Methodenartikel

Eye Tracking, Cortisol und eine Sleep-Wake vs Konsolidierung Verzögerung: Kombination von Methoden, um eine interaktive Wirkung von Schlaf-und Cortisol auf Memory Entdecken

DOI:

10.3791/51500

⸱

18. Juni 2014

 ,  ,  , 
1Department of Psychology, Boston College, 2Department of Psychology, Wofford College, 3Department of Psychology, University of Notre Dame

In diesem Artikel

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wir präsentieren ein Protokoll, mit dem eine interaktive Effekt zwischen Schlaf und Cortisol auf die Gedächtniskonsolidierung zu entdecken, vor allem für negative Bilder wecken. Insbesondere die experimentelle Design verwendet Eye-Tracking, Speichelcortisolanalyse und Verhaltensspeichertests - Methoden, die mit gesunden und klinischen Teilnehmern genutzt werden kann.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zwar steigt der Cortisol die Gedächtniskonsolidierung profitieren können, wie nach der Codierung bald schlafen, gibt es derzeit einen Mangel an Literatur, wie diese beiden Faktoren zusammenwirken, um die Konsolidierung zu beeinflussen. Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die interaktive Einfluss von Cortisol und schlafen auf Gedächtniskonsolidierung zu untersuchen, durch die Kombination von drei Methoden: Eye-Tracking, Speichelcortisolanalyse und Verhaltensspeichertest über Schlaf und Wach Verzögerungen. Um zu beurteilen, Ruhecortisolspiegel, gaben die Teilnehmer eine Speichelprobe vor dem Betrachten negativer und neutraler Objekte in Szenen. Um offene Aufmerksamkeit zu messen, wurde die Blick Teilnehmer während der Codierung verfolgt. Um zu manipulieren, ob Schlaf während der Konsolidierung Fenster aufgetreten ist, die Teilnehmer entweder codierten Szenen in den Abend, über Nacht geschlafen, und nahm einen Erkennungstest am nächsten Morgen, oder verschlüsselte Szenen in den Morgen und blieb während einer vergleichsweise langen Retentionsintervalls wach. Zusätzliche Kontrollgruppen waren tenach 20 min Verzögerung in den Morgen oder Abend, für Zeit-Effekte zu steuern sted Tag. Gemeinsam zeigten die Ergebnisse, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen Ruhe Cortisol bei Codierung und nachfolgenden Speicher, nur nach einer Phase des Schlafes. Durch Eye-Tracking wurde ferner festgestellt, dass für negative Reize, diese positive Wirkung von Cortisol bei zukünftigen Speicherplatz kann je nach Cortisol die Stärkung der Beziehung zwischen dem die Teilnehmer während der Codierung aussehen und was sie später in der Lage sein zu merken sind. Insgesamt Ergebnisse durch eine Kombination dieser Methoden erhalten deckt eine interaktive Wirkung von Schlaf und Cortisol auf die Gedächtniskonsolidierung.

Einleitung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Fähigkeit, Informationen zu konsolidieren ist abhängig von zahlreichen Faktoren, mit Schlaf und das Stresshormon Cortisol als zwei der einflussreichsten Variablen. Frühere Forschung hat gezeigt, dass erhöhte Cortisolspiegel, entweder durch exogene Cortisol Verwaltung oder psychosozialer Stress, induziert werden häufig mit einer selektiven Verbesserung des Gedächtnisses für emotionale Bezug auf neutrale Reize 1-7 verbunden. Schlaf ist gezeigt worden, um eine ähnliche selektive Wirkung auf das emotionale Gedächtnis 8,9 haben: Wenn die Teilnehmer sind mit Szenen aus einer negativen oder neutralen Objekt auf einem neutralen Hintergrund platziert zusammen präsentiert, hebt die Bindung Schlaf die Szenen, die Erhaltung Speicher für die negativen Objekte, während es Speicher für die weniger ausgeprägte Szene Komponenten (neutrale Objekte und neutrale Hintergründe) zu verfallen 10-12.

Während diese beiden Literaturen konzentrieren sich auf die unabhängige Effekte von Cortisol und schlafen auf emotionale Gedächtnis, ist es möglich, dass die Zusammenarbeitrtisol und Schlaf haben eine interaktive Wirkung. Interessant ist, weil Studien, die die Wirkungen von Cortisol auf das Gedächtnis sind eine Aufbewahrungs Verzögerung von mindestens 24 Stunden, die notwendigerweise eine Nacht schlafen, ist es unmöglich zu bestimmen, ob Schlaf ist notwendig für Cortisol, eine fördernde Wirkung auf die Konsolidierung haben. Ebenso, obwohl die Forschung hat gezeigt, dass Schlaf bevorzugt profitiert Speicher für emotionale Informationen ist es möglich, dass diese Effekte bei Personen mit höheren Cortisolspiegel während der Codierung intensiviert werden.

Aus diesen Gründen ist es wichtig, nicht nur zu verstehen, wie Schlaf und Cortisol unabhängig unterstützt die Gedächtnisbildung, aber auch zu untersuchen, ob Schlaf und Cortisol interagieren, um die Gedächtnisbildung unterstützen. Immerhin gibt es wichtige Verbindungen zwischen Schlaf und Cortisol im normalen Alterungs 13, und Formen der Psychopathologie, die mit Gedächtnisdefiziten 14,15 zugeordnet sind. Nur durch die Verwendung einer Kombination vonMethoden ist es möglich, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Schlaf und Cortisol zu verstehen, und ihre Auswirkungen auf die Gedächtniskonsolidierung. Insbesondere durch die Kombination des Verfahrens der Cortisol-Sammlung mit einer Schlaf gegen Zuge Konstruktion ist es möglich, zu bestimmen, ob es eine interaktive Wirkung dieser beiden Variablen der Konsolidierung. Auch wertvoll ist, dass durch die Verwendung von Eye-Tracking, um Blickkontakt während der Codierung zu messen, ist es möglich, einen potenziellen Aufmerksamkeitsmechanismus diesen Effekt zugrunde liegenden aufzuklären.

Protokoll

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Teilnehmer Screening und Vorbereitung für die Experiment

  1. Rekrutieren Teilnehmer, die Englisch als Muttersprache mit normalen oder korrigiert zu normaler Sehkraft sind. Sie sollten frei von neurologischen, psychiatrischen und Schlafstörungen sein und kann nicht teilnehmen werden alle Medikamente, die das zentrale Nervensystem oder die Schlafarchitektur. Achten Sie darauf, eine ähnliche Balance der männlichen und weiblichen Teilnehmer im gewünschten Altersbereich von Interesse (z. B. 18 bis 35 Jahre alt) zu rekrutieren, in Anbetracht, dass in Schlafarchitektur verändert kann schon in der Mitte der 30er Jahre 16 auftreten.
  2. Um die Auswirkungen von Schlaf auf die Kognition möglichst genau zu bewerten, haben die Teilnehmer einen regelmäßigen Schlafrhythmus zu beschränken und ihren Alkoholkonsum im Vorfeld der Studie. Bitten Sie die Teilnehmer für mindestens 7 Stunden Schlaf pro Nacht und im Bett von 2.00 für die fünf Tage vor der Studie. Stellen Sie auch sicher, dass sie ihren Alkoholkonsum auf maximal einschränken2 Getränke während der 5 Tage vor der Studie, mit absolut keinem Alkoholkonsum am Tag vor oder Tag der Studie.
  3. Bei der Terminierung zu gewährleisten, dass die Teilnehmer mit den Richtlinien, die der Speichelprobe in Beziehung Cortisol entsprechen (siehe auch Abschnitt 4): Sie müssen von der körperlichen Aktivität zu unterlassen, essen, trinken (nichts außer Wasser), Rauchen und Zähneputzen für die 2 Stunden vor der Codierung. Sie müssen auch von Trinkwasser für mindestens 15 min vor der Codierung zu unterlassen.
  4. Planen Teilnehmern. Wenn Vollzufallszuweisung nicht möglich ist, sicherzustellen, dass die Teilnehmer nicht in Alter unterscheiden, Werte auf der Morning-evening Fragebogen 17 (MEQ), Beck Depression Inventory 18 (BDI), Beck Anxiety Inventory 19 (BAI) und die Menge des Schlafes in der Nacht vor Abruf erhalten.

2. Bedingungen und Experimentelles Design

  1. Spielplan Schlaf Teilnehmer, so dass thE kodiert Sitzung tritt am Abend (7.00 bis 22.00 Uhr) und der Abrufsitzung tritt 12 Stunden später, nach einer vollen Nacht Schlaf im Labor. Spielplan Wake Teilnehmer, so dass die Codierungssitzung tritt am Morgen (7.00 Uhr bis 10.00 Uhr) und der Abrufsitzung tritt 12 Stunden später nach einem Tag voller Wachheit; sicherzustellen, dass sie nicht zwischen Sitzungen Nickerchen.
  2. Fügen Morgen-und Abend Short Delay Bedingungen (jene, die nur eine 20-minütige Verzögerung zwischen Kodierung und Abruf, im Vergleich zu einem 12-Stunden-Verzögerung für die Sleep-und Wake-Gruppen) in der Versuchsanordnung, um die Sorge zu minimieren, daß die Unterschiede zwischen gefunden die Sleep-und Wake-Gruppen sind durch (morgens gegen Abend) bis zum Zeitpunkt der Prüfung nicht durch den Schlaf während der Konsolidierung Verzögerung auftritt. Diese Short Delay Bedingungen kann auch als "circadiane Kontrolle" Bedingungen gedacht werden.
    1. Vereinbaren Sie für die Teilnehmer am Morgen Short Delay Bedingung, um die Reize b codierenwischen 7.00 bis 10.00 Uhr, und für die Teilnehmer am Abend Short Delay Bedingung, um die Reize zwischen 7.00 bis 22.00 Uhr zu kodieren. Testen Sie den Teilnehmern 20 Minuten nach kodieren.

3. Stimuli Bau

  1. Stimuli für Bau-Codierung. Wählen Stimuli basierend auf der spezifischen experimentellen Frage. Dieses Protokoll konzentriert sich auf die Auswirkungen von Schlaf und Cortisol auf das emotionale Gedächtnis, und als solche, die visuellen Reize während der Codierung sind Szenen von entweder einer negativen Objekt oder ein neutrales Objekt auf einem neutralen Hintergrund platziert zusammen.
    1. Stellen Sie sicher, dass alle emotionalen Stimuli entweder zuvor für Wertigkeit bewertet und Erregung 20,21, oder dass sie von den Teilnehmern nach Abschluss der Studie mit einer Likert-Skala von 1 bis 7 bewertet. Negative Objekte sollten als sehr erregend und wenig Wertigkeit bewertet werden (zB Erregung: 5-7; Valenz <3 auf 7-Punkte-Skala mit hohen Werten, die hohe Erregung und hohe Positivität, respectively) und neutrale Objekte sollten als nicht erregend bewertet und neutral Wertigkeit (zB Erregung <4; Wertigkeit: 3-5).
    2. Randomisierung und Design. Zufällig vermischen die negativen und neutralen Szenen zwischen den Blöcken (falls zutreffend). Die vorliegende Studie beschäftigt 2 Blocks Dauer ca. 10 min je, so dass die Teilnehmer um eine kurze Pause, um ihre Augen vor der Eye-Tracker zwischen Ruhe haben. Die Pausen können alle 10-15 min für die meisten jungen Erwachsenen Teilnehmer hilfreich sein, aber wenn die Prüfung eine andere Bevölkerung (z. B. Kinder), können häufigere Pausen erforderlich.
  2. Stimuli Konstruktion für Retrieval. Wählen Stimuli basierend auf der spezifischen experimentellen Frage. Hier Speicher für die Objekte ist der Fokus, und als solche werden die Teilnehmer mit Objekten und Hintergründe während der Bergung (die Hälfte davon wurden während der Codierung vorgestellt, und die Hälfte neu) gesondert dargestellt.

4. Cortisol Ordnung

  1. Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer haben alle Anforderungen in 1.3 gefolgt: nicht körperliche Aktivität, Essen, Trinken (alles außer Wasser), Rauchen und Zähneputzen für die 2 Stunden vor der Codierung als auch ohne Wasser für mindestens 15 min vor der Codierung .
  2. Unmittelbar vor der Codierung, weisen Sie die Teilnehmer, ihre Münder mit ca. 1 Unze Wasser spülen. Erinnern Sie sie daran, das Wasser nicht schlucken, um die Probenverdünnung zu vermeiden.
  3. Lassen Sie die Teilnehmer Speichelfluss auf einer mündlichen Tupfer (siehe Materialien) für 2 min.
  4. Beim mit Teilnehmern stellen die mündliche Tupfer im Tupferspeicherrohr, speichern Sie die Tupfer auf die ungefähre Temperatur von 0 º C bis zur Analyse.

5. Eye Tracking / Encoding Verfahren

  1. Eye-Tracking-Verfahren. Der Eye-Tracker welche hier verfolgt linken Auge Blick Muster der Teilnehmer bei 500 Hz (siehe Materialien). Alternative Tracker verwendet werden kann; um die Aufmerksamkeit während der Codierung, fol meisten genau beurteilenw den Anweisungen des spezifischen Eye-Tracker eingesetzt.
    1. Zunächst bitten die Teilnehmer, mit ihrem Kinn auf die Kinnhalter und die Stirn gegen eine Bar sitzen. Anpassungen vornehmen, um die Stuhlhöhe und Kinnhalter bei Bedarf dafür, dass die Mitte des Bildschirms ausgerichtet Teilnehmer Augen.
    2. Stellen Sie sicher, dass der Eye-Tracker genau Teilnehmer Blick Tracking innerhalb von 1 ° Genauigkeit, indem jeder Teilnehmer eine Kalibrierung abzuschließen Aufgabe. Im Idealfall, ein 9 - oder 17 wäre-Punkt-Kalibrierung verwendet werden, je nach System, sondern ein 3 - oder 5-Punkt-Kalibrierung kann auch ausreichend sein.
    3. Zunächst bitten die Teilnehmer, einen schwarzen Punkt mit den Augen folgen, wie es zu verschiedenen Punkten bewegt sich auf dem Bildschirm und auf sie zu fixieren, wenn es aufhört.
    4. Sobald der Eye-Tracker ist genau kalibriert, bitten die Teilnehmer, wenn sie bereit sind, die Aufgabe zu beginnen, und drücken Sie dann auf die Schaltfläche "Aufnahme".
  2. Encoding Verfahren. Bitten Sie die Teilnehmer, um eine Aufgabe auszuführen tHut ist wahrscheinlich zu tief-Codierung, wie mit ihnen führen per Maus zeigen Sie, ob sie weg von der Szene zu nähern oder zurück (zB links = Ansatz, rechts = wieder weg), wenn sie es im wirklichen Leben begegnen 10 waren. Abbildung 2 zeigt eine visuelle Darstellung des Codierungsverfahrens.
    1. Lassen Sie die Teilnehmer einen kurzen Selbst bestimmt Pause (zB ~ 10-60 sec) zwischen den Blöcken haben, so dass sie von der Eye-Tracker zurücklehnen und ausruhen ihre Augen vor der Fortsetzung. Bitten Sie sie, um anzuzeigen, wenn sie bereit sind fortzufahren.
  3. Die Analyse der Augenblickdaten. Um die Aufmerksamkeit der Teilnehmer auf bestimmte Teile der Szene zu messen, nutzen Software, um Interessengebiete 22 (AOI) um die Teile zu ziehen.
    1. Nach dem Zeichnen der AOI, berechnen Sie den Anteil der Zeit, die Teilnehmer zu buchen, AOI im Verhältnis zum Rest der Szene. Alternativ zählen die Anzahl der Sakkaden zu machen, dass die Teilnehmer dieser AOIch in einem gewissen Zeitrahmen.

6. Study-Test-Verzögerung

  1. Stellen Sie sicher, dass die Laufzeitlänge zwischen Kodierung und Abruf für die Sleep-und Wake Bedingungen entspricht (z. B. 12 h), als auch die Laufzeitlänge für die 2 Kontrollbedingungen (zB 20 min).
    1. Für die Schlaf-Teilnehmer, stellen Sie sicher, dass die 12-Stunden-Verzögerung umfasst ca. 8 Stunden Schlaf. Umgekehrt, sicherzustellen, dass die Wake Teilnehmer nicht während dieser Zeit schlafen oder Nickerchen.
    2. Fragen Sie die Morgen-und Abend Short Delay Teilnehmer im Labor während ihrer 20 Minuten Verzögerung bleiben. Sagen Sie ihnen, dass sie in dieser Zeit tun, was sie wollen, vorausgesetzt, dass sie nicht schlafen nicht.

7. Recognition Procedure

  1. Nach der Verzögerungszeit, den Teilnehmern einen Speichertest.
    1. Bitten Sie die Teilnehmer, um anzuzeigen, ob der angezeigte Stimulus "alten" (incin einer zuvor untersuchten Szene luded) oder "neue" (bisher nicht untersucht), indem Sie entsprechende Tasten auf einer Tastatur (zB "1" = alt, "2" = neu).

Ergebnisse

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Auswirkungen von Schlaf und Cortisol auf Speicher für Emotionale und neutrale Reize

Die erste Hypothese gerichtet ist, dass erhöhte Cortisol während der Codierung wird der Speicher für emotionale mehr als neutrale Reize zu erleichtern, und dass dieser Effekt ist abhängig von Schlaf zwischen Codierung und Wiedergewinnung auftritt. 4A zeichnet die Wirkung von Cortisol an Speicher für negative Objekte. Standardisierte Werte von Cortisol (x-Achse) und Speicher für negative Objekte (y-Achse) wurden direkt in den Sleep-Gruppe (in rot) verwandt, aber nicht das Wake-Gruppe (in grau). Die Gruppe (Sleep vs Wake) von Cortisol Interaktion war signifikant [t (41) = 2.23, β = 2,92, p = 0,031]: höhere Cortisol-Codierung bei vorhergesagten negativen Speicher für Objekte, wenn die Teilnehmer zwischen Kodierung und Abruf [t (24 geschlafen ) = 2.31, β = 0,43, p = 0,031], aber nicht, wenn sie wach geblieben [t (16) = 0,40, β = 0,10, p = 0,70; siehe Abbildung 4A]. Diese signifikanten Effekte waren nicht aufgrund von Geschlecht, Menstruationszyklus, oder kritisch, der Tageszeit, die durch Ausführen von zusätzlichen Analysen mit der Morgen-und Abend Short Delay Gruppen bestimmt wurde. Für neutrale Speicher (siehe Abbildung 4B), eine ähnliche, aber schwächere Muster beobachtet wurde. Es gab eine signifikante Beziehung zwischen geringfügig Cortisolspiegel vor (x-Achse) und Speicher codiert für neutrale Objekte (y-Achse) in der Ruhe Gruppe [in blau, t (24) = 1,76, β = 0,34, p = 0,092 ], nicht aber die Wake-Gruppe [in grau, t (16) = 0,98, β = 0,25, p = 0,34]. Die Interaktion zwischen Cortisol und der Gruppe war marginal signifikant [t (41) = 1.95, β = 2.55, p = 0.059].

Auswirkungen von Schlaf und Cortisol auf die Interaktion zwischen Achtung während Encoding und Konsolidierung

Es war hyposynthetisiert, daß diese vorteilhafte Wirkung von Cortisol emotionale Speicher kann teilweise auf die Fähigkeit von Cortisol "Tag" als wichtige Informationen zum Zeitpunkt der Codierung zu erinnern, während des Schlafes, die zu dem nachfolgenden Priorisierung dieser Informationen sein. Diese "emotionale Tagging"-Konzept schlägt vor, dass Reize wecken Codierung aktiviert neuronalen Mechanismen, die zu Langzeitplastizität in den von dem Tag 23-25 ​​markiert Synapsen. Es ist möglich, dass ein erhöhter Cortisol während der Codierung hilft, diese Tags gesetzt, im Rahmen der Konsolidierung, die zur selektiven Erhalt dieser Informationen. Um diese Möglichkeit zu untersuchen, wurden die Eye-Tracking-Daten analysiert, um festzustellen, ob höhere Cortisol erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Schlaf-basierten Konsolidierungsprozesse bevorzugt stärken Speicher für die Informationen, die die meiste Aufmerksamkeit während der Codierung erhält. Zunächst wird der Anteil der Zeit, jeder Teilnehmer damit verbracht, jedes Objekt in jeder Szene ( dh die AOI) relativ zur Gesamtszenenbetrachtungszeit berechnet. Die Szenen wurden dann auf einer Post-hoc-Basis, sortiert, mit Erkennungsdaten der einzelnen Teilnehmer, um die Szenen in denen, für die der Teilnehmer erinnerte sich später an das Objekt und die, für die der Teilnehmer später vergessen, das Objekt zu sortieren. Schließlich wurde eine Punktzahl berechnet, um den Unterschied in der Zeit zwischen aussehende später erinnert und anschließend vergessen Objekte (siehe Abbildung 5) zu reflektieren. Zum Beispiel, wenn die Teilnehmer blickte auf die Objekte, die sie anschließend für durchschnittlich 75% der Zeit, die die Szene auf dem Bildschirm erinnert, und blickte auf die Objekte, die sie anschließend vergaß für einen Durchschnitt von 65% der Zeit, dass die Szene war auf dem Bildschirm, würde ihr Unterschied in der Suche Zeitstand 10%.

Ähnlich wie bei den Analysen zu den Auswirkungen der Schlaf-und Cortisol-Speicher auf (Fig. 4) durchgeführt wurde, wurde eine lineare Regression verwendet, um zu testen, dieAuswirkungen der Schlaf-und Cortisol auf diesen Unterschied in der Zeit bei der Suche Codierung als eine Funktion des Speicher später. Für negative Objekte (siehe Fig. 6A), Cortisol (x-Achse) ruht leicht vorhergesagten Differenz in der Zeit bei der Suche Codierung als eine Funktion später Speicher (y-Achse) in der Ruhe Gruppe [in rot, t (23) = 1,869 , β = 0,37, p = 0,075], nicht aber die Wake-Gruppe [in grau, t (16) = 0.168, β = 0,043, p = 0,87]. Die Interaktion zwischen Cortisol und der Gruppe war signifikant [t (40) = -2.04, β = -2,99, p = 0,049], und kritisch war dies erhebliche Auswirkungen nicht aufgrund von Geschlecht, Menstruationszyklus, oder der Tageszeit. Für neutrale Objekte (siehe Abbildung 6B), gab es keine Wirkung von Cortisol in der Schlaf-Gruppe (in blau), noch die Wake-Gruppe (in grau) und die Interaktion zwischen Cortisol und der Gruppe war nicht signifikant.

figure-results-1
Abbildung 1. Visuelle Darstellung der in diesem Video-Bericht, der von Gruppe getrennt beschriebenen Verfahren. Diese Zahl zeigt die vier Gruppen von Teilnehmern (Sleep, Wake, Morgen Short Delay und Abend Short Delay) sowie das Timing der Vor- Cortisol-Probe, die Codierung und Retrieval für jede Gruppe kodiert.

figure-results-2
Abbildung 2. Visuelle Darstellung der Reize während der Codierung verwendet. Diese Zahl zeigt, dass jede Szene wurde entweder eine negative oder eine neutrale Objekt vor einem neutralen Hintergrund platziert zusammen. Es zeigt auch, dass die Teilnehmer betrachtet diese Szenen für jeweils drei Sekunden, in welcher time sie angegeben, ob sie weg von der Szene zu nähern oder zurück, wenn sie im realen Leben begegnet ist.

figure-results-3
Abbildung 3. Visuelle Darstellung der Reize während der Bergung eingesetzt. Diese Zahl zeigt, dass die Teilnehmer mit Objekten und Hintergründe (separat) bei der Anerkennung Speichertest vorgestellt. Diese Objekte und Hintergründe wurden entweder bereits während der Codierung ("alten") dargestellt oder noch nie im Rahmen des Experiments ("neuen") gesehen.

figure-results-4
Abbildung 4. Wirkung von Cortisol auf das Gedächtnis für negative und neutrale Objekte. A zeichnet die Wirkung von Cortisol auf standardisierte Speicher für negative Objekte. B zeichnet die Wirkung von Cortisol auf standardisierte Speicher für neutrale Objekte. Legende: Schlaf [roten Diamanten (neg), blau Diamanten (neu)], Wake [graue Quadrate], Sleep Linear Fit [rote Linie (neg), blaue Linie (neu)], Wake Linear Fit [grau online].

figure-results-5
Abbildung 5. Visuelle Darstellung der Kodierung (links) und Retrieval (rechts) Verfahren, um die abhängige Variable (Differenz bei der Suche Zeit während der Codierung als Funktion der später Speicher) in Eye-Tracking-Analysen beurteilt stehen. Dieses Bild zeigt, wie die abhängige Variable Eye-Tracking-Analysen (die Differenz in der Suche Zeit während der Codierung in Abhängigkeit von der späteren Speicher) berechnet. Besonders spiegelt dieses Ergebnis den AnteilZeit, die die Teilnehmer während der Codierung sah Objekte, die sie sich später erinnerte ("Hits") minus den Anteil der Zeit, während der Codierung, die die Teilnehmer sah Objekte, die sie später vergessen ("Misses").

figure-results-6
Abbildung 6. Wirkung von Cortisol auf den Unterschied in der Zeit bei der Suche Codierung als Funktion der Speicher später für negative und neutrale Objekte. Blick Zeit wurde als Anteil der gesamten Szene betrachten, dass die Teilnehmer Zeit damit verbracht, auf das Objekt in der Szene berechnet. Ein Ergebnis wurde dann berechnet, um den Unterschied in der Zeit zwischen der Suche danach erinnert und anschließend vergessen, Objekte und eine lineare Regression wurde verwendet, um die Wirkung von Cortisol und Schlaf in dieser Hinsicht testen zu reflektieren. Â Grundstücke den Effekt für negative Objekte, während B zeichnet die Wirkung für neutrale Objekte. Legende: Schlaf [roten Diamanten (neg), blau Diamanten (neu)], Wake [graue Quadrate], Sleep Linear Fit [rote Linie (neg), blaue Linie (neu)], Wake Linear Fit [grau online].

Diskussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dieses experimentelle Design lieferte den ersten Beweis dafür, dass die positive Wirkung von Pre-Codierung Cortisol auf Speicher sind nur von Bedeutung, wenn der Schlaf während der Konsolidierungsperiode. Nur durch die beiden Messcortisolspiegel und Manipulation, ob die Konsolidierung Intervall enthalten Schlaf war es möglich, zu bestimmen, dass der Schlaf und Cortisol über einen interaktiven Effekt auf das Gedächtnis. Dieser Entwurf war entscheidend dafür, dass in den früheren Studien die vorgeLern Cortisol erleichtert Speicher für negative Reize 1,5 gebunden haben, können diese Wirkungen von Cortisol, weil der Schlaf während der Konsolidierung Intervalls auftreten manifestieren.

Diese Feststellung wird noch interessanter gemacht bedenkt, dass der Schlaf im Vergleich Zuge Design erforderte Testteilnehmer in den beiden Gruppen zu verschiedenen Zeiten des Tages. Cortisol folgt einem zirkadianen Rhythmus 26, wobei die höchsten Cortisolspiegel in den frühen Morgen und den niedrigsten in der evening. Als solche waren die Schlaf-Teilnehmer alle in einem engen Bereich von relativ niedrigen Cortisolspiegel, nachdem er am Abend kodiert, während die Wake Teilnehmer hatten höhere und variable Cortisolspiegel, nachdem am Morgen codiert. Durch die Nutzung dieser Design, scheint es, dass auch kleine Unterschiede in der relativ niedrigen Cortisolspiegel ausreichend, um die Gedächtniskonsolidierung über einen Zeitraum von Schlaf beeinflussen. Gleichzeitig wird jedoch die tägliche Änderung der Cortisol erschwert auch das Design. Zukünftige Arbeiten können prüfen, wie man für die Auswirkungen der Tagesgang von Cortisol auf verschiedene Weise steuern. Ein solcher Weg wäre es, die vorliegenden Ergebnisse mit einem Mittagsschlaf Paradigma replizieren. Da Cortisol-Spiegel zwischen einem Nap und Wake-Bedingung wäre statistisch gleichwertig sein würde zirkadianen Schwankungen der Cortisol in einem solchen Paradigmen kein Problem sein.

Während viele Fragen bleiben, wie Cortisol wirkt mit Schlaf, um emotionale Gedächtnis Konsoli verbesserndierung stellt die aktuelle Arbeit Hinweise, dass die fördernde Wirkung von Pre-Codierung Cortisol auf das emotionale Gedächtnis folgenden Verzögerungen von mindestens 24 Stunden einschließlich Schlaf 1,5,27 kann aufgrund von Wechselwirkungen zwischen Cortisol und schlafabhängige Konsolidierungsprozesse sein. Ohne eine Konstruktion, bei der eine Verzögerungsbedingung umfasst Schlaf und die andere nicht, wäre es nicht möglich sein, zu isolieren, ob der Schlaf ist notwendig um diesen Effekt zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann durch die Beurteilung Auge Blick der Teilnehmer während der Codierung wurde festgestellt, dass diese erleichternde Wirkung von Cortisol auf das emotionale Gedächtnis kann auf Cortisol Modulation der Beziehung zwischen Aufmerksamkeit auf emotionale Informationen unter Codierung und der anschließenden Konsolidierung dieser Informationen während des Schlafes sein: Mit erhöhten Cortisol, gibt es eine stärkere Beziehung zwischen dem, was die Teilnehmer sehen während der Codierung und was sie später zu erinnern. Es ist möglich, dass dies wegen erhöhter Cortisol bei encoding 'Tags"Diese emotionale Informationen wie wichtig daran zu erinnern, was Schlaf führt zu selektiv zu stärken, dass hervorstechenden Informationen, die während der Konsolidierung Intervall.

Diese einzigartige Kombination von Methoden - ein Schlaf-Wach-Design gegenüber, eine Messung des Ruhespeichelcortisolwerte, eine Bewertung der Blickkontakt während der Codierung und eine Verabreichung einer Verhaltenserkennung Speichertest - führte nicht nur zur Aufdeckung einer interaktiven Wirkung von Cortisol und Schlaf Konsolidierung, sondern auch auf die Bestimmung einer Aufmerksamkeitspotenzial Mechanismus hinter diesem Effekt. Insgesamt kann diese Studie als ein Beispiel, wie man Methoden, die in der Regel unabhängig voneinander, um ein besseres Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Variablen, die Kognition beeinflussen zu erzielen sind, kombinieren verwendet werden.

Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Diese Studie wurde von BCS-0963581 Zuschuss von der National Science Foundation (EAK und JDP) unterstützt. Die Autoren danken Christine Cox für ihre hilfreichen Diskussion der Daten, sowie Halle Zucker, John Morris, Christopher Stare, Sondra Corgan und Maite Balda für ihre Unterstützung bei der Datenerhebung. Bitte richten Sie Korrespondenz an Kelly A. Bennion (kelly.bennion @ bc.edu; 140 Commonwealth Avenue, Boston College Psychologie, 300 McGuinn, Chestnut Hill, MA 02467).

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Salimetrics Mundabstriche (SOS)Salimetrics5001.02
Tupferaufbewahrungsröhrchen (SST)Salimetrics5001.05
AugentrackerSensoMotoric Instruments (SMI)iView X Hi-Speed

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Buchanan, T. W., Lovallo, W. R. Enhanced memory for emotional material following stress-level cortisol treatment in humans. Psychoneuroendocrino. 26 (3), 307-317 (2001).
  2. Cahill, L., Alkire, M. T. Epinephrine enhancement of human memory consolidation: Interaction with arousal at encoding. Neurobiol. Learn. Mem. 79 (2), 194-198 (2003).
  3. Cahill, L., Gorski, L., Le, L. Enhanced human memory consolidation with post-learning stress: Interaction with the degree of arousal at encoding. Learn. Mem. 10 (4), 270-274 (2003).
  4. Kuhlmann, S., Wolf, O. T. Arousal and cortisol interact in modulating memory consolidation in healthy young men. Behav. Neurosci. 120 (1), 217-223 (2006).
  5. Payne, J. D., Jackson, E. D., Hoscheidt, S., Ryan, L., Jacobs, W. J., Nadel, L. Stress administered prior to encoding impairs neutral but enhances emotional long-term episodic memories. Learn. Mem. 14 (12), 861-868 (2007).
  6. Smeets, T., Otgaar, H., Candel, I., Wolf, O. T. True or false? Memory is differentially affected by stress-induced cortisol elevations and sympathetic activity at consolidation and retrieval. Psychoneuroendocrino. 33 (10), 1378-1386 (2008).
  7. Wolf, O. T. Stress and memory in humans: Twelve years of progress. Brain Res. 1293, 142-154 (2009).
  8. Payne, J. D., Kensinger, E. A. Sleep’s role in the consolidation of emotional episodic memories. Curr. Dir. in Psychol. Sci. 19 (5), 290-295 (2010).
  9. Walker, M. P. Overnight therapy? The role of sleep in emotional brain processing. Psychol. Bull. 135 (5), 731-748 (2009).
  10. Payne, J. D., Kensinger, E. A. Sleep leads to changes in the emotional memory trace: Evidence from fMRI. J. Cogn. Neurosci. 23 (6), 1285-1297 (2011).
  11. Payne, J. D., Stickgold, R., Swanberg, K., Kensinger, E. A. Sleep preferentially enhances memory for emotional components of scenes. Psychol. Sci. 19 (8), 781-788 (2008).
  12. Payne, J. D., Chambers, A. M., Kensinger, E. A. Sleep promotes lasting changes in selective memory for emotional scenes. Front. Integr. Neurosci. 6, 1-11 (2012).
  13. Cauter, E., Leproult, R., Laurence, P. Age-related changes in slow wave sleep and REM sleep and relationship with growth hormone and cortisol levels in healthy men. JAMA. 284 (7), 861-868 (2000).
  14. Antonijevic, I. HPA axis and sleep: Identifying subtypes of major depression. Stress. 11 (1), 15-27 (2008).
  15. Otte, C., Lenoci, M., Metzler, T., Yehuda, R., Marmar, C. R., Neylan, T. C. Hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity and sleep in posttraumatic stress disorder. Neuropsychopharmacol. 30 (6), 1173-1180 (2005).
  16. Institute of Medicine (US) Committee on Sleep Medicine and Research. 2, Sleep Physiology. In: Sleep disorders and sleep deprivation: An unmet public health problem. Colten, H. R., Altevogt, B. M. , National Academies Press. Washington, DC. (2006).
  17. Horne, J. A., Ostberg, O. A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms. Int. J. Chronobiol. 4 (2), 97-110 (1976).
  18. Beck, A. T., Beamesderfer, A. Assessment of depression: The depression inventory. Mod. Probl. Pharm. 7 (0), 151-169 (1974).
  19. Beck, A. T., Epstein, N., Brown, G., Steer, R. A. An inventory for measuring clinical anxiety: Psychometric properties. J. Consult. Clin. Psych. 56 (6), 893-897 (1988).
  20. Kensinger, E. A., Garoff-Eaton, R. J., Schacter, D. L. How negative emotion enhances the visual specificity of a memory. J. Cogn. Neurosci. 19 (11), 1872-1887 (2007).
  21. Waring, J. D., Kensinger, E. A. Effects of emotional valence and arousal upon memory trade-offs with aging. Psychol. Aging. 24 (2), 412-422 (2009).
  22. Manor, B. R., Gordon, E. Defining the temporal threshold for ocular fixation in free-viewing visuocognitive tasks. J. Neurosci. Methods. 128 (1-2), 85-93 (2003).
  23. Richter-Levin, G., Akirav, I. Emotional tagging of memory formation—in the search for neural mechanisms. Brain Res. Brain Res. Rev. 43 (3), 247-256 (2003).
  24. Morris, R. G. M. Elements of a neurobiological theory of hippocampal function: the role of synaptic plasticity, synaptic tagging and schemas. Eur. J. Neurosci. 23 (11), 2829-2846 (2006).
  25. Wang, S. -H., Morris, R. G. M. Hippocampal-neocortical interactions in memory formation, consolidation, and reconsolidation. Ann. Rev. Psychol. 61, 49-79 (2010).
  26. Kahn, J., Rubinow, D. R., Davis, C. L., Kling, M., Post, R. M. Salivary cortisol: A practical method for evaluation of adrenal function. Biol. Psychiatry. 23 (4), 335-349 (1988).
  27. Abercrombie, H. C., Kalin, N. H., Thurow, M. E., Rosenkranz, M. A., Davidson, R. J. Cortisol variation in humans affects memory for emotionally laden and neutral information. Behav. Neurosci. 117 (3), 505-516 (2003).

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

Interaktion zwischen Schlaf und CortisolEye Tracking MethodeAnalyse von SpeichelcortisolVerz gerung der Ged chtniskonsolidierungTestung des emotionalen Ged chtnissesMessung der offenen AufmerksamkeitWiedererkennungsged chtnistestSchlaf Wach Verz gerungKorrelation zwischen Cortisol und Ged chtnisBlickverfolgung

Verwandte Artikel