Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

الجمع بين السلوك وتخطيط كهربية الدماغ لدراسة آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية

Published: May 11, 2020 doi: 10.3791/61247
Automatic Translation
1,2, 2, 2, 2
1Department of Psychology, Bowdoin College, 2Program in Neuroscience, Bowdoin College

Summary

هنا نقدم بروتوكولا للجمع بين تدريب التأمل الذهني ، ومهمة الذاكرة العرضية ، وتخطيط كهربية الدماغ لفهم الآثار السلوكية والعصبية للتأمل الذهني على الذاكرة العرضية.

Abstract

على الرغم من وجود اهتمام حديث بكيفية تأثير التأمل الذهني على الذاكرة العرضية وكذلك بنية الدماغ ووظيفته ، إلا أنه لم تدرس أي دراسة الآثار السلوكية والعصبية للتأمل الذهني على الذاكرة العرضية. هنا نقدم بروتوكولا يجمع بين التدريب على التأمل الذهني ، ومهمة الذاكرة العرضية ، وتخطيط كهربية الدماغ لدراسة كيف يغير التأمل الذهني الأداء السلوكي والارتباطات العصبية للذاكرة العرضية. تمت مقارنة الأشخاص في مجموعة تجريبية للتأمل الذهني بمجموعة تحكم قائمة الانتظار. قضى الأشخاص في المجموعة التجريبية للتأمل الذهني أربعة أسابيع في التدريب وممارسة التأمل الذهني. تم قياس الذهن قبل وبعد التدريب باستخدام استبيان اليقظه الخماسي (FFMQ). تم قياس الذاكرة العرضية قبل وبعد التدريب باستخدام مهمة التعرف على المصدر. خلال مرحلة الاسترجاع لمهمة التعرف على المصدر ، تم تسجيل EEG. أظهرت النتائج أن الذهن ، والأداء السلوكي للتعرف على المصدر ، وقوة EEG theta في القنوات الجدارية الأمامية اليمنى واليسرى زادت بعد التدريب على التأمل الذهني. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط الزيادات في الذهن بزيادة في قوة ثيتا في القنوات الأمامية اليمنى. لذلك ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من الجمع بين التدريب على التأمل الذهني ، ومهمة الذاكرة العرضية ، وتخطيط كهربية الدماغ تكشف عن الآثار السلوكية والعصبية للتأمل الذهني على الذاكرة العرضية.

Introduction

كان هناك اهتمام حديث بالتأمل الذهني لعلاج أعراض المرض العقلي وتعزيز الإدراك ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الأبحاث التي يتعين القيام بها لفهم آثار التأمل الذهني على الوظيفة المعرفية. أظهرت الأبحاث السابقة أن التأمل الذهني يمكن أن يقلل من أعراض الإجهاد والاكتئاب واضطراب القلق العام والإدمان واضطراب نقص الانتباه واضطرابات الألم1،2،3،4،5،6،7،8،9 ، وكذلك زيادة الانتباه والوظيفة التنفيذية 2،3،4 ,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16.

على الرغم من الاهتمام بآثار التأمل الذهني على الإدراك ، فقد تم إجراء القليل من الأبحاث حول آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية17. بالنظر إلى مساهمة الانتباه والوظيفة التنفيذية في الترميز العرضي والاسترجاع ، يجب أن يزيد التأمل الذهني أيضا من الذاكرة العرضية. أظهرت بعض الدراسات السلوكية الحديثة أن التدريب على الذهن يزيد من التعرف على ذاكرة التذكر18,19 والتذكر الحر20.

بالإضافة إلى الآثار السلوكية للتأمل الذهني على الإدراك ، فحصت الأبحاث السابقة آثار التأمل الذهني على الدماغ. وقد ثبت أن التأمل الذهني يغير كل من بنية الدماغ ووظيفته. الأهم من ذلك ، وقد ثبت أن التأمل الذهني يغير بنية الدماغ ووظيفته في الشبكات المتعلقة بالذاكرة العرضية 21،22،23; على وجه التحديد زيادة حجم المادة الرمادية ونشاطها في قشرة الفص الجبهي 1,24,25,26,27,28,29,30,31,32 والحصين 25,27,28,33,34,35 ، 36,37 بالإضافة إلى زيادة قوة ثيتا (4\u20128 هرتز) وتماسكها 1,36,38,39,40,41,42,43,44,45.

لذلك ، درست الأبحاث السابقة بشكل منفصل الآثار السلوكية للتأمل الذهني على الذاكرة العرضية 17،18،19،20 والآثار العصبية للتأمل الذهني1،21،22،23،24،25،26،27،28،29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 . من أجل فهم آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية وارتباطاتها العصبية ، من المهم قياس كل من السلوك ونشاط الدماغ أثناء الذاكرة العرضية. إحدى الطرق لدراسة الارتباطات العصبية للذاكرة العرضية هي تخطيط كهربية الدماغ (EEG). هنا نصف طريقة للجمع بين تدريب التأمل الذهني مع مهمة الذاكرة العرضية أثناء قياس EEG. من خلال الجمع بين التدريب على التأمل الذهني مع التدابير السلوكية والعصبية للذاكرة العرضية ، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل آثار التأمل الذهني على الوظيفة المعرفية.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لكلية بودوين ، وفقا للمبادئ التوجيهية الفيدرالية لحماية البشر.

1. توظيف الموضوع والتحضير للتجربة

  1. تجنيد 40 شخصا تتراوح أعمارهم بين 18 و 29 عاما ممن هم ساذجون في التأمل ، ويستخدمون اليد اليمنى ، ويتكلمون اللغة الإنجليزية بطلاقة ، مع رؤية طبيعية أو مصححة إلى طبيعية ، مع عدم وجود حالات عصبية.
    ملاحظة: تتطلب دراسة الأطفال الأصغر سنا وكبار السن دراسة منفصلة خاصة بالعمر. يعد تطوير الفصوص الأمامية والجدارية أمرا مهما لأداء مهمة الذاكرة العرضية. وهناك تباين في EEG عبر العمر. تتطلب دراسة الأطفال الأصغر سنا وكبار السن مهام معرفية محددة العمر وبروتوكولات متخصصة لتسجيل EEG وتحليل البيانات التي لا يتم استيعابها في هذا البروتوكول. قم بتوظيف الأشخاص الذين يستخدمون اليد اليمنى فقط لتقليل التباين في نشاط EEG.
  2. قم بتعيين 40 شخصا عشوائيا لمجموعة تجريبية تجريبية للتأمل الذهني أو قائمة انتظار لما مجموعه 20 موضوعا في كل مجموعة.
  3. جدولة الجلسات التجريبية والتدريب على التأمل الذهني بحيث يكون التأخير بين الجلسات التجريبية قبل التدريب وما بعد التدريب متساويا مع المجموعات التجريبية التجريبية للتأمل الذهني ومجموعات التحكم في قائمة الانتظار (انظر الشكل 1 للحصول على تصوير مرئي للجلسات).

Figure 1
الشكل 1: التصوير البصري للجلسات. أكمل الأشخاص استبيان اليقظه الخماسي (FFMQ)46 وقاموا بمهمة الذاكرة العرضية بينما تم تسجيل EEG خلال الدورات التجريبية قبل التدريب وما بعده. تم تعيين الأشخاص عشوائيا إما للتدريب على التأمل الذهني لمدة أربعة أسابيع أو البقاء على قائمة الانتظار ليتم تدريبهم على التأمل الذهني. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

  1. أبلغ الأشخاص عن الإجراءات التي ينطوي عليها الاختبار السلوكي ، وتسجيل EEG ، والتدريب على التأمل الذهني. تأكد من أن الأشخاص يمتنعون عن ممارسة التأمل خارج تلك التي أجريت للدراسة البحثية.

2. استبيان الذهن

  1. لكل جلسة تجريبية ، اطلب من الأشخاص إكمال استبيان اليقظه الخماسي (FFMQ)46 (انظر الملف التكميلي 1).
  2. تحليل بيانات الذهن.
    1. قم بقياس يقظة كل موضوع عن طريق حساب الدرجات لمجموع FFMQ بالإضافة إلى مقاييس الملاحظة والوصف والوعي وغير التقديري عن طريق تلخيص الدرجات لكل مقياس فرعي (لاحظ أنه بالنسبة لبعض العناصر يجب عكس النتيجة (أي التغيير من 1 إلى 5 و 2 إلى 4 و 4 إلى 2 و 5 إلى 1) وفقا للتعليمات الواردة في FFMQ46 (انظر تعليمات التسجيل في الملف التكميلي 1).
    2. قارن بين مجموع FFMQ الخاص بالموضوعات بالإضافة إلى الملاحظة والوصف والوعي ودرجات عدم الحكم وغير التفاعلية لمجموعة التحكم التجريبية في التأمل الذهني وقائمة الانتظار عبر الدورات التجريبية قبل التدريب وما بعد التدريب.

3. مهمة الذاكرة العرضية

  1. قم بإعداد قائمة من 800 صفة مساوية لتكرار الكلمات وفقا لمعايير Kucera و Francisالمكونة من 47 كلمة (انظر الملف التكميلي 2).
  2. لكل جلسة تجريبية ، اطلب من الأشخاص ممارسة مرحلة الترميز من خلال تقديم 10 كلمات وتنفيذ مهمة الترميز كما هو موضح أدناه.
  3. لكل جلسة تجريبية ، اطلب من الأشخاص تنفيذ مرحلة الترميز.
    1. اطلب من الأشخاص دراسة قائمة من 200 صفة وإما إنشاء صورة ذهنية لمشهد مكاني موصوف بالصفة (مهمة المكان) أو التفكير في معنى الكلمة وتقييم متعتها (مهمة ممتعة).
    2. بعد عرض كل كلمة، اطلب من الأشخاص تقييم مدى أدائهم لمهمة الترميز (انظر الشكل 2 للحصول على تصوير مرئي لإجراء الترميز).
  4. لكل جلسة تجريبية ، اطلب من الأشخاص ممارسة مرحلة استرجاع المصدر من خلال تقديم الكلمات ال 10 التي تم عرضها في ممارسة الترميز وخمس كلمات جديدة ، وتنفيذ مهمة استرجاع المصدر كما هو موضح أدناه.
  5. لكل جلسة تجريبية ، اطلب من الأشخاص إجراء مرحلة استرجاع المصدر أثناء تسجيل EEG.
    1. اعرض الكلمات ال 200 التي تم عرضها عند الترميز بشكل عشوائي مع 200 كلمة جديدة. أرسل طوابع زمنية تتوافق مع كل حالة سلوكية إلى تسجيل EEG. يجب تقديم الكلمات في 20 كتلة لإعطاء الأشخاص فترات راحة لإراحة أعينهم.
    2. أثناء عرض كل كلمة ، اطلب من الأشخاص الإشارة إلى ما إذا كانت الكلمة جديدة أو إذا كانوا قد تعرفوا عليها على أنها قيد الدراسة في مرحلة الترميز. بالنسبة للكلمات المعترف بها، اطلب من الأشخاص الإشارة إلى المصدر، سواء تمت دراسة الكلمة في مهمة المكان أو المهمة الممتعة (انظر الشكل 2 للحصول على تصوير مرئي لإجراء استرجاع المصدر).
      ملاحظة: يمكن تصميم مهمة الذاكرة العرضية باستخدام أي برنامج مصمم للبحث السلوكي مثل EPrime الذي يمكنه إرسال طوابع زمنية إلى تسجيل EEG باستخدام أحداث المهام (انظر جدول المواد). تتوفر البرامج التعليمية وتجارب الأمثلة عبر الإنترنت (على سبيل المثال ، https://pstnet.com ، https://step.talkbank.org48).

Figure 2
الشكل 2: التصوير البصري للنموذج التجريبي. خلال مهمة الذاكرة العرضية ، درس الأشخاص الصفات وتخيلوا إما مشهدا (مهمة المكان) أو حكموا على متعته (مهمة ممتعة). خلال مرحلة استرجاع المصدر ، حدد الأشخاص المهمة التي تم تنفيذها مع كل كلمة ("مهمة المكان القديم" أو "المهمة القديمة الممتعة") أو "الجديدة". وقد عدل هذا الرقم من Nyhus et al.60. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

  1. ضع علامة على كل تجربة بناء على الحالة السلوكية واستجابة الشخص (انظر الشكل 3 والشكل 4) وقم بتحليل البيانات السلوكية للذاكرة العرضية.
    1. قياس قدرة الأشخاص على تذكر معلومات المصدر عن طريق حساب تمييز العنصر (البند د'، انظر الشكل 3):
      Z (معدل الضرب) – Z (معدل الإنذار الكاذب)
    2. قياس قدرة الأشخاص على تذكر معلومات المصدر عن طريق حساب تمييز المصدر (المصدر د، انظر الشكل 4).
      Z (معدل المصدر الصحيح) – Z (معدل المصدر غير صحيح)
    3. قارن بين تمييز العناصر والمصادر (البند والمصدر d') لمجموعة التحكم التجريبية في التأمل الذهني وقائمة الانتظار عبر الدورات التجريبية قبل التدريب وبعده.

Figure 3
الشكل 3: فئات البيانات المدرجة في قياس ذاكرة الكلمات. تم وضع علامة على التجارب بناء على الحالة السلوكية واستجابة الشخص واستخدامها لحساب تمييز العنصر (البند د). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: فئات البيانات المدرجة في قياس الذاكرة المصدرية. تم وضع علامة على التجارب بناء على الحالة السلوكية واستجابة الشخص واستخدمت لحساب تمييز المصدر (المصدر d'). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. تسجيل وتحليل EEG

  1. قم بإعداد غطاء EEG (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: يتوفر برنامج تعليمي للحد من EEG ومعلومات مفيدة أخرى من خلال الموارد عبر الإنترنت (على سبيل المثال ، https://pursue.richmond.edu49).
    1. قم بقياس رأس الشخص ووضع جميع الأقطاب الكهربائية على غطاء EEG بالحجم الصحيح وفقا للنظام الدولي الممتد 10-20.
    2. نظف جبين الشخص بمنديل كحولي.
    3. ضع غطاء EEG على رأس الشخص عن طريق فصل شعره ثم إدخال جل موصل مع حقنة Luer-lock بإبرة حادة.
    4. باستخدام برنامج تسجيل EEG ، انقر فوق المعاوقات وتأكد من أنها تحت مستوى المقاومة الموصى به من قبل نظام EEG المحدد الذي تم اختياره للاستخدام من قبل الباحثين.
    5. اطلب من الشخص البقاء ثابتا قدر الإمكان أثناء التجربة. أظهر للموضوع إشارة EEG عندما يكون لا يزال وعندما يومض أو يقوم بحركة الفك أو الوجه.
  2. سجل تخطيط كهربية الدماغ.
    1. اضبط مضخم EEG باستخدام برنامج تسجيل EEG بالنقر فوق تحرير مساحة العمل وضبطه للحصول على إشارة باستخدام مرشح تمرير النطاق الترددي .1\u2012100 ومعدل أخذ العينات 500 هرتز لجميع المواضيع.
    2. ابدأ تسجيل EEG.
    3. ابدأ مرحلة استرجاع المصدر وتأكد من ظهور الطوابع الزمنية من مهمة استرجاع المصدر في تسجيل EEG.
  3. بمجرد الانتهاء من مهمة استرجاع المصدر ، قم بتنظيف غطاء EEG والأقطاب الكهربائية بالماء منزوع الأيونات والمطهر.
  4. معالجة وتحليل بيانات EEG.
    1. تصفية عالية تمرير البيانات عند 1 هرتز وتصفية منخفضة تمرير البيانات عند 100 هرتز.
    2. تحديد القنوات السيئة واستجوابها باستخدام القنوات المحيطة50.
    3. إعادة تنقيح البيانات إلى مرجع متوسط51.
    4. قم بتقسيم البيانات المتعلقة ببداية كل طابع زمني من مهمة استرجاع المصدر وطرح فترة خط أساس ما قبل التحفيز.
    5. تحديد وإزالة القطع الأثرية في بيانات EEG مثل غمضة العين والتحف حركة العين. اكتشاف ورفض التجارب ذات القطع الأثرية الكبيرة (تقلبات الجهد لأكثر من 1000 ميكروفولت أو البيانات 5 انحرافات معيارية تتجاوز القاعدة). أعد بناء EEG بعد تشغيل تحليل المكونات المستقل (ICA)52 وتحديد مكونات الضوضاء وإزالتها53.
    6. قم بتحويل بيانات EEG إلى مجال التردد الزمني عبر 100 تردد متباعد من 3 هرتز إلى 125 هرتز باستخدام تحويل المويج مورليت مع زيادة المويج من 3 دورات عند 3 هرتز إلى 25 دورة عند 125 هرتز.
    7. قارن قوة ثيتا بالنسبة إلى خط الأساس قبل التحفيز في المجموعات التجريبية التجريبية وقائمة الانتظار للتأمل الذهني عبر جلسات تجريبية قبل التدريب وما بعد التدريب في القنوات الجدارية الأمامية اليمنى واليسرى التي تظهر تأثيرات أثناء استرجاع المصدر54,55,56,57. يجب أن تتحكم جميع التحليلات في المقارنات المتعددة.
      ملاحظة: يمكن معالجة بيانات EEG وتحليلها باستخدام البرامج المتاحة للجمهور والمصممة لمعالجة الإشارات مثل EEGLab58. تتوفر ورش العمل والبرامج التعليمية الخاصة ب EEGLab من خلال مركز سوارتز لعلم الأعصاب الحاسوبي (https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php).

5. التدريب على التأمل الذهني

  1. استأجر مدرب تأمل الذهن مدرب على تقنية الحد من الإجهاد القائم على الذهن (MBSR)59.
    ملاحظة: يمكن العثور على المدربين المدربين على تقنية MBSR عبر الإنترنت (على سبيل المثال https://www.brown.edu/public-health/mindfulness/programs/mbsr-teacher-recognition).
  2. اطلب من 20 شخصا في المجموعة التجريبية للتأمل الذهني الاجتماع كمجموعة لمدة ساعة واحدة كل أسبوع لمدة أربعة أسابيع مع مدرب التأمل الذهني.
    ملاحظة: تبلغ مدة دورة MBSR القياسية ثمانية أسابيع وتشمل الوعي بالتنفس والتأمل أثناء الجلوس واليوغا وتقنيات الاسترخاء. يجب أن يتضمن التدريب على التأمل الذهني جوانب من دورة MBSR القياسية مثل الوعي بالتنفس والتأمل أثناء الجلوس (انظر الملف التكميلي 3). هذه الممارسات ، التي تتعلق بتركيز الانتباه والوظيفة التنفيذية من المرجح أن تسهم في الذاكرة العرضية.
  3. اطلب من الأشخاص ممارسة التأمل الذهني لمدة 20 دقيقة على الأقل كل يوم باستخدام تسجيل تأمل الوعي بالتنفس الموجه الذي يقدمه مدرب التأمل الذهني.
  4. تتبع ممارسة التأمل الذهني اليومية من خلال سؤال الأشخاص عن عدد الدقائق التي مارسوا فيها التأمل الذهني ، وماذا فعلوا أثناء تأملهم ، وكيف كانت الممارسة تسير بالنسبة لهم من خلال استطلاعات الرأي اليومية عبر البريد الإلكتروني (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: يجب على الباحثين النظر في استبعاد الأشخاص الذين لا يقضون قدرا كبيرا من الوقت في ممارسة التأمل الذهني.
  5. حدد موعد الجلسة التجريبية بعد التدريب في أقرب وقت ممكن بعد الانتهاء من تدريب التأمل الذهني.
    ملاحظة: يجب على الباحثين النظر في استبعاد الأشخاص غير القادرين على إكمال الجلسة التجريبية بعد فترة وجيزة من الانتهاء من تدريب التأمل الذهني. يرجى التواصل مع الخبراء في علم الأعصاب المعرفي الذين يستخدمون تقنية EEG للتجارب العشوائية ذات الشواهد لمزيد من المعلومات.

Representative Results

تم الإبلاغ عن نتائج تمثيلية ل 40 موضوعا ساذجا للتأمل ، يمينا ، يتحدث الإنجليزية بطلاقة (10 من الذكور و 10 من الإناث تتراوح أعمارهم بين 18 و 22 عاما في المجموعة التجريبية للتأمل الذهني و 7 من الذكور و 13 من الإناث تتراوح أعمارهم بين 18 و 22 عاما في المجموعة الضابطة لقائمة الانتظار). تم تحليل البيانات السلوكية وتخطيط كهربية الدماغ باستخدام التحليل المختلط للتباين (ANOVA) مقارنة مجموعات التأمل الذهني التجريبية وقوائم الانتظار (التجريبية ، الضابطة) عبر الزمن (ما قبل التدريب ، ما بعد التدريب). تم تصحيح جميع الاختبارات اللاحقة للمقارنات المتعددة.

استبيانات الذهن
أولا ، قام التحليل بتقييم ما إذا كان تدريب التأمل الذهني ناجحا. قضى الأشخاص قدرا كبيرا من الوقت في ممارسة التأمل الذهني وزاد يقظتهم وفقا لقياس FFMQ. وعلى وجه التحديد، كان هناك تفاعل بين المجموعة والوقت بالنسبة لمجموع بعثة تقصي الحقائق (F(1,38) = 11.15، MSE = 67.67، p <. 01) وتفاعل هامشي بين المجموعة والوقت لوصف FFMQ (F(1,38) = 3.35، MSE = 12.26، p = .08) و Nonjudge (F(1,38) = 3.87، MSE = 15.37، p = .06 ). وزادت الدرجات من مرحلة ما قبل التدريب إلى مرحلة ما بعد التدريب بالنسبة لمجموع بعثة تقصي الحقائق (F(1,19) = 15.60، وMSE = 63.34، و p < .01)، ووصف (F(1,19) = 6.36، وMSE = 8.44، p = .02)، ومقاييس Nonjudge (F(1,19) = 10.12، MSE = 8.60، p < .01) للمجموعة التجريبية للتأمل الذهني، في حين أن المجموعة الضابطة لقائمة الانتظار لم تتغير (انظر الجدول 1).

التجريبيه تحكم
التدريب المسبق ما بعد التدريب التدريب المسبق ما بعد التدريب
مجموع 128.13 (2.38) 138.07 (3.24) 123.59 (4.19) 121.25 (4.77)
شاهد 26.98 (1.16) 28.70 (1.00) 23.83 (1.14) 23.70 (1.26)
وصف 29.5 (1.36) 31.82 (.99) 27.10 (1.25) 26.55 (1.26)
وعي 25.25 (1.06) 26.95 (1.12) 25.27 (.94) 24.05 (1.28)
غير قاض 24.65 (1.26) 27.60 (1.40) 27.50 (1.42) 27.00 (2.05)
نونريسيتف 21.75 (.99) 23.00 (1.08) 19.90 (1.09) 19.95 (1.16)

الجدول 1: خمسة بيانات استبيان اليقظه الوجه. FFMQ Total بالإضافة إلى الملاحظة والوصف والوعي ودرجات غير الحكم وغير التفاعلية لتأمل الذهن التجريبي ومجموعة التحكم في قائمة الانتظار لما قبل التدريب مقارنة بالجلسة التجريبية بعد التدريب. يتم عرض الوسائل التي تحتوي على أخطاء قياسية بين قوسين. عدل هذا الجدول من Nyhus et al.60.

الذاكرة العرضية
ثانيا ، فحص التحليل تأثير التأمل الذهني على الأداء السلوكي لمهمة الذاكرة العرضية. أدى التدريب على التأمل الذهني إلى زيادات في ذاكرة المصدر كما تم قياسها من خلال تمييز المصدر (المصدر d'). على الرغم من عدم وجود تفاعل بين المجموعة والوقت (F (1,38) = 1.16 ، MSE = .12 ، p = .29) ، أظهرت المقارنات الزوجية أن التمييز بين المصدر زاد من ما قبل التدريب إلى ما بعد التدريب للمجموعة التجريبية للتأمل الذهني (F (1,19) = 10.53 ، MSE=.12 ، p<.01) ، ولكن ليس المجموعة الضابطة لقائمة الانتظار (انظر الجدول 2).

التجريبيه تحكم
شرط التدريب المسبق ما بعد التدريب التدريب المسبق ما بعد التدريب
ضرب وضع المصدر الصحيح .66 (.02) .67 (.03) .71 (.03) .69 (.02)
مصدر المتعة الصحيح .61 (.03) .72 (.03) .64 (.05) .74 (.03)
الاتحاد الإنجليزي لكرة القدم وضع مصدر غير صحيح .34 (.02) .33 (.03) .29 (.03 .31 (.02)
السرور مصدر غير صحيح .39 (.03) .28 (.03) .36 (.05) .26 (.03)
المصدر د ' .70 (.11) 1.06 (.12) 1.04 (.17) 1.23 (.14)
المصدر ج -.06 (.05) .07 (.05) -.12 (.12) .10 (.07)

الجدول 2: مصدر البيانات السلوكية. معدل الضرب، ومعدل الإنذار الكاذب، وتمييز المصدر (المصدر د) والتحيز في الاستجابة (المصدر ج) لتجريبية التأمل الذهني ومجموعة التحكم في قائمة الانتظار لما قبل التدريب مقارنة بالجلسة التجريبية بعد التدريب. يتم عرض الوسائل التي تحتوي على أخطاء قياسية بين قوسين. عدل هذا الجدول من Nyhus et al.60.

نتائج تخطيط كهربية الدماغ
ثالثا ، فحص تحليل EEG تأثير التأمل الذهني على الارتباط العصبي للذاكرة العرضية. على وجه التحديد ، تم فحص قوة ثيتا في القنوات الجدارية الأمامية اليمنى واليسرى من 1000 إلى 1500 مللي ثانية حيث تم العثور على هذه التأثيرات في مهام الاسترجاع متعددة المصادر54،55،56،57. بالنسبة للقنوات الجدارية اليسرى ، تفاعلت المجموعة مع الوقت (F (1,37) = 9.52 ، MSE = .92 ، p < .01). زادت قوة ثيتا من مرحلة ما قبل التدريب إلى مرحلة ما بعد التدريب للمجموعة التجريبية للتأمل الذهني (F (1,19) = 17.37 ، MSE = .23 ، p< .01) ، ولكن ليس المجموعة الضابطة لقائمة الانتظار (انظر الشكل 5).

Figure 5
الشكل 5: تأثير التأمل الذهني على قوة ثيتا. قوة ثيتا للتأمل الذهني التجريبي ومجموعة التحكم في قائمة الانتظار لما قبل التدريب مقارنة بالجلسة التجريبية بعد التدريب. (أ) مطياف التردد الزمني عبر الأوقات والترددات في قناة أمامية يمينية. (ب) مطياف التردد الزمني عبر الأوقات والترددات في قناة جدارية يسرى. (ج) قوة ثيتا عبر جميع القنوات من 1000-1500 مللي ثانية والاختلافات من ما قبل التدريب إلى ما بعد التدريب. (C) علامات سوداء * تم تحليل القنوات في المناطق الجدارية الأمامية اليمنى واليسرى. مقياس اللون: تغير الديسيبل من خط الأساس قبل التحفيز والقيمة P لاختلافات ما قبل التدريب إلى الاختلافات بعد التدريب. وقد عدل هذا الرقم من Nyhus et al.60. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

أخيرا ، تم فحص العلاقة بين التغيرات في الذهن والتغيرات في الأداء السلوكي للذاكرة العرضية وتخطيط كهربية الدماغ في المجموعة التجريبية للتأمل الذهني. كان هناك ارتباط إيجابي بين الزيادات في FFMQ وصف الدرجات من ما قبل التدريب إلى ما بعد التدريب وزيادة قوة EEG theta من ما قبل التدريب إلى ما بعد التدريب في القنوات الأمامية اليمنى (r = .72 ، n = 20 ، p < .01 ، ثنائي الذيل ، تصحيح Bonferrroni ؛ انظر الشكل 6).

Figure 6
الشكل 6: العلاقة بين التغيرات في FFMQ وقوة ثيتا. العلاقة بين متوسط الفرق في قوة ثيتا بين ما قبل التدريب وما بعده للضربات والرفض الصحيح في القنوات الأمامية اليمنى والفرق في FFMQ وصف الدرجات بين ما قبل التدريب وما بعده. وقد عدل هذا الرقم من Nyhus et al.60. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الملف التكميلي 1. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 2. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

الملف التكميلي 3. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

Discussion

قدم البروتوكول الحالي أول دليل على أن التأمل الذهني يمكن أن يزيد من ذاكرة المصدر وتذبذبات ثيتا. من خلال الجمع بين التدريب على التأمل الذهني مع التدابير السلوكية والعصبية ، نكون أكثر قدرة على فهم آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية وارتباطاتها العصبية.

على الرغم من أن الأبحاث السابقة قد درست بشكل منفصل الآثار السلوكية للتأمل الذهني على الذاكرة العرضية 17,18,19,20 والآثار العصبية للتأمل الذهني 1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 ، لم تجمع أي دراسة بين السلوك وتخطيط كهربية الدماغ أثناء الذاكرة العرضية. بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما درست الأبحاث السابقة حول التأمل الذهني المتأملين الخبراء 1,17,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,32,33,35 ، 36,37,38,39,40,41,43,44 وبالتالي يخاطر بالتحيز في الاختيار الذاتي. باستخدام تصميم طولي مع التأمل الذهني المعين عشوائيا ومجموعات التحكم في قائمة الانتظار ، كنا أكثر قدرة على التحكم في الاختلافات الجماعية. أخيرا ، غالبا ما استخدمت الأبحاث السابقة حول التأمل الذهني دورة MBSR الكاملة لمدة 8 أسابيع ، لكن الدراسة الحالية أظهرت تأثيرات كبيرة مع 4 أسابيع فقط من التدريب على التأمل الذهني.

وكان هناك عدد من الخطوات الرئيسية في تنفيذ هذه الأساليب بنجاح. أولا ، كان التعيين العشوائي لمجموعة التأمل الذهني التجريبية أو قائمة الانتظار أمرا بالغ الأهمية لضمان أن المجموعات متساوية تقريبا. ثانيا ، كان من المهم تركيز تدريب التأمل الذهني على جوانب دورة MBSR التي تتعلق بتركيز الانتباه والوظيفة التنفيذية (على سبيل المثال ، الوعي بالتنفس) لأنها من المرجح أن تسهم في الذاكرة العرضية. ثالثا ، كان من المهم أن يقضي الأشخاص قدرا كبيرا من الوقت في ممارسة التأمل الذهني والإبلاغ بدقة عن الوقت الذي يقضونه في التأمل كل يوم. رابعا ، كان من المهم مساواة الوقت بين الدورات التجريبية قبل التدريب وما بعد التدريب بين مجموعات التأمل الذهني التجريبية ومجموعات التحكم في قائمة الانتظار للتحكم في التوقيت وجدولة الجلسة التجريبية بعد التدريب في أقرب وقت ممكن بعد التدريب على التأمل الذهني حتى لا تتبدد آثار التدريب على التأمل الذهني قبل الاختبار. خامسا ، من المحتمل أن يؤثر التأمل الذهني على الذاكرة العرضية عن طريق زيادة الانتباه والوظيفة التنفيذية. لذلك ، كان من المهم استخدام مهمة ذاكرة عرضية تتطلب وظيفة تنفيذية مثل الذاكرة المصدر. أخيرا ، من المهم الحصول على بيانات EEG عالية الجودة خالية من القطع الأثرية.

على الرغم من وجود مزايا لهذه الطريقة على الطرق الحالية ، تجدر الإشارة إلى بعض القيود. كان تأثير التأمل الذهني على الذاكرة المصدر ضعيفا. يمكن أن يكون هذا ناتجا عن استخدام الأشخاص الذين كانوا شبابا أصحاء يتمتعون بأداء جيد للذاكرة أو مقدار محدود من الوقت الذي يقضيه الأشخاص في ممارسة التأمل الذهني. كان تدريب التأمل الذهني لمدة 4 أسابيع أقصر من دورة MBSR القياسية لمدة 8 أسابيع ، وفي المتوسط ، لم يبلغ الأشخاص عن قضاء 20 دقيقة كاملة في ممارسة التأمل الذهني كل يوم. بالإضافة إلى ذلك ، لم تكن هناك مجموعة تحكم نشطة ، لذلك من غير الواضح كيف يقارن التأمل الذهني بالعلاجات الأخرى في تعزيز الذاكرة المصدر أو تذبذبات ثيتا. وأخيرا، فإن طرق تحليل تخطيط كهربية الدماغ المستخدمة هنا لا تفصل مساهمة القوة المتذبذبة الدورية عن القوة غير التذبذبية غير الدورية 1/f التي قد تؤثر على تفسير النتائج. لذلك ، يجب أن تنظر الأبحاث المستقبلية في استخدام الموضوعات ذات القدرة الضعيفة على الذاكرة ، وتنفيذ دورة MBSR الكاملة لمدة 8 أسابيع ، واستخدام حالة تحكم نشطة ، واستخدام طرق التحليل المطورة حديثا التي تفصل بين النشاط المتذبذب و 1 / f غير المتذبذب61.

لذلك ، نجحت الطرق الحالية في الجمع بين السلوك وتخطيط كهربية الدماغ لدراسة آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية. يجب أن تستخدم الأبحاث المستقبلية هذه الأساليب لمقارنة التأمل الذهني مع العلاجات الأخرى التي ثبت أنها تحسن الذاكرة العرضية وتغير بنية الدماغ ووظيفته. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تجمع الأبحاث المستقبلية بين السلوك والتدابير العصبية لدراسة آثار التأمل الذهني على جوانب أخرى من الإدراك. من خلال الجمع بين التدابير السلوكية والعصبية ومقارنة التأمل الذهني بالعلاجات البديلة ، سنكون أكثر قدرة على تحديد العلاجات الواعدة للتعزيز المعرفي.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا العمل من قبل الإدارة في كلية بودوين وزمالة بودوين لأبحاث علوم الحياة ، وجائزة بيتر ج. غروا وماري جي أوكونيل للكلية / أبحاث الطلاب ، وزمالة أبحاث الطلاب في عائلة كوفي. نشكر بنيامين تيبتون على قيادة دورة التأمل الذهني وهانا ريس للمساعدة في تصميم التجربة وتحليلها.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BrainVision actiCHamp Brain Products GmbH, Gilching, Germany BP-09020 64-channel EEG system
BrainVision Recorder Brain Products GmbH, Gilching, Germany BP-00020 EEG recording software for EEG data acquisition
E-Prime 2.0 Professional Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA PST-100577 Software designed for behavioral research that can interface with the EEG recording
Qualtrics Qualtrics, Provo, UT Core XM Survey tool

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cahn, B. R., Polich, J. Meditation states and traits: EEG, ERP, and neuroimaging studies. Psychological Bulletin. 132 (2), 180-211 (2006).
  2. Creswell, J. D. Mindfulness Interventions. Annuaul Reviews of Psychology. 68, 491-516 (2017).
  3. Eberth, J., Sedlmeier, P. The effects of mindfulness meditation: A meta-analysis. Mindfulness. 3, 174-189 (2012).
  4. Goyal, M., et al. Meditation programs for psychological stress and well-being: a systematic review and meta-analysis. JAMA Internal Medicine. 174 (3), 357-368 (2014).
  5. Holzel, B. K., et al. How Does Mindfulness Meditation Work? Proposing Mechanisms of Action From a Conceptual and Neural Perspective. Perspectives on Psychological Science. 6 (6), 537-559 (2011).
  6. Sedlmeier, P., et al. The psychological effects of meditation: a meta-analysis. Psychological Bulletin. 138 (6), 1139-1171 (2012).
  7. Tang, Y. Y., Holzel, B. K., Posner, M. I. The neuroscience of mindfulness meditation. Nature Reviews Neuroscience. 16 (4), 213-225 (2015).
  8. Van Dam, N. T., et al. Mind the Hype: A Critical Evaluation and Prescriptive Agenda for Research on Mindfulness and Meditation. Perspectives on Psychological Science. , (2017).
  9. MacCoon, D. G., et al. The validation of an active control intervention for Mindfulness Based Stress Reduction (MBSR). Behaviour Research and Therapy. 50 (1), 3-12 (2012).
  10. Bailey, N. W., et al. Mindfulness meditators show enhanced working memory performance concurrent with different brain region engagement patterns during recall. bioRxiv. , (2019).
  11. Chiesa, A., Calati, R., Serretti, A. Does mindfulness training improve cognitive abilities? A systematic review of neuropsychological findings. Clinical Psychology Review. 31 (3), 449-464 (2011).
  12. Lutz, A., Slagter, H. A., Dunne, J. D., Davidson, R. J. Attention regulation and monitoring in meditation. Trends in Cognitive Sciences. 12 (4), 163-169 (2008).
  13. MacCoon, D. G., MacLean, K. A., Davidson, R. J., Saron, C. D., Lutz, A. No sustained attention differences in a longitudinal randomized trial comparing mindfulness based stress reduction versus active control. PLoS One. 9 (6), 97551 (2014).
  14. Mrazek, M. D., Franklin, M. S., Phillips, D. T., Baird, B., Schooler, J. W. Mindfulness training improves working memory capacity and GRE performance while reducing mind wandering. Psychological Science. 24 (5), 776-781 (2013).
  15. Wang, M. Y., et al. Mindfulness meditation alters neural activity underpinning working memory during tactile distraction. bioRxiv. , (2019).
  16. Zeidan, F., Johnson, S. K., Diamond, B. J., David, Z., Goolkasian, P. Mindfulness meditation improves cognition: evidence of brief mental training. Consciousness and Cognition. 19 (2), 597-605 (2010).
  17. Levi, U., Rosenstreich, E. Minfulness and memory: a review of findings and a potential model. Journal of Cognitive Enhancement. , (2018).
  18. Basso, J. C., McHale, A., Ende, V., Oberlin, D. J., Suzuki, W. A. Brief, daily meditation enhances attention, memory, mood, and emotional regulation in non-experienced meditators. Behavioral Brain Research. 356, 208-220 (2019).
  19. Brown, K. W., Goodman, R. J., Ryan, R. M., Analayo, B. Mindfulness Enhances Episodic Memory Performance: Evidence from a Multimethod Investigation. PLoS One. 11 (4), 0153309 (2016).
  20. Lykins, E. L. B., Baer, R. A. Performance-based tests of attentention and memory in long-term mindfulness meditators and demographically matched non-meditators. Cognitive Therapy Research. 36, 103-114 (2012).
  21. Fox, K. C., et al. Functional neuroanatomy of meditation: A review and meta-analysis of 78 functional neuroimaging investigations. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 65, 208-228 (2016).
  22. Fox, K. C., et al. Is meditation associated with altered brain structure? A systematic review and meta-analysis of morphometric neuroimaging in meditation practitioners. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 43, 48-73 (2014).
  23. Tomasino, B., Fregona, S., Skrap, M., Fabbro, F. Meditation-related activations are modulated by the practices needed to obtain it and by the expertise: an ALE meta-analysis study. Frontiers in Human Neuroscience. 6, 346 (2012).
  24. Kang, D. H., et al. The effect of meditation on brain structure: cortical thickness mapping and diffusion tensor imaging. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 8 (1), 27-33 (2013).
  25. Lazar, S. W., et al. Functional brain mapping of the relaxation response and meditation. Neuroreport. 11 (7), 1581-1585 (2000).
  26. Lazar, S. W., et al. Meditation experience is associated with increased cortical thickness. Neuroreport. 16 (17), 1893-1897 (2005).
  27. Luders, E., et al. Global and regional alterations of hippocampal anatomy in long-term meditation practitioners. Human Brain Mapping. 34 (12), 3369-3375 (2013).
  28. Luders, E., Toga, A. W., Lepore, N., Gaser, C. The underlying anatomical correlates of long-term meditation: larger hippocampal and frontal volumes of gray matter. Neuroimage. 45 (3), 672-678 (2009).
  29. Sperduti, M., Martinelli, P., Piolino, P. A neurocognitive model of meditation based on activation likelihood estimation (ALE) meta-analysis. Consciousness and Cognition. 21 (1), 269-276 (2012).
  30. Tang, Y. Y., Rothbart, M. K., Posner, M. I. Neural correlates of establishing, maintaining, and switching brain states. Trends in Cognitive Sciences. 16 (6), 330-337 (2012).
  31. Tomasino, B., Fabbro, F. Increases in the right dorsolateral prefrontal cortex and decreases the rostral prefrontal cortex activation after-8 weeks of focused attention based mindfulness meditation. Brain and Cognition. 102, 46-54 (2016).
  32. Zeidan, F. The Handbook of Mindfulness: Theory, Research, and Practice. The. , Guilford Press. (2015).
  33. Engstrom, M., Pihlsgard, J., Lundberg, P., Soderfeldt, B. Functional magnetic resonance imaging of hippocampal activation during silent mantra meditation. Journal of Alternative and Complementary Medicine. 16 (12), 1253-1258 (2010).
  34. Holzel, B. K., et al. Mindfulness practice leads to increases in regional brain gray matter density. Psychiatry Research. 191 (1), 36-43 (2011).
  35. Holzel, B. K., et al. Investigation of mindfulness meditation practitioners with voxel-based morphometry. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 3 (1), 55-61 (2008).
  36. Lou, H. C., et al. A 15O-H2O PET study of meditation and the resting state of normal consciousness. Human Brain Mapping. 7 (2), 98-105 (1999).
  37. Luders, E., Kurth, F., Toga, A. W., Narr, K. L., Gaser, C. Meditation effects within the hippocampal complex revealed by voxel-based morphometry and cytoarchitectonic probabilistic mapping. Frontiers in Psychology. 4, 398 (2013).
  38. Aftanas, L. I., Golosheikin, S. A. Changes in cortical activity during altered state of consciousness: study of meditation by high resolution EEG. Fiziologiia Cheloveka. 29 (2), 18-27 (2003).
  39. Brandmeyer, T., Delorme, A. Reduced mind wandering in experienced meditators and associated EEG correlates. Experimenal Brain Research. 236 (9), 2519-2528 (2018).
  40. Delmonte, M. M. Electrocortical activity and related phenomena associated with meditation practice: a literature review. International Journal of Neuroscience. 24 (3-4), 217-231 (1984).
  41. Fell, J., Axmacher, N., Haupt, S. From alpha to gamma: electrophysiological correlates of meditation-related states of consciousness. Medical Hypotheses. 75 (2), 218-224 (2010).
  42. Kubota, Y., et al. Frontal midline theta rhythm is correlated with cardiac autonomic activities during the performance of an attention demanding meditation procedure. Cognitive Brain Research. 11 (2), 281-287 (2001).
  43. Lee, D. J., Kulubya, E., Goldin, P., Goodarzi, A., Girgis, F. Review of the Neural Oscillations Underlying Meditation. Frontiers in Neuroscience. 12, 178 (2018).
  44. Lomas, T., Ivtzan, I., Fu, C. H. A systematic review of the neurophysiology of mindfulness on EEG oscillations. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 57, 401-410 (2015).
  45. Tang, Y. Y., et al. Central and autonomic nervous system interaction is altered by short-term meditation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (22), 8865-8870 (2009).
  46. Baer, R. A., Smith, G. T., Hopkins, J., Krietemeyer, J., Toney, L. Using self-report assessment methods to explore facets of mindfulness. Assessment. 13 (1), 27-45 (2006).
  47. Kucera, H., Francis, W. N. Computational Analysis of Present-day American English. , Brown University Press. (1967).
  48. MacWhinney, B., St James, J., Schunn, C., Li, P., Schneider, W. STEP--a System for Teaching Experimental Psychology using E-Prime. Behavior Research Methods, Instruments & Computers. 33 (2), 287-296 (2001).
  49. Bukach, C. M., Stewart, K., Couperus, J. W., Reed, C. L. Using Collaborative Models to Overcome Obstacles to Undergraduate Publication in Cognitive Neuroscience. Frontiers in Psychology. 10, 549 (2019).
  50. Srinivasan, R., Nunez, P. L., Tucker, D. M., Silberstein, R. B., Cadusch, P. J. Spatial sampling and filtering of EEG with spline laplacians to estimate cortical potentials. Brain Topography. 8 (4), 355-366 (1996).
  51. Dien, J. Issues in the application of the average reference: Review, critiques, and recommendation. Behavior Research Methods, Instruments & Computers. 30, 34 (1998).
  52. Bell, A. J., Sejnowski, T. J. An information-maximization approach to blind separation and blind deconvolution. Neural Computation. 7 (6), 1129-1159 (1995).
  53. Chaumon, M., Bishop, D. V., Busch, N. A. A practical guide to the selection of independent components of the electroencephalogram for artifact correction. Journal of Neuroscience Methods. 250, 47-63 (2015).
  54. Medrano, P., Nyhus, E., Smolen, A., Curran, T., Ross, R. S. Individual differences in EEG correlates of recognition memory due to DAT polymorphisms. Brain and Behavior. 7 (12), 1-16 (2017).
  55. Nyhus, E., Badre, D. The Wiley Handbook on the Cognitive Neuroscience of Memory. Addis, M., Barense, M., Duarte, A. , John Wiley & Sons, Ltd. 131-149 (2015).
  56. Ross, R. S., et al. Genetic variation in the serotonin transporter gene influences ERP old/new effects during recognition memory. Neuropsychologia. 78, 95-107 (2015).
  57. Ross, R. S., Smolen, A., Curran, T., Nyhus, E. MAO-A Phenotype Effects Response Sensitivity and the Parietal Old/New Effect during Recognition Memory. Frontiers in Human Neuroscience. 12, 53 (2018).
  58. Delorme, A., Makeig, S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis. Journal of Neuroscience Methods. 134 (1), 9-21 (2004).
  59. Kabat-Zinn, J. Full catastrophe living: Using the wisdom of your body and mind to face stress, pain, and illness. , Dell Publishing. (1990).
  60. Nyhus, E., Engel, W. A., Pitfield, T. D., Vakkur, I. M. W. Increases in Theta Oscillatory Activity During Episodic Memory Retrieval Following Mindfulness Meditation Training. Frontiers in Human Neuroscience. 13, 311 (2019).
  61. Haller, M., et al. Parameterizing neural power spectra. bioRxiv. , (2018).

Tags

علم الأعصاب ، العدد 159 ، السلوك ، التأمل الذهني ، الذاكرة العرضية ، استرجاع الذاكرة ، EEG ، تذبذبات ثيتا
الجمع بين السلوك وتخطيط كهربية الدماغ لدراسة آثار التأمل الذهني على الذاكرة العرضية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nyhus, E., Engel, W. A., Pitfield,… More

Nyhus, E., Engel, W. A., Pitfield, T. D., Vakkur, I. M. W. Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory. J. Vis. Exp. (159), e61247, doi:10.3791/61247 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter