Ефектите от поглъщането на алкохол след учене върху консолидирането на двигателната памет на човека Част 3

4|ДИСКУСИЯ

Тази работа се стреми да изследва неврохимичните механизми на консолидация на двигателната памет.

Упражнението е много важна дейност, която не само подобрява физическата ни годност, но и подобрява мозъчната ни памет. Научните изследвания потвърждават, че упражненията могат да консолидират нашата памет за упражнения и по този начин да подобрят паметта на нашия мозък.

Когато тренираме, телата ни отделят протеин, наречен BDNF, който е необходим за растежа на невроните. Помага на мозъка да генерира нови неврони и укрепва връзките между съществуващите неврони, като по този начин подобрява паметта. Упражнението може също така да увеличи размера и броя на областта на хипокампуса в мозъка, който е основният център на нашата памет. Засилването на активността в тази област естествено ще укрепи нашата памет.

В допълнение, упражненията могат също така да насърчат освобождаването на растежен хормон, който е от съществено значение за здравето на мозъка и може да насърчи растежа на невроните и да възстанови увредените неврони. В същото време упражненията могат да увеличат секрецията на допамин в мозъка, химикал, който ни помага да научаваме нови знания и да запомняме нещата по-бързо.

Ето защо е много важно да се консолидира двигателната памет чрез упражнения и по този начин да се подобри паметта. Ако искате да подобрите паметта си, опитайте упражнения, особено аеробни упражнения, като ходене, джогинг, плуване и т.н. Независимо дали сте млади или стари, можете да се възползвате от упражненията, за да сте по-здрави и да подобрите паметта си. Вижда се, че трябва да подобрим паметта и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал, който има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Щракнете върху познайте 10 начина за подобряване на паметта

Информиран от сближаващи линии на човешка работа върху декларативните спомени (Bruce, Pihl, et al., 1999; Bruce, Shestowsky, et al., 1999; Bruce & Pihl, 1997; Carlyle et al., 2017; Doss et al., 2018; Lamberty et al., 1990; Mueller et al., 1983; Parkeret al., 1980, 1981; Tyson & Schirmuly, 1994; Weaferet al., 2016), тази работа тества хипотезата, че поглъщането на алкохол след обучението - чрез неговия GABAergic агонист и Свойствата на NMDA антагонист (Abrahaoet al., 2017; Grant & Lovinger, 2018) биха подобрили ретроградно консолидирането на двигателната памет. Новото в тази работа е, че резултатите опровергаха тази хипотеза.

По-конкретно, резултатите разкриха, че достигнатите нива на последействие по време на доминиращо задържане на ръката не се различават между условията на PBO, MED и HIGH, което предполага, че поглъщането на среда (пик BrAC от {{0}}.052%) или високо (пик BrAC от 0,094%) алкохолни дози след визуомоторна адаптация не подобряват консолидацията на двигателната памет.

Нещо повече, резултатите разкриват, че нивата на адаптация не се различават между условията по време на сесията с недоминираща ръка, т.е. когато участниците са били под въздействието на алкохол в MED (BrAC от {{0}}.027%) и ВИСОКИ условия ( BrAC от 0,073%). Това предполага, че алкохолът не е нарушил възможностите за двигателна адаптация, както е оценено 60 минути след поглъщането му.

Като се имат предвид известните свойства на алкохола като фармакологичен GABAergic агонист и NMDA антагонист, една възможност е, че тези неврохимични механизми не допринасят за консолидирането на двигателната памет.

Тъй като десетилетия на работа демонстрираха ретроградното декларативно подобряване на паметта на алкохола (Bruce, Pihl, et al., 1999; Bruce, Shestowsky, et al., 1999; Bruce & Pihl, 1997; Carlyleet al., 2017; Doss et al., 2018; Lamberty et al., 1990; Mueller et al., 1983; Parker et al., 1980, 1981; Tyson & Schirmuly, 1994; Weafer et al., 2016), настоящите резултати предполагат, че различни неврохимични механизми са в основата на консолидирането на декларативната и двигателната памет.

4.1|Няма ефект от поглъщането на алкохол след учене върху консолидацията на двигателната памет

Основното ново откритие на тази работа е, че умерените и високи дози алкохол нито значително, нито смислено променят консолидацията на двигателната памет в сравнение с плацебо лечението.

А именно, резултатите от тестовете за еквивалентност разкриват, че всички размери на ефекта между условията са незначителни (абсолютен dz на Коен < 0.2; вижте Таблица 6) и значително по-големи и по-малки от dz стойностите на Коен от 0.8 и 0.8, съответно, потвърждавайки, че алкохолът не е променил консолидацията. Като се имат предвид фармакологичните свойства на алкохола (Abrahao et al., 2017; Grant & Lovinger, 2018), настоящите резултати допълнително показват, че увеличаването на GABAergic и намаляването на NMDA рецепторната активност не допринася за консолидирането на двигателната памет.

Защо тези резултати се различават от декларативната работа с паметта (Bruce, Pihl, et al., 1999; Bruce, Shestowsky, et al., 1999; Bruce & Pihl, 1997; Carlyle et al., 2017; Doss et al., 2018; Lamberty et al., 1990; Mueller et al., 1983; Parkeret al., 1980, 1981; Tyson & Schirmuly, 1994; Weaferet al., 2016) остава обаче неясно. Първата възможност е, че въпреки поведенческите доказателства, показващи взаимодействия между моторни и декларативни спомени (Feldmanet al., 1995; Keisler & Shadmehr, 2010; Kim, 2020), тяхната консолидация може да бъде подкрепена от различни неврохимични механизми (Feld, Lange, et al., 2013; Feld, Wilhelm, et al., 2013; Kuriyama et al., 2011; Smith & Smith, 2003).

Например Смит и Смит (2003) показаха, че поглъщането на алкохол непосредствено преди сън предотвратява подобрения през нощта в двигателните, но не и в декларативните спомени (вижте Feld, Wilhelm, et al., 2013, за подобни резултати). По подобен начин, Feld, Lange, et al. (2013) установяват, че прилагането на DCycloserine (NMDA рецепторен агонист) преди сън подобрява декларативната, но не и двигателната консолидация на паметта (въпреки че вижте Kuriyamaet al., 2011).

В по-нататъшна косвена подкрепа, по-ранни работи показаха нехомогенни разпределения на GABAA (Boweryet al., 1987; Young & Chu, 1990), GABAB (Boweryet al., 1987; Young & Chu, 1990) и NMDA (Petraliaet al., 1994) рецептори в кортикалните и субкортикалните структури на бозайници, което предполага, че алкохолът не засяга по същия начин процесите на консолидация на паметта, разположени в отделни невронни структури. Горните и настоящите резултати предполагат, че фармакологично променящата се GABAergic и NMDA активност не засяга по подобен начин декларативната и двигателната консолидация на паметта. Една от възможностите е, че различни неврохимични процеси са в основата на консолидирането на декларативни и двигателни спомени.

Втората възможност е, че достигането на асимптотични нива на ефективност по време на настоящата фаза на задържане е инициирало консолидиране на паметта (Hamel et al., 2017; Orban deXivry et al., 2011; Yin & Kitazawa, 2001), което е попречило на алкохола да я промени. В подкрепа, Хадж Тахарет ал. (2005) кара участниците да приемат амантадин (NMDA рецепторен антагонист) след достигане на асимптотични нива на производителност по време на задача за адаптиране на двигателя с джойстик.

Техните резултати не показват значителна разлика в ефективността 24 часа по-късно между лечението с амантадин и плацебо, което предполага, че достигането на асимптота на ефективността е попречило на амантадин да промени консолидацията на паметта.

Освен това Shibata et al. (2017) записаха MRS данни и показаха, че пренаучаването на задача за откриване на визуална ориентация измества възбудително-доминиращите към инхибиторно-доминиращите концентрации на глутамат и GABA във визуалните области, което предполага, че достигането на асимптота на ефективността инициира консолидация чрез увеличаване на ендогенното инхибиране на невронната активност. Така една възможност е, че фармакологичните агенти, инхибиращи невроактивността, ефективно подобряват консолидацията, когато инхибирането вече не е ендогенно повишено чрез достигане на асимптота на ефективността.

Трета възможност е, че дозите алкохол, използвани преди това за подобряване на декларативните (напр. Parker et al., 1981) спомени - също използвани в настоящата работа - са недостатъчни за подобряване на консолидацията на двигателната памет.

В подкрепа, Hernandez et al. (2006, 2007) показаха, че аспектите на когнитивните, но не и двигателните функции са били нарушени при достигане на стойности на BrAC от 0,07%, което предполага, че са необходими по-големи алкохолни дози, за да се смути двигателната система.

Тези доказателства също отразяват ефектите на алкохола върху човешкото поведение, които са предимно когнитивни при дози, даващи стойности на BrAC до {{0}}.12% (напр. еуфория, приказливост и нарушено внимание) и се разширяват до двигателни увреждания при дози, даващи BrAC стойности от 0,15% и повече (напр. нарушение на равновесието, координацията и походката) (Jones, 2019; Pohorecky & Brick, 1988). Следователно една възможност е, че са необходими дози алкохол, по-големи от тези, използвани за подобряване на декларативните спомени, за да се повлияе консолидирането на двигателната памет.

Объркващо, докато изглежда, че алкохолът повсеместно засилва декларативната консолидация на паметта при хората (Bruce, Pihl, et al., 1999; Bruce, Shestowsky, et al., 1999; Bruce & Pihl, 1997; Carlyle et al., 2017; Doss et al. , 2018; Lamberty et al., 1990; Mueller et al., 1983; Parkeret al., 1980, 1981; Tyson & Schirmuly, 1994; Weaferet al., 2016), неговите ефекти върху консолидацията не са толкова консенсусни при работата с животни ( Alkana & Parker, 1979; Aversano et al., 2002; Castellano & Pavone, 1983; Castellano & Pavone, 1988; Colbern et al., 1986; deCarvalho et al., 1978).

А именно, използвайки задачи за пасивно избягване и дози алкохол, които са два пъти до пет пъти по-високи от използваните в човешката работа, ранната работа с гризачи показа, че инжектирането на алкохол след обучението подобрява (Alkana & Parker, 1979; Colbern et al., 1986), нарушава (Aversanoet al., 2002 ; Castellano & Pavone, 1983, 1988) или не променя консолидацията на паметта (de Carvalho et al., 1978).

Тъй като това доказателство предполага, че алкохолът хетерогенно влияе върху консолидацията на паметта за пасивно избягване при животни, неговата връзка с предишното (Bruce, Pihl, et al., 1999; Bruce, Shestowsky, et al., 1999; Bruce & Pihl, 1997; Carlyleet al., 2017; Doss et al., 2018; Hewitt et al., 1996; Lambertyet al., 1990; Mueller et al., 1983; Parker et al., 1980, 1981; Scholey & Fowles, 2002; Tyson & Schirmuly, 1994; Weaferet al. ., 2016) и настоящата работа обаче остава неясна.

И накрая, въпреки че е класифициран като депресант на централната нервна система, трябва да се отбележи, че алкохолът има стимулиращи свойства (Hendler et al., 2013); има допаминергични, норадренергични и серотонинергични агонистични свойства (Abrahao et al., 2017) и широко разпространени молекулярни цели (напр. опиоидни и ендоканабиноидни рецептори, невропептиди като кортикотропин-освобождаващ фактор и вътреклетъчни сигнални молекули като протеин киназа С, съответно) (Abrahao и др., 2017). Как тези допълнителни свойства на алкохола се отнасят към консолидирането на двигателната памет на човека остава въпрос за бъдеща работа.

4.2|Алкохолът не променя обучението по време на адаптацията с недоминираща ръка

Друго ново откритие е, че алкохолът не е нарушил адаптацията по време на сесии с недоминираща ръка, което се доказва от липсата на значителна разлика в условията на PBO, MED и HIGH. Както по-горе, резултатите от тестовете за еквивалентност разкриват, че всички размери на ефекта между условията са малки (абсолютен dz на Коен < 0.3; вижте Таблица 4) и значително по-големи и по-малки от dz стойностите на Коен от 0.8 и {{ 7}}.8, съответно, потвърждавайки, че алкохолът не променя рязко способностите за адаптация.

Резултатите обаче разкриха също, че движенията са по-бързи и точността е по-малка при ВИСОКО в сравнение с PBO състояние, потвърждавайки, че ефектите на алкохола върху двигателната ефективност не липсват напълно. Въпреки че резонира с нулевия си резултат върху консолидацията, нулевият ефект на алкохола върху адаптацията се противопоставя на работата, показваща, че алкохолът остро уврежда зависимите от малкия мозък двигателна координация и учене при животни (He et al., 2013; Sullivan et al., 1995; Valenzuela et al. , 2010; Zorumski и др., 2014).

Въпреки това, тъй като се съобщава, че GABA и NMDA рецепторите повишават или намаляват своята активност по време на двигателното обучение при хора (Donchin et al., 2002; Floyer-Lea et al., 2006; Hadj Taharet al., 2004; Kolasinski et al., 2019; van Vugt et al., 2020), последиците от това доказателство остават неясни. Например, Donchin et al. (2002) показват, че прилагането на лоразепам (GABAA агонист) или декстрометорфан (NMDA антагонист) преди обучението нарушава адаптацията на силовото поле в сравнение с плацебо, което предполага, че фармакологични агенти със свойства, подобни на тези на алкохола, нарушават сензомоторната адаптация.

Изследванията на MRS при хора обаче показват, че концентрациите на M1 GABA или намаляват (Floyer-Lea et al., 2006; Kolasinski et al., 2019) или се увеличават (van Vugt et al., 2020) по време на обучението на двигателни задачи, допринасяйки за GABAergic дейност за двигателно обучение неясно. Освен това, Hadj Tahar et al. (2004) показаха, че поглъщането на амантадин преди моторната адаптация на джойстика не уврежда значително възможностите за учене, поставяйки под въпрос дали активността на непокътнатия NMDA рецептор е необходима за двигателната адаптация. Като цяло, горните и настоящите резултати предполагат, че приносът на GABAergic и NMDA активността към човешката сензомоторна адаптация остава неясен, което налага допълнителни изследвания.

4.3|Ограничения

Едно ограничение е, че напитките HIGH, MED и PBO бяха смесени с портокалов сок, който съдържаше глюкоза. Въпреки че ефектът на глюкозата върху консолидацията на двигателната памет остава неизвестен, тя би могла да повлияе на консолидацията на двигателната памет подобно на алкохола, като по този начин прикрива ефекта си (Scholey & Fowles, 2002).

В подкрепа на това, Шоули и Фаулс (2002) откриха, че поглъщането на алкохол (0,38 g/kg) и глюкозни (25 g) напитки след учене подобрява по подобен начин ранната консолидация на кинестетичните спомени в сравнение със захарин PBO.

Бъдещата работа трябва да повтори настоящите резултати, като се използват разтвори за напитки без захар. Друго ограничение е, че качеството на съня не е обективно измерено, което предполага, че алкохолът може да не е успял да подобри консолидацията на двигателната памет чрез намеса в моделите на съня (вижте Smith & Smith, 2003, за подкрепа). Връзката между поглъщането на алкохол след обучението, моделите на съня и консолидирането на двигателната памет остава въпрос за бъдеща работа.

5|ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целта на това изследване беше да се изследват неврохимичните механизми на консолидирането на двигателната памет на човека.

Информирана от сближаващата работа, показваща, че алкохолът ретроградно засилва декларативната консолидация на паметта, тази работа тества хипотезата, че поглъщането на алкохол след обучението би подобрило консолидацията на двигателната памет в сравнение с плацебо лечението.

Резултатите обаче опровергаха тази хипотеза, като показаха, че нито средните, нито високите дози алкохол подобряват консолидацията на двигателната памет в сравнение с плацебо. Тъй като това директно се противопоставя на проучванията върху човешките декларативни спомени, настоящите резултати предполагат, че GABA и NMDA рецепторната активност значително допринасят за консолидирането на декларативната и двигателната памет.

Изясняването на неврохимичните механизми, лежащи в основата на консолидацията на различни системи за памет, може да даде представа за ефектите на лекарствата без рецепта върху ежедневното учене и памет, но също така да предостави информация за фармакологични интервенции, целящи да променят консолидацията на човешката памет (напр. повторно консолидиране на патогенни спомени; вижте Diergaarde et al. , 2008; Elsey et al., 2018; Walshet al., 2018).

БЛАГОДАРНОСТ

Тази работа е финансирана от Съвета за научни изследвания в областта на природните науки и инженерството на Канада (грант номер: 418589).

КОНФЛИКТ НА ИНТЕРЕСИ

Авторите нямат конфликт на интереси, който да декларират.

АВТОРСКИ ПРИНОС

RH проектира експеримента, събра данните, проведе анализите, подготви фигурите и написа ръкописа. OD помогна за проектирането на експеримента, събра данните, помогна за провеждането на анализите, помогна за подготовката на фигурите и помогна за написването на ръкописа. JFL и PMB помогнаха за проектирането на експеримента и преработиха ръкописа.

ПРЕПРАТКИ

Abrahao, KP, Salinas, AG и Lovinger, DM (2017). Алкохолът и мозъкът: Невронни молекулярни цели, синапси и вериги. Neuron, 96, 1223–1238.https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.10.032

Alkana, RL, & Parker, ES (1979). Улесняване на паметта чрез инжектиране на етанол след тренировка. Психофармакология, 66,117–119.https://doi.org/10.1007/BF00427617

Amrhein, V., Гренландия, S., & McShane, B. (2019). Учените се противопоставят на статистическата значимост. Природа, 567, 305–307.https://doi.org/10.1038/d41586-019-00857-9

Andersson, A., Wiréhn, A.-B., Ölvander, C., Ekman, DS, & Bendtsen, P. (2009). Употребата на алкохол сред студентите в Швеция беше измерена с електронен инструмент за скрининг. BMCPublic Health, 9 (1), 229.https://doi.org/10.1186/1471-2458-9-229

Aversano, M., Ciamei, A., Cestari, V., Passino, E., Middei, S., &Castellano, C. (2002). Ефекти на MK-801 и комбинации от етанол върху консолидацията на паметта при CD1 мишки: участие на GABAergic механизми. Невробиология на ученето и паметта, 77, 327–337.https://doi.org/10.1006/nlme.2001.4029

Benjamini, Y., & Hochberg, Y. (1995). Контролиране на процента на фалшивите открития: практичен и мощен подход към многократното тестване. Вестник на Кралското статистическо общество: Серия B: Методологичен, 57, 289–300.

Bohn, MJ, Babor, TF, & Kranzler, HR (1995). Тестът за идентифициране на нарушения при употреба на алкохол (AUDIT): Валидиране на скринингов инструмент за използване в медицински условия. Journal of Studies onAlcohol, 56, 423–432.https://doi.org/10.15288/jsa.1995.56.423

Boisgontier, MP, & Cheval, B. (2016). Преходът от ANOVA към смесен модел. Неврология и биоповеденчески прегледи, 68,1004–1005.https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2016.05.034

Bowery, NG, Hudson, AL, & Price, GW (1987). Разпределение на GABAA и GABAB рецепторните места в централната нервна система на плъхове. Неврология, 20, 365–383.https://doi.org/10.1016/0306-4522(87)90098-4

Brashers-Krug, T., Shadmehr, R., & Bizzi, E. (1996). Консолидация в двигателната памет на човека. Природа, 382, ​​252–255.https://doi.org/10.1038/382252a0

Брукс, JL (2012). Уравновесяване на ефектите на пренасяне на серийни поръчки в поръчки за експериментални условия. PsychologicalMethods, 17, 600–614.https://doi.org/10.1037/a0029310

For more information:1950477648nn@gmail.com