort endurvirkjun á hverju svæði væri mismunandi eftir áreitiflokki.
Þó upphaflega leitarljósagreiningin okkar staðfærði svæði þar sem endurvirkjun átti sér stað fyrir ofan grunnlínu, keyrðum við einnig sjálfstæða leitarljós til að bera kennsl á svæði þar sem endurvirkjunarstyrkur var breytilegur með sjónlíkingu. Þetta leitarljós notaði svipaða nálgun við greininguna sem mældi heildarendurvirkjun, en með viðbótarstigi sem bar saman vísbendingar um flokkun fyrir endurvirkjun á milli nákvæms samsvörunarskilyrða og annarra líkindaskilyrða (þ.e. mikils líkt ástands og lágt líkt ástand samanlagt). Áhrif líkinda voru reiknuð út á hverju sviði með því að taka mismuninn á milli meðaltalssönnunargagna fyrir nákvæma samsvörun og meðalsönnunar fyrir mikla og lága líkindisskilyrði samanlagt. Þessi mismunur var síðan borinn saman við núlldreifingu í hverri leitarljóskúlu, sem var búin til yfir 1000 endurtekningar með því að stokka upp sönnunargildum flokkara yfir nákvæma samsvörun og líkindisform. Stöðlun á hópsniðmátinu, tölfræðileg prófun og klasaleiðrétting var eins og leitarljósið sem auðkenndi endurvirkjun fyrir ofan grunnlínu.
Mat á einstökum áreitismynstri fyrir og eftir nám. Við fengum mat á taugavirkjunarmynstri sem framkallað er af hverju A (andliti, senum) og C (nýjum þrívíddarhlutum) áreiti frá forlýsingu og eftir lýsingu fasa með því að nota GLM með minnstu ferninga-aðskildum nálgun (Mumford o.fl., 2012) ) í upprunalegu rými hvers þátttakanda. Hver af 16 hlutum úr skannaða lýsingarfasa (þ.e. átta A atriði og átta C atriði úr mikilli líkt ástandi) voru endurteknir í hverri keyrslu fyrir og eftir lýsingu fyrir sig (Schlichting o.fl., 2015).
cistanche tubolosa þykkni: bæta minni
Hlutakynningar voru gerðar fyrirmyndir sem 1 s atburður og regressor fyrir hvern hlut innihélt allar fjórar endurtekningarnar innan skönnunar. Hver af 16 hlutum regressors var samsettur við kanóníska tvöfalda C HRF. Tímabundinni síun var síðan beitt. GLMs innihéldu fleiri ruglingsaðstæður: hreyfifæribreytur, tímabundnar afleiður þeirra, tilfærslu ramma og DVARS (Power o.fl., 2012; Schlichting og Preston, 2014; Schlichting o.fl., 2015). Viðbótarhreyfingum var bætt við fyrir tímapunkta þar sem höfuðhreyfing fór yfir bæði 0,5 mm fyrir tilfærslu á ramma og 0,5 prósenta breytingu á BOLD merki fyrir DVARS (Power o.fl., 2012). Beta myndir voru búnar til fyrir hvert A og C atriði fyrir hverja forlýsingu og eftir lýsingu, samtals 128 tölfræðimyndir á hvern þátttakanda.
Magngreina námstengdar breytingar á taugalíkindi hippocampal undirsviðs. Mynstur aðgreining ogminnisamþætting í hippocampus var verðtryggð með því að nota framsetningarlíkindisgreiningu (Kriegeskorte o.fl., 2008) útfærð í PyMVPA (Hanke o.fl., 2009). Leitarljós voru keyrð sérstaklega innan líffærafræðilega skilgreindra DG/CA2,3, CA1 og subiculum í heimarými hvers þátttakanda. Innan hverrar leitarljóskúlu (radíus=2 voxels, rúmmál=33 voxels) (Schapiro o.fl., 2012), voru líkt fylki mynduð með því að reikna út fylgnigildi Pearsons fyrir 128 tölfræðimyndir sem samsvara A og C atriði í forlýsingu og eftir lýsingu, umbreytt í Fisher's z. Síðan var breytingin á mynsturlíkingu vegna náms mæld með því að draga líkindagildin fyrir lýsingu frá líkindagildum eftir útsetningu í samsvarandi frumum.
Eftir að breytingin á mynsturlíkingu (hér eftir nefnt D) var reiknuð út voru D gildi flokkuð eftir því hvort gildið var fyrir samanburður innan þríhyrninga eða samanburður yfir þrír. Þessi tvö sett af gildum gerðu okkur kleift að ákvarða hvernig framsetningarbreytingar voru fyrir áhrifum af skörun atburða vegna náms (samanburðarmengi innan þríhyrnings) miðað við grunnlínu sem endurspeglaði einfaldlega endurtekna útsetningu án skörunar atburða (samanburðarsett yfir þríhyrninga). Mikilvægt er að aðeins D gildi sem endurspegluðu fylgni yfir keyrslu voru notuð til að draga úr hlutdrægni sem hægt var að kynna frá sjálfsfylgni í BOLD merkinu (Mumford o.fl., 2012).
Til að meta áhrif endurvirkjunar meðan á námi stendur á framsetningarbreytingu, voru innan-þríhyrninga D-gildin frekar skipt út eftir styrkleikaminniendurvirkjun við að læra á pörin sem skarast. Fyrir hvern þátttakanda var endurvirkjunarstyrkur reiknaður út fyrir hvern þríhyrning með því að taka meðalendurvirkjunarvísitölu yfir net svæða sem tilgreind eru í endurvirkjunarleitarljósagreiningunni (sjá mynd 3A), að meðaltali yfir rannsóknareiningar. Þríæðum var síðan skipt í sterkari endurvirkjunarþríræður og veikari endurvirkjunarþríæri með því að nota miðgildi skiptingu á meðalgildi endurvirkjunar. Þannig var samanburður innan þríhyrnings D flokkaður frekar í sterkari endurvirkjun innan þríhyrnings D setts og veikari endurvirkjun innan þríhyrnings D setts í hverri leitarljósakúlu. Að lokum voru öll D sett tekin að meðaltali til að búa til þrjú yfirlitsgildi: meðaltal innan þríhyrninga líkt breyting fyrir sterkari endurvirkjunar þríhyrninga (DWithin sterkari), meðaltal innan þríhyrninga líkt breyting fyrir veikari endurvirkjunarþríræður (DWithin veikari) og meðaltal yfir þríhyrninga líkt breyting (þvert yfir). Við bárum saman þessi yfirlitsgildi til að ákvarða hvort taugakóðun væri breytileg sem fall af endurvirkjunarstyrk.
Taugakóðun var metin með því að nota fjórar andstæður leitarljósa (Schlichting o.fl., 2015) (sjá mynd 4B). Tvær greiningar greindu hippocampal voxels sem það var fyrirminnisamþættingu eða aðgreining á öllum þríhyrningum, óháð endurvirkjunarstyrk. Samþætting í heild var reiknuð sem (innan sterkari – DAcross) 1 (innan veikari – DAcross), sem endurspeglar meiri líkt innan þríhyrningsins en þvert á þríhyrninginn eftir að hafa lært á öllum stigum endurvirkjunar. Aðgreining Í heild var reiknuð út sem (DAcross – DWithin sterkari) 1 (DAcross – DWithin veikari), sem endurspeglar minni líkt innan þríhyrnings en yfir þríhyrninga í öllum stigum endurvirkjunar. Tvær greiningar til viðbótar greindu voxels þar sem taugakóðun var breytileg eftir endurvirkjunarstyrk (IntegrationReactivation og DifferentiationReactivation). IntegrationReactivation leitarljósið greindi voxels sem samþætting átti sér stað í meira mæli fyrir sterkari endurvirkjunarþríhyrninga. Sameining Endurvirkjun var reiknuð sem (innan sterkara – DInnan veikara). Aftur á móti greindi DifferentationReactivation leitarljósið voxels sem aðgreining átti sér stað í meira mæli fyrir sterkari endurvirkjunarþríhyrninga. Aðgreining Endurvirkjun var reiknuð sem (innan veikari – DInnan sterkari).
Mikilvægi hvers þessara útreikninga var ákvörðuð með því að bera saman reiknuð líkindabreytingargildi við núlldreifingu í hverri leitarljóskúlu. Núlldreifingin var búin til yfir 1000 endurtekningar með því að stokka frumur yfir innan sterkari, innan veikari og yfir mengi og endurreikna síðan tölfræðina sem vekur áhuga fyrir hverja endurtekningu. Miðja voxel hvers leitarljósakúlu greindi frá hlutfalli núlldreifingarinnar með gildum hærri en eða jöfn líkindabreytingunni sem sást (þ.e. p-gildi). Marktækar klasar voru auðkenndar með sömu aðferð og endurvirkjunarleitarljósin, nema z-tölfræðimyndirnar voru sveigðar í sniðmát hippocampus með virka upplausn frekar en endursýnt MNI sniðmát fyrir greiningu á hópstigi. Stöðluð leitarljósakort voru síðan duluð með hverju líffærafræðilegu undirsviði hippocampus sniðmáts fyrir klasaleiðréttingu til að tryggja að klasar væru eingöngu fyrir hvert hippocampal undirsvið.
Post hoc greiningar spurðu frekar í hvaða átt myndbreytingar sáust í hverju undirsviði sem greint var frá þessari leitarljósagreiningu. Mikilvægur fyrirvari við þessar post hoc greiningar er að þær eru ekki algjörlega óhlutdrægar vegna þess að þær bera saman sett af voxels sem eru forvalin til að sýna ákveðin áhrif byggð á andstæðum leitarljóssins. Eftirfylgnigreiningar okkar báru því ekki beint saman innangildi fyrir sterkari og veikari endurvirkjunaratriði. Post hoc greiningar okkar beindust þess í stað að stærð DAcross gilda til að prófa hvort það væru alþjóðlegar breytingar á taugalíkingu yfir fyrir- og eftir lýsingu fasa, auk þess að bera DWithin gildi við DAcross gildi til að mæla gráðu námstengdrar samþættingar og aðgreiningar.
Fyrir þessar eftirstöðvar greiningar var líkindisbreyting í DG/CA2,3, CA1 og subiculum reiknuð út fyrir hvern þátttakanda í innfæddu rými. Leitarljósaþyrpingunum sem auðkennd voru með leitarljósagreiningum hópsins var breytt í grímur og öfugt staðlað í upprunalegt rými hvers þátttakanda með því að nota ólínulegar umbreytingar í ANTS. Fyrir hvern þátttakanda voru innfæddu rýmisklasarnir síðan víkkaðir út með FSL með því að nota 3 3 3 mm kassa sem kjarna. Til að tryggja að klasar væru enn takmarkaðir við sitt undirsvið þegar þeim var breytt í innfædd rými þátttakenda, var hver klasi gríma með því að nota líffærafræðilegar undirsviðsgrímur sem skilgreindar voru fyrir hvern einstakan þátttakanda. Einn þátttakandi var með CA1 þyrping í upprunalegu rými án nægilegs fjölda voxels fyrir framsetningarlíkindisgreiningu (,10 voxels) og var útilokaður frá síðari greiningu á þessu undirsviði. Fyrir þá þátttakendur sem eftir voru reiknuðum við meðaltalsbreytingu á líkt innan hvers klasa sérstaklega fyrir þríhyrninga sem tengjast sterkari endurvirkjun meðan á námi stendur, þá sem tengjast veikari endurvirkjun meðan á námi stendur og grunnlínu þvert á þríhyrninginn.
Að mæla tengsl milli taugamælinga og hegðunar. Sambandið milli hegðunar og taugamælinga okkar á endurvirkjun og framsetningarbreytingum var metið með því að nota LBA líkan (Linear Ballistic Accumulator) til að passa frammistöðu á ályktunarprófinu (Morton o.fl., 2020). Fyrir hvern þátttakanda og undirsvið (CA1, DG/CA2,3, og subiculum) reiknuðum við z stig fyrir líkindisbreytingu milli A og C atriða frá námi til eftirnáms (D) fyrir hvern þríhyrning. Við reiknuðum einnig z stig fyrir endurvirkjun A atriðis yfir þríhyrninga fyrir hvern þátttakanda. Við notuðum síðan LBA líkanið til að passa við hegðunarviðbrögð og viðbragðstíma meðan á AC ályktunarprófinu stóð, með því að nota líkindisbreytingar og endurvirkjun sem spá fyrir breytileika milli þríhyrninga. Við notuðum margþrepa Bayesian nálgun til að áætla meðalhallabreytur sem endurspegla sambandið milli taugamælinga og AC ályktunarframmistöðu. Jákvæðar hallar fyrir D mælingar gefa til kynna stærri líkt gildi milli A og C atriði eftir að nám tengist hraðari og nákvæmari ályktun. Jákvæðar hallar fyrir endurvirkjunarmælinguna benda til þess að meiri endurvirkjun tengist hraðari og nákvæmari ályktun.
