Визуалната работна памет и епизодичната памет различни процеси ли са? Поглед от пациенти с инсулт чрез картографиране на симптоми на лезия

Контакт: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Имейл:audrey.hu@wecistanche.com

Selma Lugtmeijer1,2 · Linda Geerligs1 · Frank Erik de Leeuw3 · Edward HF de Haan2 · Roy PC Kessels1,4,5,6 · от името на The Visual Brain Group

2 Амстердамски университет, Амстердам, Холандия

3 Катедра по неврология, Медицински център на университета Radboud, Ниймеген, Холандия

4 Катедра по медицинска психология, Медицински център на университета Radboud, Ниймеген, Холандия

5 Институт по психиатрия Винсент Ван Гог, Венрай, Холандия

6 Donders Institute for Brain, Cognition, and Behavior, Center for Cognition, Neuropsychology, and Rehabilitation Psychology, Radboud University, PO Box 9101, 6500 HB Nijmegen, Холандия

Резюме:

Работната памет и епизодичната памет са два различни процеса, въпреки че естеството на тяхната взаимовръзка се обсъжда. Тъй като тези процеси се изучават предимно изолирано, не е ясно дали те разчитат изключително на различни невронни субстрати. За да се получи по-добра представа за това, 81 възрастни с подостър исхемичен инсулт и 29 възрастни контроли бяха оценени на задача за визуална работна памет, последвана от изненадващ последващ тест на паметта за същите стимули. Извършени са многовариантни, базирани на атлас и проследяване анализи на картографиране на симптоми на лезии (LSM), за да се идентифицират анатомичните корелати на визуалната памет. Поведенческите резултати дадоха умерено доказателство за независимост между възможността за разграничаване в работната памет и последващата памет, както и убедителни доказателства за корелация в отклонението на отговора на двете задачи при пациенти с инсулт. Анализите на LSM предполагат, че може да има независими региони, свързани с работната памет и епизодичната памет. Лезиите в десния дъговиден фасцикулус са по-силно свързани с различимостта в работната памет, отколкото в последващата памет, докато лезиите във фронталния оперкулум в дясното полукълбо са по-силно свързани с определянето на критерии в последващата памет. Тези констатации подкрепят мнението, че някои процеси, включени в работната памет и епизодичната памет, разчитат на отделни механизми, като същевременно признават, че може да има и споделени процеси.

Ключови думи Активирана дългосрочна памет · Епизодична памет · Картографиране на лезия-симптом · Многокомпонентен модел · Инсулт · Работна памет

драконовата билка цистанче подобрява ефективно паметта

Въведение

Работещпамети епизодичната памет са два различни процеса, въпреки че природата на тяхната взаимовръзка се обсъжда. Многокомпонентната гледна точка върху функцията на човешката памет (напр. Squire 2004) се основава на клинични случаи със специфичен дефицит на паметта и е подкрепена от невроизобразяващи изследвания, които показват, че фронтопариталната мрежа участва в процесите на работната памет (D'Esposito et al. 2000; Rottschy et al. 2012), докато медиалният темпорален лоб е свързан с процесите на дълготрайна памет (Spaniol et al. 2009; Squire 1992). Обратно, други модели на паметта, които правят разлика между различни процеси за краткосрочна и дългосрочна памет, не предполагат непременно различни нервни механизми, но описват работната памет като активирана част от дългосрочната памет (напр. Atkinson и Shifrin 1971; Cowan 1988 ).

Според този възглед представянията на паметта могат да бъдат във временно активирано състояние, така че да са лесно достъпни. Това активирано състояние е ограничено до елементи във фокуса на вниманието. Съществуват натрупващи се доказателства, показващи, че мозъчните области, обикновено свързани с дългосрочната памет, като хипокампуса, са активни по време на работната памет и че фронталните и теменните области са активни по време на дългосрочната памет (прегледано в Ranganath и Blumenfeld 2005). Въпреки това, само няколко проучвания вземат предвид, че активирането по време на задача с работна памет може всъщност да отразява формирането на дългосрочна памет, а не обработката на работната памет. Проучванията, които го правят, отчитат смесени резултати относно участието на парахипокампа и хипокампа в процесите на работната памет (Axmacher et al. 2008; Bergmann et al. 2015, 2016; Zanto et al. 2015).

Ключовата разлика между многокомпонентния изглед на паметта и активирания изглед на дългосрочната памет е необходимостта от отделно копие на информацията или набор от временни указатели към съответната дългосрочна памет в отделно хранилище на работна памет (D' Esposito and Postle 2015; Baddeley et al. 2019; Cowan 2019; Norris 2017, 2019; Oberauer 2009; Shallice и Papagno 2019). Тъй като работната памет и епизодичната памет се изследват предимно изолирано, не е ясно дали те разчитат изключително на различни невронни субстрати. Пациентите с мозъчни лезии могат да дадат представа, тъй като двата теоретични модела правят различни прогнози за пациенти с мозъчно увреждане. Съгласно многокомпонентния модел на паметта, работната памет и ефективността на епизодичната памет могат да бъдат отделно засегнати от мозъчни лезии и да имат различен неврален профил, тъй като се формират две отделни репрезентации.

Въз основа на теорията за активираната дългосрочна памет, пряката и забавената памет разчитат на едни и същи представяния. Следователно се очаква невронните корелати на работната памет и епизодичната памет частично да се припокриват. Два поведенчески профила в тази теория за активирана дългосрочна памет. Първо, влошено представяне както на работната памет, така и на задачата за епизодична памет поради неуспех в бързото ново обучение. Второ, влошената производителност само на епизодичната задача на паметта може да се обясни с неуспех при консолидиране на информация поради затихване или намеса във времето. Към днешна дата нито едно проучване не сравнява директно работната памет и обработката на дългосрочната памет при пациенти с мозъчни лезии. По този начин ние използвахме N-back задача с лесни за назоваване стимули за оценка на работната памет (Lugtmeijer et al. 2019). По този начин избегнахме обработката на сложни стимули, които биха могли да ангажират обработка на дългосрочната памет, дори когато интервалът на задържане е кратък (Jeneson and Squire 2012), без да предизвиква ефект на таван (Axmacher et al. 2008), който може да възникне от съвпадащ с пробата дизайн с прости стимули.

Задачата N-back беше последвана от неочаквана последваща задача за памет, в която участниците трябваше да посочат дали даден обект е на същото място на екрана, както по време на задачата N-back. Фазата на кодиране е една и съща за двете задачи, тъй като кодирането се извършва по време на първото представяне на обекта по време на задачата за работна памет. По време на това първо представяне обектът е обвързан както със сериен ред, така и с пространствено местоположение. Производителността на работната памет се основава на поддържането на тази обвързана информация за обект и ред, докато ефективността на последващата задача на паметта се основава на припомнянето на пространствена информация, свързана с обект. Първата ни цел беше да определим как работната памет и ефективността на епизодичната памет са свързани в неподбрана група от пациенти с инсулт. Втората ни цел беше да изследваме уникални и споделени места на лезии, свързани сработна памети епизодична памет. Използвахме многовариантно картографиране на симптоми на лезии и базирано на атлас картографиране на симптоми на лезии, за да идентифицираме области на ниво воксел и ROI, които допринасят за производителността на паметта.

подобряване на работната памет:екстракт от Cistanche tubulosa

Материали и методи

Уча дизайн

Това проучване е част от проучването на функционалната архитектура на мозъка за зрение (FAB4V), многоцентрово проспективно кохортно проучване на зрението и познавателните способности след исхемичен инсулт при възрастни на възраст от 18 до 90 години. Пациентите са били приети между септември 2015 г. и декември 2019 г. в една от следните болници в Нидерландия: Медицински център на университета в Амстердам (Amsterdam UMC), Медицински център на университета Radboud (Radboudumc) в Ниймеген, Медицински център на университета Гронинген (UMCG), Медицински център на университета в Утрехт (UMCU), Onze Lieve Vrouwe Gasthuis (OLVG), Maasziekenhuis Pantein, Rijnstate, Ommelander Ziekenhuis Groep, St. Antonius Ziekenhuis и Diakonessenhuis. Оценката се проведе в една от четирите академични болници.

Комитетът по етика на медицинския преглед Утрехт одобри проучването (30-06-2015) и беше получено писмено информирано съгласие от всички участници преди участието. Пациентите бяха идентифицирани въз основа на техните медицински досиета при приемане в болницата и след консултация с лекуващия ги невролог или практикуваща медицинска сестра, обърнати за участие. Исхемичният инсулт се определя като фокален неврологичен дефицит, персистиращ > 24 часа. Критерии за включване: диагноза исхемичен инсулт, поставена от експерт-невролог, възраст между 18 и 90 години, достатъчно холандски езикови познания за разбиране на инструкциите на задачите. Критерии за изключване: хеморагичен инсулт, церебрална венозна синусна тромбоза, съществуващ когнитивен спад (резултат, по-голям или равен на 3,6 на информативния въпросник за когнитивния спад при възрастните хора [IQCODE; Jorm, 2004], оценка на ежедневното когнитивно функциониране преди инсулта в сравнение с 10 години по-рано, както се съобщава от информатор, напр. дете или съпруг) или деменция, съществуващо зрително увреждане, психиатрично разстройство и тежка афазия.

Изследването се проведе между 2 седмици и 6 месеца след инсулт. Пациенти, участвали между 2016 юли и март 2019 г. в Radboudumc, Амстердам UMC и UMCG, бяха назначени за подгрупата за памет. Тези пациенти са тествани по-задълбочено върху паметта, отколкото стандартната невропсихологична оценка на кохортното проучване. Съществува контролна група без инсулт от 29 възрастни възрастни на възраст 62–90 (M=72.1, SD=6.8, 13 мъже). Нямаше разлика в нивото на образование (t (107)=1.19, p=0.24), но контролите бяха значително по-възрастни от пациентите (F (90.77)=5 860, p < 0,001).="" умишлено="" избрахме="" контролна="" група="" от="" по-възрастни,="" за="" да="" получим="" по-голяма="" вариация="" в="" поведенческите="" резултати="" и="" да="" сведем="" до="" минимум="" тавана="" на="" ефективността,="" който="" може="" да="" се="" появи="" при="" по-младите="" здрави="" контроли.="" контролите="" не="" са="" имали="" анамнеза="" за="" неврологично="" заболяване="" или="" когнитивен="" спад="" (самоотчет).="" контролите="" бяха="" набирани="" от="" социалните="" мрежи="" и="" получаваха="" парична="" компенсация="" за="" участието="">

полза от цистанче: подобряване на паметта

Оценка на паметта

За оценка на визуалната работна памет беше използвана N-back задача с общи обекти (за повече подробности относно задачата вижте Lugtmeijer et al. 2019). Накратко, по време на 2-обратната задача, стимулите се представят в серийни презентации и участниците идентифицират стимули, които са идентични на стимул, представен преди два опита. Това изисква обвързване във времеви ред. Стимулите бяха 50 лесни за назоваване обекти, които бяха представени във всеки от четирите ъгъла на екрана. Времето на представяне беше 500 ms, последвано от интерстимулен интервал от 1500 ms. Схематичен преглед на задачата е представен на Фиг. 1. Задачата се състои от 5 блока от 20 опита с четири цели (20 процента) на блок. Всеки обект беше представен два пъти в рамките на един и същи блок и второто представяне винаги беше на същото място като първото. Участниците реагираха само на цели, като дърпаха джойстик към тях. В случай на физически ограничения, участниците могат да отговорят устно.

Директно след 2-задната задача участниците завършиха изненадващ тест за памет за последващо разпознаване за оценка на функцията на епизодичната памет. Тук участниците трябваше да посочат дали даден обект е представен в същия ъгъл на екрана сега, както по време на задачата 2-back. Всички обекти от 2-задната страна бяха представени веднъж, не бяха добавени нови елементи. От 50 обекта, 20 бяха представени на същото място, както преди (мишени). Половината от тези цели също са били насочени към задачата за работна памет. Тази задача разчита на визуално-пространствено свързване. Стимулите бяха представени, докато участникът отговори, в рамките на 10 s (виж Фиг. 1).

Фиг. 1 Дизайн на задачата. 2-обратната задача отляво надясно. В горния десен ъгъл пример за стимул от последващата задача за памет, в която правилният отговор е „фалшив“, тъй като колата е в долния ляв ъгъл, докато е била в горния десен ъгъл по време на задачата 2-back .

И за двете задачи бяха възможни четири вида отговори: попадения, пропуски, фалшиви аларми и правилно отхвърляне. Колко добре участниците могат да разграничат целите от нецелите беше изразено като d-prime (d′), по-високите резултати показват по-добро представяне. Критерият за отговор (c) отразява общото предпочитание да се отговори с да (целеви) или не (нецелеви). Положителните стойности показват консервативно отклонение в отговора, докато отрицателните стойности отразяват либерално отклонение в отговора.

Придобиване на данни за изображения

Участниците преминаха през {{0}}T сканиране с магнитен резонанс в Radboudumc и UMCG на Siemens Magnetom Prisma, в Amsterdam UMC и UMCU на Philips R5. За скенера Siemens подробностите за последователността бяха както следва: T2 FLAIR (TI=1650 ms, TR=4800 ms, TE=484 ms, [FOV]=280 mm, размер на воксела 0.9×0.9×0.9mm3 ). За скенера Philips подробностите за последователността бяха: T2 FLAIR (TI=1650 ms, TR=4800 ms, TE=253 ms, [FOV]=250 mm, размер на воксела 1,12 × 1,12 × 0,56 mm3 ).

Сегментиране на лезии и предварителна обработка

Лезиите бяха очертани полуавтоматично или напълно ръчно в естественото пространство с помощта на ITK-snap софтуер (Yushkevich et al. 2006) върху аксиалните срезове на FLAIR, проверени в сагитална и коронарна посока. Свръх интензитетите около лезията, показващи допълнителна дегенерация на бялото вещество и глиоза, бяха включени като част от лезията. Лезиите са очертани от трима изследователи. За да се провери надеждността на interrater, осем сканирания (10 процента) бяха избрани на случаен принцип и лезиите бяха очертани от изследователите независимо. Резултатът беше изчислен като броя воксели, избрани от всичките трима оценители, по отношение на средния брой воксели, избрани за оценител (Neumann et al., 2009). Средното припокриване и за трите оценителя е 81,3 процента (диапазон 69,8—91,1 процента). При съмнение за конкретни изследвания е направена консултация с невролог или рентгенолог.

FLAIR и маската на бинарната лезия бяха нормализирани към MNI шаблон за по-възрастни, използвайки унифицирания алгоритъм за сегментиране/нормализиране, внедрен в SPM12 (Crinion et al. 2007; Rorden et al. 2012). За едностранни лезии е приложена енантиоморфна нормализация, тъй като е доказано, че този метод е значително по-добър от маскирането на функцията на разходите (Nachev et al. 2008). За двустранни лезии беше приложено маскиране на функцията на разходите. Нормализацията беше проверена за всички индивиди чрез визуално сравняване на нормализираната маска на лезията, насложена върху FLAIR в MNI пространството с маската на лезията и FLAIR в естественото пространство. Сегментациите в MNI пространството бяха коригирани ръчно, когато е необходимо.

добавка за подобряване на паметта cistanche

Многовариантно картографиране на лезия-симптом

Многовариантните LSM анализи бяха извършени с помощта на опорна векторна регресия (SVR-LSM) (Zhang et al. 2014) с набор от инструменти, който позволява добавянето на ковариати и различни методи за коригиране на обема на лезията (DeMarco и Turkeltaub 2018). Мултивариантният LSM има по-висока чувствителност и специфичност за откриване на връзките лезия-поведение чрез отчитане на междувокселните корелации в сравнение с методите за картографиране на едновариантното поведение на лезията (Zhang et al. 2014). Настройките на стойностите на хиперпараметъра с цена 30 и гама 5 бяха запазени в съответствие с препоръките от оригиналната публикация (Zhang et al. 2014). Анализите бяха проведени със и без корекция на обема на лезията. Обемът на лезията беше коригиран чрез регресия на обема на лезията върху поведенческите резултати и данните за лезията във всеки воксел. Това се основава на препоръките на DeMarco и Turkeltaub (2018), които показаха, че регресията на обема на лезиите както върху поведенческите, така и върху данните за лезиите адресира отклонението на обема на лезиите най-ефективно, без да е прекалено консервативно, като в същото време е по-консервативно от обикновено използван метод за директен контрол на общия обем на лезията (dTLVC). Само воксели, които са били лезирани в предварително зададен брой участници, са включени в анализите, корекция, известна като „достатъчно засягане на лезията“. В съответствие с предишни проучвания, ние поставихме прага на 5 процента от цялата извадка (Sperber and Karnath 2017), което се превежда като воксели, лезирани в най-малко четирима участници. Тестване на пермутации (10, 000 пермутации) беше използвано за тестване на статистическа значимост за стойностите, с праг на воксел от p<0.005, and="" a="" clusters="" threshold="" of=""><0.05, only="" including="" clusters="" larger="" than="" 50="" voxels.="" age,="" an="" education="" level="" (scored="" in="" categories="" based="" on="" the="" dutch="" educational="" system,="" range="" 1–7,="" low="" to="" highly="" educated;="" verhage="" 1964),="" the="" interval="" between="" stroke="" and="" assessment,="" and="" scanner="" were="" regressed="" out="" from="" the="" behavioral="" scores="" and="" lesion="">

статистически анализи

За да проверим колко представителна е нашата подгрупа с памет за цялата кохорта, тествахме груповите разлики в изходните характеристики между пациентите в подгрупата с памет и тези в общата кохорта с t-тест на независима проба, U-тест на Mann-Whitney или Pearson χ2 тест, когато е подходящо. Двустранни p стойности<0.05 were="" considered="" statistically="" significant.="" performance="" on="" the="" experimental="" tasks="" was="" compared="" to="" an="" aging,="" stroke-free,="" control="" group="" with="" independent="" sample="" t-tests.="" associations="" between="" working="" memory="" and="" episodic="" memory="" performance,="" and="" performance="" and="" lesion="" volume,="" were="" tested="" with="" partial="" correlations="" (pearson's="" r),="" adjusting="" for="" age="" and="" education="" level.="" bayesian="" pairwise="" correlations="" were="" used="" to="" test="" the="" strength="" of="" the="" support="" for="" the="" null="" hypothesis="" or="" alternative="" hypothesis.="" an="" anova="" with="" age="" and="" education="" as="" covariates="" was="" used="" to="" test="" the="" difference="" between="" patients="" and="" controls="" on="" discriminability="" and="" criterion="" in="" working="" memory="" and="" episodic="" memory.="" the="" association="" between="" lesion="" volume="" and="" behavioral="" measures="" was="" assessed="" with="" correlations.="" before="" computing="" the="" correlations,="" variance="" due="" to="" age,="" education,="" the="" interval="" between="" stroke="" and="" assessment,="" and="" the="" scanner="" were="" regressed="" out="" of="" the="" behavioral="" measures="" and="" lesion="" volume.="" because="" lesion="" volume="" was="" not="" normally="" distributed,="" the="" significance="" of="" these="" correlations="" was="" assessed="" by="" permutation="" testing="" with="" 10,000="" permutations,="" in="" line="" with="" the="" lsm="" analyses.="" for="" criterion,="" both="" positive="" and="" negative="" values="" indicate="" a="" larger="" response="" bias="" and="" therefore="" less="" optimal="" response="" patterns.="" the="" value="" 0="" indicates="" no="" bias,="" positive="" values="" indicate="" a="" conservative="" bias,="" and="" negative="" values="" a="" liberal="" bias.="" therefore,="" we="" first="" tested="" whether="" lesion="" volume="" was="" associated="" with="" a="" larger="" response="" bias,="" independent="" of="" direction,="" using="" the="" absolute="" values="" of="" criterion.="" only="" if="" that="" was="" the="" case,="" we="" tested="" the="" direction="" of="" the="" effect="" using="" the="" continuous="" measure="" of="" criterion.="" this="" same="" two-step="" procedure="" was="" applied="" in="" the="" lsm="" analyses.="" to="" test="" for="" specific="" deficits,="" we="" selected="" patients="" with="" scores="" 2="" sd="" below="" the="" control="" group="" mean="" for="" each="" memory="" task="" and="" investigated="" how="" many="" of="" the="" patients="" performed="" low="" on="" both="">

свежи стръкове цистанче

Резултати

Участници

От 289 пациенти, включени в кохортата, подгрупа от 105 беше наета за участие в изследването на паметта, подгрупата на паметта. Двадесет и четири пациенти бяха изключени от всички анализи поради липса на MRI (N=4), липса на FLAIR последователност (N=8) или липса на видима лезия (N=12). Това доведе до крайна извадка от 81 пациенти. Пациентите в подгрупата на паметта не се различават от другите пациенти в кохортата по описателни променливи, характеристики на инсулт, съдови рискови фактори или функция на паметта, измерени чрез стандартна оценка (Таблица 1). Единствената разлика между пациентите, включени в подгрупата, и тези, които не са били, е броят на пациентите без MRI или без лезия, видима на MRI, тъй като това е критерий за изключване. Нито един от пациентите в групата с памет не е имал пренебрегване въз основа на теста на Bells (Gauthier et al. 1989). Трима пациенти демонстрираха дефицит на зрителното поле, един в дясното зрително поле, другите двама в долния ляв квадрант. Всички пациенти съобщават, че могат да възприемат стимулите на задачата за запаметяване във всички ъгли на екрана и нито един от пациентите с дефицит на зрителното поле не е изпълнил девиантно задачите за запаметяване.

Таблица 1 Описания на пациенти в подгрупата на паметта и други пациенти в кохортата

Поведенческо представяне

Бяха използвани частични корелации за определяне на връзката между представянето на работната памет и задачата за епизодична памет, като същевременно се контролира възрастта и образованието и при пациентите за интервала между удара и оценката. При пациентите няма значима частична корелация за различимост, r (79)=−0.03, p=0.82. Имаше значителна корелация за критерия, r (79)=0.30, p=0.01. Байесовите двойни корелации, коригирани за възрастта, образованието и интервала между удара и оценката, базирани на хипотеза за положителна корелация, дадоха умерени доказателства в полза на нулевата хипотеза за липса на корелация в различимостта, BF10=0.12, и силна подкрепа за корелация между критериите за двете задачи, BF10=8.46 (Jarosz and Wiley 2014). В контролната група както различимостта, така и критерият не корелират (d': r (29)=−0.10, p=0.61, BF10=0.16; c: r ( 29)=0.13, p=0.49, BF10=0.43, фиг. 2).

A one-way ANOVA corrected for age and education, shows that at group-level patients had lower discriminability than controls for the 2-back task (F (1, 106)=5.80, p=0.02), but not for the subsequent memory task (F (1, 104)=1.63, p=0.21). For absolute response bias, mean scores for both groups were similar in the 2-back task (F (1, 106)=0.31, p=0.58), in the subsequent memory task patients showed a stronger bias (F(1, 104)=4.61, p=0.03). This stronger response bias in the subsequent memory task is in both directions (more liberal and more conservative) as there is no difference between patients and controls for the continuous measure of criterion (F (1, 103)=0, p>0.99). Интервалът между удара и оценката корелира само с абсолютния резултат при задаването на критерия на последващата задача за памет (r (79)=0.26, p=0.02). По-нататъшно изследване, за да се разбере специфичните за системата дефицити при пациенти, които се представят по-лошо от средното (две SD под средната стойност на контролната група) по отношение на възможността за разграничаване, показа, че девет пациенти са имали увреждане само на 2-гръбната задача, четири само на следващата задача за памет и две на двете задачи (фиг. 2).

Разпределение на лезиите

Средният обем на лезията е 5,77 cm3 (диапазон 0.79–137,49 cm3). Фигура 3 показва картата на разпространение на лезията, воксели, лезии при най-малко четирима пациенти, имат зелен, жълт или червен цвят. Лезиите в лявото полукълбо са толкова чести, колкото и в дясното полукълбо (Таблица 1), въпреки че средният размер на лезията е по-голям в дясното полукълбо (6,16 срещу 3,97 cm3).

Връзката между обема на лезията и мерките за поведенчески резултати беше оценена с корелации и значимостта на тези корелации беше оценена с помощта на тестове за пермутация, след отчитане на ефектите от възрастта, образованието, интервала между удара и оценката и скенера. За различимост имаше значителна връзка с обема на лезията с {{0}}гръбната задача, r (81)=−0.22, p=0. 02, по-големият обем на лезията е свързан с по-ниска различимост. За последващата задача за запаметяване няма значима корелация, r (79)=−0,12, p=0.14. За задачата за работна памет няма значителна връзка между отклонението на абсолютния отговор и общия обем на лезията, r (81)=0.10, p=0.17. Корелацията между отклонението на абсолютния отговор на последващата задача за запаметяване и обема на лезията беше значителна, r (79)=0.32, p=0.01. По-големият обем на лезията се свързва с по-консервативно отклонение на отговора, посочено от значителна положителна корелация между непрекъснатата мярка на отклонението на отговора и обема на лезията, r (79)=0.32, p<0.01. results="" remained="" the="" same="" after="" the="" exclusion="" of="" one="" patient="" with="" a="" significantly="" larger="" lesion="" volume="" (="">3 SD).

Многовариантно картографиране на лезия-симптом

Анализи, идентифицирани за различимост на 2-задната задача, клъстер, който въз основа на CAT атласа се припокрива с предния и дълъг сегмент на аркуатния фасцикулус в дясното полукълбо (праг на воксела p<0.005, cluster="" size="" 2277,="" peak="" voxel:="" x="37," y="−14," z="9," cluster="" wise="" p="0.02)." this="" effect="" remained="" significant="" when="" discriminability="" on="" the="" subsequent="" memory="" task="" was="" added="" as="" covariate="" (voxelwise="" threshold=""><0.005, cluster="" size="" 2277,="" peak="" voxel:="" x="37," y="−14," z="9," cluster="" wise="" p="0.02," fig.="" 4a).="" when="" lesion="" volume="" was="" corrected,="" the="" association="" was="" no="" longer="" significant="" (p="0.08," with="" subsequent="" memory="" as="" covariate="" p="0.06)." for="" discriminability="" on="" the="" subsequent="" memory="" task,="" and="" criterion="" on="" the="" 2-back="" task,="" no="" significant="" clusters="" were="" identified.="" for="" criterion="" setting="" on="" the="" subsequent="" memory="" task="" a="" cluster="" in="" the="" right="" hemisphere="" was="" identified="" that="" overlapped="" with="" the="" frontal="" operculum="" on="" the="" glasser="" atlas="" (voxelwise="" threshold="" p="" <="" 0.005,="" cluster="" size="" 1017,="" peak="" voxel:="" x="36," y="4," z="8," clusters="" p="0.04)." this="" association="" remained="" when="" adding="" criterion="" on="" the="" 2-back="" task="" (voxelwise="" threshold=""><0.005, cluster="" size="" 1198,="" peak="" voxel:="" x="36," y="4," z="8," clusters="" p="0.04)." when="" lesion="" volume="" was="" corrected="" the="" association="" was="" no="" longer="" significant="" (p="0.17," with="" 2-back="" criterion="" as="" covariate="" p="0.18)" all="" analyses="" were="" controlled="" for="" age="" and="" education,="" the="" interval="" between="" stroke="" and="" assessment,="" and="">

Базирано на атлас картографиране на лезия-симптом

От ROI от 360 Gy-matter, включени в коригирания атлас на GLASSER, 111 са покрити от поне 4 лезии. CAT атласът на бялото вещество се състои от 32 ROI, от които 28 имат достатъчно покритие на лезията (вижте допълнителна таблица S1 за подробности). За различимост на задачата 2-за гърба беше открита значителна корелация със статуса на лезията след контролиране на възрастта, образованието, интервала между удара и оценката и скенера. Състоянието на лезията в дългия сегмент на аркуатния фасцикулус в дясното полукълбо е свързано с 2-различимост на гърба (z=−3,27, праг z<−3.16, fig.="" 4),="" this="" affected="" is="" based="" on="" eight="" patients="" with="" a="" lesion="" in="" this="" tract.="" this="" effect="" remained="" no="" longer="" significant="" when="" discriminability="" on="" the="" subsequent="" memory="" task="" was="" added="" as="" a="" covariate,="" nor="" when="" lesion="" volume="" was="" corrected="" for.="" for="" the="" other="" behavioral="" measures,="" no="" association="" with="" lesion="" status="" based="" on="" the="" atlas-based="" analyses.="" age="" and="" education="" level="" did="" not="" correlate="" significantly="" with="" lesion="" status="" in="" any="" of="" the="">

Картографиране на симптоми на лезии на базата на проследяване

За по-нататъшно изследване на ролята на десния дъговиден фасцикулус в разграничаването на работната памет, ние проведохме анализ на базата на следи за предния, дългия и задния сегмент в дясното полукълбо. Вероятността за прекъсване е била над нивото на случайност при 22 пациенти за предния сегмент на аркуатния фасцикулус, при 21 пациенти за дългия сегмент и при десет пациенти за задния сегмент. Резултатите от U-тест на Mann-Whitney разкриха, че пациентите с прекъсване на връзката в задния сегмент на аркуатния фасцикулус са имали по-ниска различимост на 2-гръбната задача (Mdn=−1,14), отколкото пациентите с интактен заден сегмент (Mdn=0.13, U{{10}}, p=0.03). Пропорцията на прекъсване на връзката на задния сегмент е отрицателно корелирана с възможността за разпознаване на 2-гръбната задача, r (81)=−0,27, p=0.01. Значимостта на корелацията беше оценена чрез пермутационен тест. Ефектът остава при включване на различимост на последващата задача за памет като ковариата, r (79)=−0,27, p<0.01. to="" check="" whether="" the="" posterior="" segment="" of="" the="" arcuate="" fasciculus="" is="" uniquely="" negatively="" associated="" with="" discriminability="" in="" working="" memory,="" we="" conducted="" the="" same="" test="" for="" discriminability="" on="" the="" subsequent="" memory="" test.="" patients="" with="" the="" posterior="" segment="" disconnected="" had="" a="" higher="" discriminability="" than="" the="" intact="" group="" (mdn="0.67" compared="" to="" mdn="−0.12," u="207," p="0.04)." the="" correlation="" with="" severity="" was="" not="" significant="" (r="" (79)="0.19," p="0.09)." as="" the="" a-priori="" hypothesis="" is="" that="" lesions="" do="" not="" result="" in="" better="" performance,="" this="" effect="" can="" be="" interpreted="" as="" having="" a="" lesion="" in="" the="" posterior="" segment="" of="" the="" arcuate="" fasciculus="" makes="" it="" more="" likely="" to="" not="" have="" a="" lesion="" in="" a="" region="" that="" is="" crucial="" for="" discriminability="" on="" the="" subsequent="" memory="" task.="" both="" the="" behavioral="" and="" tract="" data="" were="" controlled="" for="" age,="" education,="" the="" interval="" between="" stroke="" and="" assessment,="" and="" the="" scanner.="" for="" the="" anterior="" and="" long="" segments="" of="" the="" arcuate="" fasciculus,="" there="" were="" no="" significant="" associations.="" the="" different="" results="" concerning="" the="" different="" segments="" of="" the="" arcuate="" are="" likely="" due="" to="" the="" difference="" between="" a="" binary="" atlas="" (cat)="" and="" a="" probabilistic="" atlas="" (tractotron).="" the="" cluster="" identified="" with="" the="" multivariate="" analyses="" overlaps="" with="" the="" anterior="" and="" long="" segment="" of="" the="" arcuate="" based="" on="" the="" cat="" atlas,="" but="" the="" probabilistic="" atlas="" used="" by="" tractotron="" shows="" that="" this="" cluster="" also="" overlaps="" with="" the="" posterior="" segment="" (fig.="">

Дискусия

Целта на това проучване беше да се противопостави теорията за отделните хранилища на паметта с теорията за работната памет като активирана дългосрочна памет, като се изследват поведенческите и невроанатомичните корелати на работната и епизодичната памет в популацията с инсулт. За тази цел използвахме дизайн на задача, в който работната памет и епизодичната памет се оценяват въз основа на една и съща фаза на кодиране. Използвахме поведенчески и невроизобразителни данни, за да изследваме (1) връзката между зрителната работна памет и ефективността на епизодичната памет при пациенти с инсулт и по-възрастни хора и (2) анатомични корелати на функцията на визуалната памет, използвайки многовариантна вокселна, атласна и следова базирани подходи. Ние открихме, че различимостта в работната памет и епизодичната памет са независими на поведенческо ниво. Обратно, пристрастността на реакцията е корелирана между работната памет и епизодичната памет при пациенти с инсулт. LSM анализите предполагат, че може да има независими региони, които са свързани с работната памет и епизодичната производителност на паметта.

Ключовият въпрос в продължаващия дебат относно многокомпонентния модел на паметта срещу възгледа за работната памет като активирана дългосрочна памет е необходимостта от отделно и независимо хранилище за краткосрочна памет (Baddeley et al. 2019; Cowan 2019; Norris 2017). , 2019; Oberauer 2009; Shallice и Papagno 2019). Според многокомпонентния модел е необходимо отделно хранилище и механизъм за конструиране на нови представяния и активно поддържане на релационна информация (Norris 2017, 2019). Теорията за активираната дългосрочна памет гласи, че това може да се постигне чрез бързо ново учене, при което нови асоциации могат да се формират като нови следи от дългосрочна памет.

Докато многокомпонентният модел на паметта обяснява дефицитите на дългосрочната памет като неуспех да се кодира представяне в дългосрочна памет, теорията за активираната дългосрочна памет интерпретира това като неуспех на консолидирането на бързо формирани нови следи от дългосрочна памет ( Cowan 2019). Ако бързо формираните представяния лежат в основата на асоциативната памет, намесата или дефицитът в консолидацията обяснява ниската производителност на последващата задача на паметта, но не обяснява ниската производителност само на задачата на работната памет. Нашите резултати предполагат, че може да има отделни представяния в работната памет и епизодичната памет, тъй като разграничаването не е свързано между задачите и някои пациенти показват селективно увреждане. От друга страна, отклонението в отговора може да разчита на общи невронни субстрати в работната памет и епизодичната памет, тъй като това корелира между задачите при пациенти с инсулт. Резултатите от LSM анализите показват независими региони, които са по-силно свързани с работната памет и ефективността на епизодичната памет.

Лезиите в аркуатния фасцикулус в дясното полукълбо са по-силно свързани с различимостта в работната памет, отколкото в последващата памет, докато лезиите във фронталния оперкулум в дясното полукълбо са по-силно свързани с настройката на критерия в последващата памет, отколкото в работната памет. Тъй като включихме оценките за различимост и критерия за другата задача като ковариата, можем да заявим, че има по-силна връзка за една задача, отколкото за другата със статус на лезия в тези региони. Аркуатният фасцикул свързва перисилвиевия кортекс на фронталния, париеталния и темпоралния лоб. В лявото полукълбо трите сегмента на аркуата образуват перисилвианската езикова мрежа, която е обстойно изследвана (напр. Bonakdarpour et al. 2019; Catani et al. 2005). Левият преден сегмент е свързан с фонологичния цикъл, по-специално с грешки в реда (Papagno et al. 2017).

Десният аркуатен фасцикулус е изследван по-малко широко, но наличните проучвания свързват лезиите в този регион с пространствено пренебрегване (Catani and de Schotten 2008; Machner et al. 2018), визуално-пространствена обработка (Rolland et al. 2018) и визуална работна памет ( Chechlacz и др., 2014 г.; Matias Guiu и др., 2018 г.). Установихме, че различимостта на задачата за работна памет, в сравнение със задачата за епизодична памет, е по-силна свързана с лезии в предния и дълъг сегмент на аркуатния фасцикулус въз основа на мултивариантни и базирани на атлас анализи. Базираните на проследяване анализи демонстрират връзка със задния сегмент на аркуатния фасцикулус само за разграничаване на задачата на работната памет, но не и на последващата задача на паметта. Тъй като задачата на работната памет се основава на времеви ред, нашите открития се сближават с предишни резултати за вербална информация за реда в левия преден сегмент на аркуатния фасцикулус. Задният сегмент на аркуатния фасцикулус свързва областите на Вернике с долния париетален лоб. Предишни проучвания идентифицираха десния долен париетален лоб, който да участва в преориентирането на фокуса на вниманието към представяне на паметта на предишни стимули (Kizilirmak et al., 2015). Въз основа на нашите резултати и предишни констатации предполагаме, че десният дъговиден фасцикулус може да бъде свързан с визуално-пространствения скицник. Различните резултати относно различните сегменти на аркуатния фасцикулус вероятно се дължат на разликата между бинарен атлас (CAT) и вероятностен атлас (Tractotron). Клъстерът, идентифициран с многовариантните анализи, се припокрива с предния и дългия сегмент на аркуатния фасцикулус въз основа на CAT атласа, но вероятностният атлас, използван от Tractotron, показва, че този клъстер също се припокрива със задния сегмент. Всички анализи показват, че десният дъговиден фасцикулус участва повече в работната памет, отколкото в последващата памет.

DTI анализите в бъдещо проучване трябва да дадат по-добра представа за ролята на различните сегменти на десния дъговиден фасцикулус в работната памет. Тъй като анализите, базирани на проследяване, предоставят по-добри доказателства за поведенчески корелации за лезии на бялото вещество, това може да е индикация, че конкретно задният сегмент на десния аркуатен фасцикулус е от съществено значение за визуалната работна памет. Настройката на критерия беше по-силно свързана с фронталния оперкулум за последваща памет в сравнение с работната памет. Интересно е да се отбележи, че за определяне на критерий открихме само връзка със статуса на лезията във фронталния оперкулум за последващата задача на паметта, докато критерият беше свързан между двете задачи на поведенческо ниво. Въпреки че корелацията беше статистически значима, корелацията беше слаба. Корелацията може да се обясни с пристрастност на реакцията на третия фактор, влияеща на двете задачи, дори ако имат различни невронни субстрати. Възможен фактор, свързан с отклонението в отговора, е възрастта (за мета-анализ вижте Fraundorf et al., 2019). Фронталния оперкулум е описан като важен за упражняване на контрол върху когнитивните процеси (Takayasu et al., 2011). Показано е, че е свързано със селективното внимание и регулира активността в окципито-темпоралните области, участващи в обработката на различни класове (лица, къщи, тела) визуални стимули (Takayasu et al., 2011).

Второ проучване откри доказателства за активиране на фронталния оперкулум по време на интерферентни задачи, които изискват инхибиране на реакцията (Wager et al., 2005). Трето проучване показа, че съпротивата на пристрастията, базирана на неуместна предишна информация, е свързана с активиране на фронталния оперкулум (Scholl et al., 2015). Тези констатации се сближават с нашите резултати, които предполагат, че увреждането на фронталния оперкулум може да доведе до по-силно отклонение в отговора. Резултатите от нашите LSM анализи трябва да се тълкуват с повишено внимание, тъй като връзките между производителността на паметта и местоположението на лезията вече не са значими след корекцията за обема на лезията. По-големият обем на лезията се свързва с по-ниска различимост на задачата на работната памет и по-силно отклонение на реакцията в последващата задача на паметта. Финансирането, че обемът на лезиите е свързан с производителността, не обезсилва резултата, че специфични региони в мозъка са по-силно свързани с едната задача на паметта в сравнение с другата. Нашите резултати частично се сближават с предишно проучване при пациенти с инсулт относно различимостта и определянето на критерии в паметта за вербално разпознаване. Както в нашето проучване, Biesbroek et al. (2015) съобщават, че десният долен фронтален извивка/фронтален оперкулум е от решаващо значение за определянето на критериите. Това проучване показва, че левият медиален темпорален лоб, левите темпорално-окципитални структури, както таламусът, така и десният хипокампус са свързани с възможността за разпознаване (Biesbroek et al. 2015). Трябва да се посочат две основни разлики, словесното спрямо визуалното естество на задачата и разпределението на лезиите. Проучванията за картографиране на симптомите на лезиите разчитат до голяма степен на разпределението на общото разпространение на лезиите, което води до разлики между проучванията. Предишни проучвания показват различни невронни корелати за вербална и визуална памет (напр. Donolato et al. 2017).

добавка Cistanche: подобрява паметта

Предимството на изследването на пациенти с инсулт е, че поради внезапното естество на мозъчното увреждане е приемливо да се правят изводи за причинно-следствени връзки (Karnath et al. 2019; Rorden and Karnath 2004). Критичен коментар е, че хората с инсулт може да имат по-голямо съдово натоварване, което е свързано с функцията на паметта (Van Leijsen et al. 2019). Възможно е да има пристрастия при подбор в извадката, като пациентите с леки симптоми и малки лезии са по-склонни да участват в изследването. Това има следствие за разпределението на лезиите в мозъка, въпреки че това е част от изследваната популация. Мозъчните лезии, дължащи се на инсулт, се определят от съдовото дърво, което води до уязвими места на лезии и взаимовръзка между воксели. Въпреки че може да има места в мозъка, които са от решаващо значение за конкретна задача, която рядко се засяга от инсулт, те не биха се считали за основни партньори за дефицит на памет след инсулт.

Остава ограничение, че можем да правим заключения само за воксели/ROI с достатъчно покритие на лезията и че някои области, обикновено свързани с паметта, като хипокампуса, не са включени в анализите. Целта на проучването беше да се проучи как пациентите с инсулт могат да дадат представа за споделени и различни процеси в работната памет и епизодичната памет. Поради ограниченото покритие на лезията, което обаче е типично за проба от инсулт (Zhao et al. 2018), не можем да правим никакви претенции относно структури на хипокампалния/медиалния темпорален лоб, които могат или не могат да участват както във визуалната работна памет, така и в епизодичната памет. Въпреки това, настоящото проучване дава индикация, че други области на мозъка също са свързани с производителността на работната памет (десният аркуатен фасцикулус) и с настройката на критериите в епизодичната памет (десният фронтален оперкулум). Освен това поведенческите данни предоставят умерено доказателство, че различимостта във визуалната работна памет и епизодичната памет не са свързани, подкрепени от липса на корелация и от селективни увреждания. Те също така дават сериозни доказателства, че настройката на критерия в работната памет и епизодичната памет са свързани. С дизайна на задачата, който използвахме, имахме за цел да оценим работната памет и епизодичната памет в един дизайн на задача, използвайки едни и същи стимули, същата фаза на кодиране и сравними изисквания за свързване.

Трудността е да се оценят два различни процеса в една сравнима задача с ограничени объркващи фактори, разграничаващи кой обработен процес се използва. Важно е да се подчертае, че и двете задачи включват контекстно обвързване. Задачата 2-back е задача за обвързване във времеви ред, така че не се основава единствено на разпознаване на обекти, тъй като всички обекти се появяват два пъти в един и същ блок. Последвалата задача за памет оцени пространственото обвързване. Трябва да се споменат няколко ограничения относно дизайна на задачата. Първо, въпреки че няколко проучвания показват, че контекстуалното обвързване за времето и пространството разчита на хипокампуса (напр. Eichenbaum 2017; Yonelinas et al. 2019), те може да нямат напълно припокриващи се невронни корелати. Неотдавнашно проучване показа, че различните подрегиони в рамките на хипокампуса са били различно свързани с асоциациите обект-локация, обект-време и обект-обект в развитието от детството до юношеството въз основа на структурен ЯМР при 171 субекта (Lee et al. 2020). Освен това, изследване с fMRI на 16 здрави субекта показва активации в специфични области за обработка на пространствения ред (парахипокампус) и времеви ред (област на Бродман 10 в префронталния кортекс), в допълнение към общото участие на хипокампа за извличане на източник (Ekstrom et al. 2011) . Като се имат предвид тези резултати, не можем напълно да изключим възможността инсултът да засяга селективно различни видове свързване. Второ, хипер-обвързването може да повлияе по различен начин на работната памет и последващата задача на паметта. В литературата за стареенето хипер-свързването се отнася до неспособността на по-възрастните хора да възпрепятстват неуместна информация, което води до по-ниска производителност на задача с работна памет, но подобрена производителност, когато преди това неуместната информация се тества впоследствие (напр. Campbell et al. 2010).

В нашия дизайн обаче не очакваме това да има голямо влияние. Въпреки че местоположението не беше уместно по време на задачата 2-back, информацията не беше в противоречие и дори можеше да се използва като ориентир, тъй като целта можеше да бъде само на същото място като два предишни опита. Второ, хипер-обвързването се случва само при напълно имплицитни инструкции (Campbell and Hasher 2018). В нашата задача участниците са изрично запознати с връзката между задачите. Campbell и Hasher (2018) показаха, че ефектът от хипер-обвързването при по-възрастни хора изчезва, когато се осъзнае връзката между задачите. И накрая, предишното ни проучване, в което изследвахме ефекта на възрастта върху паметта с този дизайн на задачата, не показа предимство за по-възрастните при последващата задача за памет (за по-обширна дискусия относно дизайна на задачата вижте Lugtmeijer et al. 2019) . Трета разлика е в кодирането на задачата, последващата задача за памет е неочаквана. Докато кодирането за работна памет обикновено е повърхностно и се основава на репетиция, кодирането за планирана задача за дългосрочно задържане е по-сложно, което е полезно за епизодичната памет, но е по-малко важно за работната памет (Cowan 2019; Craik и Watkins 1973). Въпреки че това може да доведе до асоциации с различни невронни субстрати, отколкото обикновено се срещат в експлицитни задачи за епизодична памет, тези инструкции гарантират, че стратегията за кодиране не е различна между задачите. Следователно този дизайн е по-чувствителен към откриване на възможни припокриващи се субстрати за работна памет и епизодична памет.

Втора възможна разлика в кодирането може да бъде вербализацията. Задачата за работна памет може да бъде подкрепена чрез словесно етикетиране на обектите (напр. ябълка, кола, ябълка). Участниците бяха инструктирани, че второто появяване на обект винаги е на същото място като първото, така че местоположението да може да се използва като реплика (напр. ябълка в долния десен ъгъл), но тъй като местоположението не е от значение за задачата на работната памет, то не е известно дали участниците са включили това в своя словесен етикет. Освен това, нашите LSM анализи не показват доминираща роля за вербализацията. Ние идентифицирахме дясното полукълбо на типичните езикови области, които да бъдат свързани с работата на работната памет. За клинична когнитивна оценка е уместно да се вземе предвид, че пациентите с инсулт може да имат променена пристрастност на реакцията, особено защото нашите резултати показват, че инсултът може да повлияе пристрастността на реакцията към по-либерална и по-консервативна пристрастност. В заключение, инсултът може да доведе както до работна памет, така и до епизодични дефицити на паметта. Това проучване показва, че възможността за разграничаване в работната памет и епизодичната памет са два различни процеса, докато определянето на критерии може да бъде споделен процес. Анализите на LSM предполагат, че независимите региони са по-силно свързани с визуалната работна памет (десен дъговиден фасцикулус) и настройката на критериите в епизодичната памет (фронтален оперкулум).