Обемът на задния хипокампал CA2/3 е свързан с автобиографичната способност за припомняне на паметта при хора с по-ниски показатели, част 2

Обемите на субфелдите не се различават в групите за ефективност.

След това проучихме дали обемите на подполето се различават между групите с по-ниска и по-висока ефективност или между най-високо и най-слабо представящите се (n=20 във всяка група). Не са идентифицирани разлики за което и да е подполе (Таблица 5).

Тъй като значителната връзка в групата с по-ниски резултати беше локализирана в задната част на CA2/3, ние също сравнихме обемите на задната част на CA2/3 между групите с по-ниска и по-висока ефективност и не открихме разлика между тях (среден обем с по-ниска ефективност {{7 }}.05 mm3, SD=34.25; среден обем с по-висока производителност=206.10 mm3, SD=39.84; F(1,192)=0.78, p=0.38). Това предполага, че може да няма проста линейна връзка между задния обем на CA2/3 и способността за автобиографична памет.

Линейна връзка означава, че има праволинейна връзка между две променливи, т.е. промените в едната променлива ще засегнат директно промените в другата променлива. Паметта се отнася до човешката способност за памет, тоест способността да се записва и съхранява информация за извикване и използване.

Съществува важна връзка между линейността и паметта. Най-общо казано, изследванията показват, че колкото по-силна е линейната връзка, толкова по-добра е паметта.

Например, ако разгледаме линейната връзка между времето за учене на дадено лице и резултата, който получава на изпит, можем да открием, че е много естествено човек да прекарва повече време в учене и да получава по-добри оценки. По същия начин, ако разгледаме линейната връзка между количеството сън, което човек получава и паметта му на следващия ден, можем също да открием, че повече сън води до по-добра памет.

От друга страна, ако линейната връзка е слаба, паметта може да пострада. Например, ако разгледаме връзката между диетата на човек и неговата памет, може да не открием очевидна линейна връзка. Знаем обаче, че недохранването или липсата на определени основни хранителни вещества може да повлияе на нормалното функциониране на мозъка и по този начин на паметта.

Следователно можем да заключим, че връзката между линейната връзка и паметта е много важна и може да повлияе на нашето учене, работа, живот и здраве. За да подобрим паметта си, трябва да се съсредоточим върху линейните връзки и да развием добри навици за учене и живот, за да подобрим нашите когнитивни функции и мисловни способности. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си. Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola може също да регулира баланса на невротрансмитерите, като например повишаване на нивата на ацетилхолин и растежни фактори. Тези вещества са много важни за паметта и ученето. , В допълнение, месото от месо може също да подобри течливостта на кръвта и да насърчи транспортирането на кислород, което може да гарантира, че мозъкът получава достатъчно хранителни вещества и енергия, като по този начин подобрява мозъчната жизненост и издръжливост.

Кликнете върху Know, за да подобрите когнитивната функция

За да проучим това по-нататък, направихме допълнителен анализ, за ​​да помогнем при тълкуването на резултатите. Вместо да разделяме участниците на две групи въз основа на резултатите от вътрешната им автобиографична памет, ние вместо това използвахме задните CA2/3 обеми на хипокампа, за да разделим средно участниците на групи с по-малък обем и групи с по-голям обем. Когато се съпоставят с резултатите от припомнянето на автобиографичната памет, не е открита статистически значима връзка за нито една от групите (група с по-малък обем: r(93)=0.25, p=0.01, 95 % CI {{10}}.05, 0,43; група с по-голям обем: r(92)=0.16, p=0.13, 95% CI − 0,05, 0,35).

Дискусия

В това проучване на индивидуалните различия ние ръчно сегментирахме пълната дължина на двата хипокампа при 201 здрави индивида. Очертахме шест подрегиона - DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum и uncus. Това ни позволи да проучим как обемите на хипокампалното подполе могат да се свържат със способността за припомняне на автобиографичната памет по най-изчерпателния начин, опитван до момента. В цялата група не открихме доказателства за връзка между обема на което и да е подполе и способността за припомняне на автобиографична памет, измерена с помощта на вътрешни подробности от автобиографичното интервю40. Такъв беше и случаят при отделно разследване на участници мъже и жени.
Въпреки това, когато участниците бяха разпределени в групи с по-ниски и по-високи резултати въз основа на техните вътрешни детайлни резултати, открихме, че обемът на CA2/3 е значително и положително свързан с ефективността на припомняне на автобиографичната памет, специално в групата с по-ниски резултати. Освен това открихме, че този ефект се задвижва от задния CA2/3. Обратно, семантичните детайли от автобиографичните спомени и представянето на редица лабораторни тестове за памет не корелират с обема на CA2/3. По същия начин не са идентифицирани асоциации с обема на подполето за групата с по-високи резултати.

Има само две публикувани проучвания, които изследват връзката между обемите на хипокампалното подполе и припомнянето на автобиографичната памет 28, 29. Нашите констатации като цяло съвпадат с тези на Palombo et al.29, които, изучавайки само тялото на хипокампуса, откриха, че обемът на комбинирана ROI, включваща DG/CA4/CA2/3, е свързан с резултати от вътрешни подробности. Сега можем да разширим този предишен резултат по четири ключови начина. Първо, тъй като имахме толкова голяма извадка, успяхме да установим, че връзката между обема на подполето и способността за автобиографична памет е очевидна само при лица с по-ниски резултати, а не при тези, чието представяне е над медианата.

Palombo et al.'s29 n=30 може да не са били достатъчни, за да разкрият тази разлика. Нашият ефект CA2/3 не може да се обясни с възрастта, коефициента на интелигентност, съотношението между половете или използваните скенери, които не се различават между групите. Второ, бяхме по-пространствено прецизни при определянето на CA2/3 като ключов подрегион, а не като по-малко информативен, по-голям ROI. Трето, тъй като сегментирахме цялата дължина на хипокампуса, ние показахме, че ефектите се управляват от задния CA2/3. Това е важно, тъй като подполетата се различават по своята свързаност по предно-задната ос на хипокампуса 11, 19, 20, 33, 35. Четвърто, чрез изследване на семантични подробности от автобиографичните спомени и набор от други лабораторни тестове за памет, ние установихме, че връзката с обема на CA2/3 е специфична за припомнянето на автобиографичната памет.

Също така отбелязваме, че подкатегорията на вътрешните детайли, които са най-свързани с двустранния заден обем CA2/3, е „събития“. Просто не успя да достигне статистическа значимост, когато се коригира за множество сравнения. Категорията на събитието съдържа подробности относно събитията или разгръщането на историята, включително присъстващи лица, действия и реакции. Тъй като това са основните детайли в сърцето на автобиографичните спомени, може би не е изненадващо, че тази категория изглежда е най-свързана с двустранния заден обем на CA3 при участници с по-ниски резултати.

Нашите констатации може да предполагат, че хората с по-ниски резултати се възползват най-много от по-големия заден обем на CA2/3, като хората с по-високи резултати не показват увеличен обем. Това може да отразява нуждата на мозъка да балансира ресурсите, тъй като увеличаването на обема на дадена мозъчна област може да има цена. Например, при лицензирани лондонски таксиметрови шофьори, техните силно подобрени навигационни умения и по-големият заден обем на хипокампа (в сравнение с контролите) беше установено, че са придружени от по-малък обем в предния хипокамп 52, 53 и по-лоши резултати при някои антероградни тестове за визуално-пространствена памет 54. В общата популация може да се окаже, че когато способността за припомняне на автобиографичната памет на индивида е на определено ниво, има достатъчно функционалност, така че по-нататъшното увеличаване на обема на CA2/3 вече да не е от полза поради потенциалните свързани разходи.

Нашите констатации също предполагат, че може да бъде информативно да се изследва специално обемът на задния CA2/3 при хора, които са характеризирани като имащи "тежко дефицитна автобиографична памет"2. Това са хора, които иначе са здрави, но имат лошо припомняне на автобиографична памет, главно по отношение на намалена визуализация на техните автобиографични спомени и по-малък брой вътрешни детайли, когато си припомнят спомени от детството или тийнейджърските си години. Прогнозата може да е, че техният обем CA2/3 ще бъде най-намален сред здравите контроли.

По отношение на пациентите скорошните и отдалечени автобиографични спомени са податливи на загуба на вътрешни детайли в контекста на фокално двустранно увреждане на CA323. Освен това, теоретичните анализи на графиките на 7 T fMRI данни в състояние на покой разкриват, че увреждането на CA3 при тези пациенти нарушава функционалната интеграция в подсистемата на медиалния темпорален лоб (MTL) на мрежата по подразбиране. Загубата на функционална интеграция в регионите на MTL подсистемата е предсказваща ефективността на извличане на автобиографична памет при пациентите. Като цяло, тези открития предполагат, че CA3 е необходим за извличането на автобиографични спомени дълго след първоначалното им придобиване и че той играе роля във функционалната интеграция в мрежата от мозъчни области, която обикновено е замесена в автобиографичното епизодично припомняне.

При пациентите CA3 увреждането е по дължината на хипокампуса. Едно проучване на fMRI, което изследва представянето на автобиографични спомени в хипокампалните подполета, успя да нюансира това допълнително. Отдалечените автобиографични спомени са особено представени в задния CA3. Нашето финансиране на специално задния обем CA2/3, корелиращ с автобиографичната памет, е в съответствие с този предишен резултат, поне при индивиди с по-ниски резултати. Трябва да се отбележи, че вероятно всички спомени, предизвикани по време на автобиографичното интервю40, са далечни автобиографични спомени.

Дори най-скорошният период е „в рамките на последната година“, като подобни спомени също вероятно вече са претърпели консолидация. Резултатите бяха като цяло сходни, когато всеки период беше изследван отделно по отношение на задния обем на CA2/3 и нито един период не достигна статистическа значимост, когато се коригира за множество сравнения. Като се има предвид, че има най-вече само един спомен за всеки период, тези анализи вероятно нямат достатъчно мощност в сравнение с нашите основни анализи, където спомените са групирани.

Какво може да прави CA2/3 в услуга на извикването на автобиографична памет и защо задната му част е особено замесена? Не можем да отговорим директно на тези въпроси с нашите данни, но можем да предложим някои спекулации. Смята се, че CA3 е средство за завършване на модел 30–32, 55, 56, което включва възстановяване на следа от паметта от частична реплика. Това изчисление е от значение за извикването на автобиографична памет. Нито едно изследване на невроизобразяването не е изследвало изрично как завършването на модела е свързано с автобиографичните спомени.

Въпреки това, по-големият обем CA2/3 е свързан с по-малко невронно припокриване в CA3 между представяния на подобни спомени на кратки филмови клипове, което от своя страна е свързано с по-малко субективно объркване по време на припомняне57. Авторите на това проучване предполагат, че по-голям CA3 може да насърчи намаляване на объркването при извличане чрез увеличен брой CA3 неврони или подобрена странична свързаност в рамките на CA3, което може да ускори по-ефективното завършване на модела. Възможно е подобна ситуация да се играе в нашата група с по-ниски резултати, като по-големият обем CA2/3 улеснява по-доброто завършване на модела.

Все още има дебат за това как функциите се различават надолу по дългата ос на човешкия хипокампус. Предполага се, че предната част на хипокампуса може да участва в конструирането на визуални сцени, които формират основата на автобиографичното припомняне на паметта, като задните хипокампални области населяват сцената със специфични детайли 26, 58. Наистина, участието на специфично заден CA2/3 в извикването на отдалечена автобиографична памет25 може да отразява увеличеното завършване на модела, необходимо за попълване на отдалечени автобиографични спомени.

Друга перспектива твърди, че задният хипокампус поддържа фини локални представяния, в сравнение с широкомащабните глобални представяния в предния хипокампус 26, 34, 58. Следователно, нашият заден CA2/3 резултат може да отразява повишения капацитет за поддържане на повече подробности по време на извикване на автобиографична памет. Би било интересно в бъдещи проучвания да се изследва способността за автобиографична памет по отношение на такава локална и глобална обработка, а също и по отношение на функционалната свързаност18,19,59, което може да предостави допълнителни прозрения за информационния поток в и от задния CA2/3 по време на автобиографичния извикване на паметта.

Нашите констатации CA2/3 се отнасят само до припомнянето на автобиографична памет, като представянето на повечето от другите тестове за памет не се различава между групите с по-ниски и по-високи резултати. Единственият тест, по който групите се разминаваха, беше незабавното и забавено припомняне на теста за логическа памет (припомняне на история), може би най-близкият лабораторен тест за памет до извличане на автобиографична памет. Групата с по-ниски резултати имаше по-лоши резултати на този тест в сравнение с групата с по-високи резултати. Въпреки това, в групата с по-ниски резултати нямаше връзка между задния обем на CA2/3 и незабавното или забавеното припомняне при този тест.

Това може да отразява специфичната връзка на задния хипокампус с извикването на отдалечени спомени (преживени преди много месеци или години), а не съвсем наскоро преживяната история в теста за логическа памет. В допълнение, задният обем CA2/3 при по-слабо представящи се може да бъде свързан с яркия, детайлен и мултимодален характер на припомнянето на автобиографичната памет, за разлика от по-опростения характер на по-ограничените лабораторни тестове за памет. Това възможно обяснение е в съответствие с констатациите на fMRI мета-анализ41 и скорошно изследване на микроструктурата на бялото вещество42. И двете проучвания показват, че припомнянето на автобиографични спомени и лабораторни стимули на паметта са свързани с различни невронни субстрати. По-общо, нашите открития добавят допълнителна подкрепа към все по-признатата важност на изучаването на когнитивните способности в реалния свят, за да се характеризират напълно връзките между мозъка и поведението60–66.

Трябва да се имат предвид няколко предупреждения, когато тълкуваме нашите открития. Първо, нашите резултати предполагат, че няма проста линейна връзка между задния обем на CA2/3 и способността за автобиографична памет. Например, докато задният обем на CA2/3 корелира с автобиографичното извикване на паметта в групата с по-ниски резултати, не беше така, че обемът на CA2/3 се увеличи в тази група и след това достигна плато в групата с по-високи резултати. Наистина, не са идентифицирани разлики в средните обеми на CA2/3 в групите с по-ниско и по-добро представяне, нито има разлики в средните обеми на CA2/3 между крайните стойности на най-високите и най-ниските резултати. Освен това, след като разделихме пробата на две групи въз основа на средния заден обем CA2/3, не открихме връзка между обема и способността за припомняне на автобиографична памет в нито една група. Това означава, че индивид с изключителна автобиографична способност за припомняне на паметта може да има подобен заден CA2/3 обем като някой с много по-слабо припомняне. Накратко, познаването на задния CA2/3 обем на дадено лице не може непременно да информира за способността му за автобиографична памет. Необходими са допълнителни изследвания, за да се изясни допълнително този сложен модел от констатации.

Второ, ние също предвидихме, че обемът на субикулума29 и/или предния пре/парасубикулум26,28,33 може да бъде свързан със способността за припомняне на автобиографична памет. Тази хипотеза обаче не беше подкрепена от данните. Това не означава, че субикулумът, пре/парасубикулумът или наистина някое от другите подполета не са необходими за извикване на автобиографичната памет, просто че техният обем може да не е показателен за основните фактори, водещи до индивидуалните различия. Проучване, което изследва връзката между обемите на хипокампалното подполе и способността за припомняне на автобиографична памет, установи, че обемът на пре/парасубикулум е свързан с по-добро запазване на автобиографичната памет за осеммесечно закъснение28. Това надлъжно проучване позволи да се съсредоточи върху запазването на паметта с течение на времето, което не беше възможно да се изследва в настоящия експеримент, което изключва директно сравнение.

Трето, в настоящото проучване тествахме голяма извадка от 201 участници. Въпреки това, дори и с този размер на извадката, не можем да изключим съществуването на особено малки ефекти, които биха могли да показват значителна връзка, като тази, наблюдавана между CA2/3 и извикването на автобиографичната памет, когато изследваме нашата извадка като цяло (r(193) { {4}}.10, p=0.15). Наистина, за да достигне тази връзка статистическа значимост, ще е необходима извадка от най-малко 500 участници, което в момента изисква 300 часа време за MRI сканиране и 4000 часа ръчно сегментиране на хипокампалното подполе. Бъдещата работа, която се стреми да свърже индивидуалните различия в автобиографичната памет със структурата и функцията на мозъка, може да обмисли възприемането на подхода на консорциума и „мегаанализа“, например в литературата по генетиката67. В допълнение, има спешна нужда от точни автоматизирани методи за сегментиране на подполета, които сегментират хипокампуса с прецизност по цялата му дължина, включително разделяне на DG и CA2/3, и субикулум и пре/парасубикулум.

Четвърто, докато подходът на медианното разделение често се използва в публикуваната литература, той не е без ограничения. Извършването на средно разделяне води до формирането на две по-малки групи и последващо намаляване на мощността. Освен това медианата разделя отделни индивиди, които са точно над и точно под медианата, въпреки че тези участници вероятно са доста сходни. В идеалния случай разпределението на групи с по-ниски и по-високи резултати тук би било извършено с помощта на независима мярка за способност за припомняне на автобиографична памет, но има недостиг на мерки с добро качество.

Пето, трябва също да се отбележи, че споразумението между оценяващите за очертаване на CA2/3 е по-ниско, отколкото за повечето други подполета, което подчертава предизвикателството да се изучава тази малка област. Стойностите обаче са подобни на тези, докладвани в предишни проучвания 19, 25, 28, 57, 68 и са в диапазона, определен като показващ „добра“ надеждност в литературата, като по-големите подполета имат „отлична“ надеждност 69. Следователно ние сме уверени в нашите CA2/3 очертания, но тази точка трябва да се има предвид при интерпретирането на резултатите.
Шесто, добре задвижвани изследвания на индивидуалните различия, свързващи автобиографичната памет със структурата и функцията на мозъка, остават редки. Анализът на други аспекти на данните от докладваната тук кохорта не идентифицира връзки между целия, предния или задния обем на сивото вещество на хипокампа или микроструктурата на сивото вещество (като миелинизация и желязо) със способността за припомняне на автобиографична памет8,43. От друга страна, специфични характеристики на микроструктурата на бялото вещество, свързани със скоростта на аксонална проводимост, са свързани с индивидуалните разлики в способността за припомняне на автобиографичната памет, но не и с лабораторни стимули на паметта42. Изследвания, използващи други големи проби, са идентифицирали връзки между обема на темпоралния полюс и припомнянето на автобиографичната памет при здрави по-възрастни хора70 и различни модели на функционална свързаност в състояние на покой както при по-млади, така и при по-възрастни възрастни между припомнянето на автобиографична памет и контролна мярка59. Изследвания като тези, заедно с по-нататъшни проучвания на подполетата на хипокампа, се надяваме да помогнат за изграждането на много по-пълно разбиране за това защо съществува такава голяма променливост в общата популация в способността им да си припомнят ежедневните си преживявания. Ние също така отбелязваме, че има различни подходи за определяне на оптималната метрика на способността за припомняне на автобиографична памет59,70 и контролни мерки29,44,45 от автобиографичното интервю40. Бъдещата работа може да сравни тези различни методи и как те се отнасят към обемите на хипокампалното подполе.

И накрая, настоящото проучване се фокусира конкретно върху млади, здрави индивиди. Вариациите в обемите на подполето, дължащи се на стареене или заболяване, могат да имат различни връзки с представянето на автобиографичната памет. Бъдещите проучвания на хипокампалното подполе трябва да изследват индивидуалните различия в тези типове кохорти в допълнение към младите здрави индивиди.

И накрая, настоящото проучване се фокусира конкретно върху млади, здрави индивиди. Вариациите в обемите на подполето, дължащи се на стареене или заболяване, могат да имат различни връзки с представянето на автобиографичната памет. Бъдещите проучвания на хипокампалното подполе трябва да изследват индивидуалните различия в тези типове кохорти в допълнение към младите здрави индивиди.

Методи

Участници.

Двеста и един здрави хора са включени в изследването, 104 жени и 97 мъже. Както е описано подробно в предишни публикации8,42,43, възрастовият диапазон е ограничен до 20–41 години, за да се ограничат възможните ефекти от стареенето (средна възраст=29.05 години, SD=5.65). Участниците са имали английски като първи език и не са докладвали анамнеза за психологически, психиатрични или неврологични състояния. Хората с хобита или професии, за които е известно, че са свързани с хипокампуса (напр. лицензирани таксиметрови шофьори в Лондон) бяха изключени. Първоначално бяха наети двеста и седемнадесет участници, но качеството на сканиране за шестнадесет участници беше твърде лошо за точна сегментация на хипокампа и впоследствие те бяха изключени. На участниците бяха възстановени £10 на час за участие, което беше платено при завършване на проучването.

Всички участници дадоха писмено информирано съгласие и проучването беше проведено с одобрението на Комитета по изследователска етика на Лондонския университетски колеж (идентификационен номер на проекта: 6743/001). Всички методи бяха извършени съгласно съответните насоки и разпоредби.

Размерът на извадката от над 200 участници беше определен по време на дизайна на проучването като подходящ, тъй като е стабилен за използване на различни статистически подходи, когато се отговаря на множество въпроси от интерес. По-конкретно, пробата позволи достатъчна мощност за идентифициране на средни размери на ефекта при провеждане на корелационни анализи при алфа нива от 0,01 и при сравняване на корелации при алфа нива от 0,0571. Извадки от над 200 участници също бяха предложени като подходящи за корелационно невроизобразително изследване, подобно на това, извършено тук 36, 37.

Автобиографичното интервю.

Този широко използван тест беше използван за измерване на способността за припомняне на автобиографичната памет. Участниците са помолени да предоставят автобиографични спомени от конкретно време и място за четири периода от време – ранно детство (до 11-годишна възраст), тийнейджърски години (от 11 до 17-годишна възраст), зряла възраст (от 18-годишна възраст до 12 месеца преди интервюто; изискват се две памети) и последната година (спомен от последните 12 месеца); следователно се събират общо пет памети. Записите на описанията на паметта се транскрибират за по-късно точкуване.

Основната мярка за резултатите от автобиографичното интервю е средният брой вътрешни детайли, включени в описанието на събитие от петте автобиографични спомена. Вътрешните подробности са тези, които описват въпросното събитие (т.е. епизодични подробности) и включват събитие, място, време и информация за възприемане, както и мисли и емоции, свързани със самото събитие. Използвахме средния брой семантични детайли, включени в петте автобиографични спомени, като контролна мярка. Семантичните детайли се отнасят до семантична информация за или свързана с миналото събитие и не се считат за отразяващи автобиографична способност за припомняне на паметта.

Извършено е двойно оценяване на 20% от данните. Коефициентите на междукласова корелация, с двупосочен модел на случайни ефекти, търсещ абсолютно съгласие, бяха изчислени както за вътрешни, така и за семантични детайли. Това беше извършено както за индивидуални спомени, така и като средна стойност на всичките пет спомени за всеки участник. За вътрешни детайли коефициентите бяха съответно 0.94 и 0.97, а за семантични подробности бяха 0.80 и 0. 84 съответно. За справка, коефициентите на междукласова корелация между 0.75 и 0,90 се считат за добри надеждни, а междукласовите корелационни коефициенти от 0,90 и по-високи се считат за отлична надеждност69.

Лабораторни тестове.

Оценките на коефициента на интелигентност на участниците са получени от теста за преморбидно функциониране46. Броят на правилните отговори беше преобразуван в оценка на IQ в пълна скала (FSIQ) съгласно стандартната процедура за точкуване.

На участниците бяха приложени и осем лабораторни теста за памет. Това бяха тестове за памет, които често се използват в невропсихологични условия. Задачите бяха изпълнени и оценени в съответствие с техните стандартизирани и публикувани протоколи. По-конкретно:

Припомнянето на вербален списък беше оценено с помощта на незабавното и забавеното припомняне на Rey Auditory Verbal Learning Test 47. Визуопространственото припомняне беше изследвано с помощта на отложеното припомняне на Rey-Rey-Osterrieth Complex Фигура 48. Паметта за разпознаване беше изследвана с помощта на тестовете за памет за разпознаване на Warrington за думи и лица49. Участниците също преминаха през задачата „Жив или мъртъв“, която изследва общите познания за това дали известни личности са починали или все още са живи, осигурявайки мярка за семантична памет50. И накрая, способността за припомняне на кратък разказ беше изследвана с помощта на незабавното и забавеното извикване на подтеста за логическа памет на Wechsler Memory Scale IV51.

Имайте предвид, че автобиографичната памет припомня данни и данните от лабораторните тестове, докладвани тук, са включени в предишен анализ на главните компоненти, който се стреми да изследва структурата на тези поведенчески данни - вижте Clark et al.72 за допълнителни подробности.

Събиране на данни от ЯМР.

Както е описано подробно в предишни публикации 8, 42, 43, три MRI скенера бяха използвани за събиране на данните за невроизображение. Всички скенери бяха системи на Siemens Magnetom TIM Trio с 32-намотки с канална глава и бяха разположени в един и същ център за невровизуална диагностика, работещ със същия софтуер. Последователностите бяха заредени идентично на отделните скенери. Настройката и позиционирането на участниците следваха същия протокол за всеки скенер.

Участниците бяха сканирани с помощта на структурна MRI последователност, която беше оптимизирана за изображения с висока разделителна способност на хипокампуса. Данните бяха събрани с помощта на 3D T2-претеглена турбо спин ехо последователност с една плоча с променливи fip ъгли73 в комбинация с паралелно изобразяване, за да се постигне едновременно висока разделителна способност на изображението от 5{{10}}0 μm , висока ефективност на вземане на проби и кратко време за сканиране, като същевременно се поддържа достатъчно съотношение сигнал/шум. След възбуждане на единична аксиална плоча, изображението беше разчетено със следните параметри: разделителна способност=0.52 × 0,52 × 0,5 mm, матрица=384 × 328, дялове=104, дебелина на дяла=0.5 mm, свръхсемплиране на дяла=15.4%, зрително поле=200×171 mm, време за ехо (TE)=353 ms, TR=3200 ms, GRAPPA×2 в посока на фазово кодиране (PE), честотна лента=434 Hz/пиксел, разстояние между ехото=4.98 ms, турбо фактор в посока PE=177, продължителност на ехото{ {31}}, средни стойности=1.9. За намаляване на отклонението на сигнала, дължащо се например на пространствена вариация в профилите на чувствителност на бобината, изображенията бяха нормализирани с помощта на предварително сканиране и беше приложен филтър със слаб интензитет, както е приложен от производителя на скенера. За да се подобри съотношението сигнал/шум на анатомичното изображение, използвано за сегментиране, бяха получени три сканирания за всеки участник с общо време на сканиране от 39 минути. Всяко структурно сканиране беше визуално инспектирано за качество. Когато качеството на сканиране беше компрометирано поради артефакти на движение, то беше отхвърлено. Висококачествените сканирания за всеки участник бяха съвместно регистрирани, обезшумени и осреднени.

Сегментиране на хипокампалните субполета.

За всеки участник ръчно очертахме подполета на хипокампа, двустранно, върху осреднено и обезшумено структурно изображение с висока разделителна способност в естественото пространство съгласно методологията, описана от Dalton et al.22, използвайки софтуера ITK Snap версия 3.2.0. Създадени са маски за следните подрегиони: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum и uncus (фиг. 1). Подполевите сегменти бяха проведени от два сегментатора (IAC и MAD).

Надеждността на сегментациите на хипокампа беше оценена с помощта на мерки за надеждност между и интра-оценители. Нашият основен фокус беше върху надеждността между оценяващите, като всеки изследовател самостоятелно сегментира двата хипокампа на същите 20 участници (10% от общия брой). Тъй като сегментирането на хипокампа отне приблизително 8 часа на участник, сегментирането на пълната проба беше извършено в продължение на 3,5 години (от юли 2018 г. до декември 2021 г.). Независими сегментации на хипокампа за оценка на надеждността бяха извършени през този период, служейки също за осигуряване на мярка за последователност във времето; ако изследователят се отклони от протокола за сегментиране през 3,5 години, тогава щяхме да знаем това, защото измерванията между оценяващите ще намалят.

Бяха извършени анализи на надеждността за всяко подполе с помощта на показателя за припокриване на Dice74, който дава резултат между 0 (без припокриване) и 1 (перфектно припокриване). Коефициентите на междукласова корелация също бяха изчислени (с помощта на двупосочен модел на случайни ефекти, търсещ абсолютно съгласие), където междукласовите коефициенти на корелация между 0.75 и 0.90 се считат за имащи добра надеждност, а коефициентите на междукласова корелация от 0,90 или повече се считат за отлична надеждност69.

Показателите за надеждност между оценяващите са еквивалентни на тези, докладвани в съществуващата литература 19, 25, 28, 57, 68, 75–77. Надеждността на междуоценъчните зарове беше 0.85 за DG/CA4, 0.68 за CA2/3, 0.78 за CA1, 0.8{{21 }} за субикулум, 0.70 за пре/парасубикулум и 0.83 за uncus. Коефициентите на междукласова корелация бяха 0.91 за DG/CA4, 0.75 за CA2/3, 0.91 за CA1, 0.90 за субикулум, 0,76 за pre/parasubiculum и 0,97 за uncus. Резултатите за всеки от 20-те отделни анализа на надеждността на междуоценителите на Dice (включително датата на всяко сегментиране) са предоставени в допълнителна таблица S7. Във всички времеви точки резултатите за надеждност на Dice между оценяващите бяха в съответствие с предишни времеви точки и публикации, демонстрирайки високи нива на последователност през 3,5 години, както и висока надеждност между двата сегментатора.

Надеждността в рамките на оценителя също беше висока и за двата сегментатора. За IAC, надеждността на интра-оценител на Dice (над 5 участници, измерени средно 32,8 месеца (SD=13.22) един от друг беше 0.91 за DG/CA4, {{10 }}.81 за CA2/3, 0.86 за CA1, 0.86 за субикулум, 0.80 за pre/parasubiculum и 0.89 за uncus, с междукласови корелационни коефициенти от 0.96 за DG/CA4, 0.93 за CA2/3, {{36} }.85 за CA1, 0.99 за субикулум, 0.83 за пре/парасубикулум и 0.97 за uncus За MAD (както беше съобщено по-рано в Ref.22. ), надеждността на Dice в рамките на оценителя (над 6 участници, измерени през 3 месеца) беше 0.86 за DG/CA4, 0.76 за CA3/2, {{56} }.85 за CA1, 0.86 за субикулум, 0.75 за пре/парасубикулум и 0.87 за uncus с междукласови корелационни коефициенти на { {68}}.91 за DG/CA4, 0.84 за CA2/3, 0.89 за CA1, 0.95 за субикулум, 0,72 за пре/парасубикулум и 0,96 за uncus.

Всяко подполе, с изключение на uncus, също беше разделено на своите предна и задна части8,34. В съответствие с литературата38,39, предната част се определя като започваща от първия срез, където хипокампусът може да се наблюдава в най-предната си част до крайния срез на uncus (върхът на чичото), а задният хипокампус се определя от първия срез, следващ върха на чичото до последния срез на наблюдение в най-задната му част (фиг. 1).

Статистически анализи.

Анализите бяха извършени в R 4.1. Данните бяха обобщени с помощта на средни стойности и стандартни отклонения.

В нашите основни анализи ние изследвахме връзките между всеки том на подполе и броя на вътрешните подробности от автобиографичното интервю, използвайки частични корелации, с първоначално зареждане, извършено 10,000 пъти, за да се изчислят доверителните интервали. Пакетите ppopcornv1.178 и RVAideMemoire v0.9.81.2 бяха използвани за това. Шест ковариати бяха включени във всяка частична корелация: възраст, пол, IQ в пълна скала, скенер, общ обем на хипокампа и общ вътречерепен обем. За анализите, изследващи поотделно мъжки и женски участници, полът не е включен като ковариата. За анализи, изследващи обеми на предно и задно подполе, общият преден или заден обем на хипокампа беше включен като ковариата вместо общия обем на хипокампа. Контролните анализи бяха извършени по идентичен начин, но обемът на подполето беше свързан или с общия брой семантични детайли от автобиографичното интервю, или с мащабираните резултати на логическата памет за незабавно или забавено извикване.

Когато беше направено сравнение между вътрешни подробности и контролни корелации, статистическите разлики бяха тествани с помощта на техниката, описана от Meng et al.79. Този подход разширява трансформацията на Фишер, позволявайки по-точно тестване и сравнение на две свързани корелации. Сравнението на корелацията беше извършено с помощта на цветовия пакет R v1.1.380. Тъй като сравнението на корелациите е извършено само когато преди това е идентифицирана значителна корелация (Bonferroni коригирано на p<0.0042—see main text), a ttwo-sidedp-value<0.05 was deemed significant

Участниците също бяха разпределени в групи с по-ниско или по-високо представяне в зависимост от техните резултати в сравнение със средния брой вътрешни детайли на цялата извадка. Ако общият им брой вътрешни детайли беше по-малък или равен на медианата, те бяха причислени към групата с по-ниски резултати (n=101), докато резултати, по-големи от медианата, доведоха до разпределение в групата с по-високи резултати (n =100). В допълнение, 20-те участници с най-голям брой вътрешни детайли бяха разпределени в групата с най-високи резултати, а 20-те участници с най-нисък резултат бяха разпределени в групата с най-ниски резултати. Сравненията на обемите на хипокампалното подполе между групите с по-ниско и по-високо представяне и между най-високо и най-слабо представящите се бяха направени с помощта на еднопосочни едномерни ANCOVA със същите ковариати като частичните корелации, използвайки R пакет car v3.{{8 }}.

Сравненията на групите с по-ниски и по-високи резултати при другите мерки (Таблица 4) бяха извършени с помощта на t-тестове за непрекъснати променливи или тестове хи-квадрат за категорични променливи. Разликите се считат за значителни след двустранна p-стойност<0.05.

Наличност на данни

Данните, анализирани по време на това проучване, са включени във файла с допълнителен набор от данни

Препратки

1. LePort, AKR и др. Поведенческо и невроанатомично изследване на силно превъзходна автобиографична памет (HSAM). Neurobiol. Уча. Мем. 98, 78–92 (2012).

2. Palombo, DJ, Alain, C., Söderlund, H., Khuu, W. & Levine, B. Силно дефицитна автобиографична памет (SDAM) при здрави възрастни: нов мнемоничен синдром. Neuropsychologia 72, 105–118 (2015).

3. Palombo, DJ, Sheldon, S. & Levine, B. Индивидуални различия в автобиографичната памет. Тенденции Cogn. Sci. 22, 583–597 (2018).

4. Scoville, WB & Milner, B. Загуба на скорошна памет след двустранни хипокампални лезии. J. Neurol. Неврохирург. Психиатрия 20, 11–21 (1957).

5. Winocur, G. & Moscovitch, M. Трансформация на паметта и системна консолидация. J. Int. Невропсихол. Soc. 17, 766–780 (2011).

6. McCormick, C., Ciaramelli, E., De Luca, F. & Maguire, EA Сравняване и противопоставяне на когнитивните ефекти от увреждане на хипокампалния и вентромедиалния префронтален кортекс: Преглед на изследвания на човешки лезии. Неврология 274, 295–318 (2018).

7. Clark, IA & Maguire, EA Запазване на спомнянето при хипокампална амнезия. Annu. Rev. Psychol. 67, 51–82 (2016).

8. Clark, IA et al. Обемът на хипокампа обяснява ли разликите в производителността при задачи, зависими от хипокампа?? Neuroimage 221, 117211 (2020).

9. Van Petten, C. Връзка между обема на хипокампа и способността за памет при здрави индивиди през целия живот: Преглед и мета-анализ. Neuropsychologia 42, 1394–1413 (2004).

10. Maguire, EA, Valentine, ER, Wilding, JM & Kapur, N. Пътища за запомняне: Мозъкът зад превъзходната памет. Нац. Neurosci. 6, 90–95 (2003).

11. Duvernoy, H., Cattin, F. & Risold, P. Te Human Hippocampus 4th ed. (Springer, 2013).

12. Amaral, D. & Lavanex, P. Hippocampus Neuroanatomy: Te Hippocampus Book (Oxford University Press, 2007).

For more information:1950477648nn@gmail.com