Messung neuronaler Mechanismen, die der schlafabhängigen Gedächtniskonsolidierung während der Naps in der frühen Kindheit zugrunde liegen

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt Methoden zur Untersuchung neuronaler Mechanismen, die der schlafabhängigen Gedächtniskonsolidierung während der Nickerchen in der frühen Kindheit zugrunde liegen. Es umfasst Verfahren zur Untersuchung der Auswirkungen des Schlafes auf die Leistung des Verhaltensgedächtnisses sowie die Anwendung und Aufzeichnung sowohl der Polysomnographie als auch der Aktigraphie.

Zusammenfassung

Schlaf ist entscheidend für das tägliche Funktionieren. Eine wichtige Funktion des Schlafes ist die Konsolidierung von Erinnerungen, ein Prozess, der sie stärker und weniger anfällig für Interferenzen macht. Die neuronalen Mechanismen, die dem Nutzen des Schlafes für das Gedächtnis zugrunde liegen, können mit Derpolysomnographie (PSG) untersucht werden. PSG ist eine Kombination von physiologischen Aufzeichnungen, einschließlich Signale aus dem Gehirn (EEG), Augen (EOG), und Muskeln (EMG), die verwendet werden, um Schlafstadien zu klassifizieren. In diesem Protokoll beschreiben wir, wie PSG in Verbindung mit Verhaltensgedächtnisbewertungen, Aktigraphie und Elternbericht verwendet werden kann, um die schlafabhängige Speicherkonsolidierung zu untersuchen. Der Schwerpunkt dieses Protokolls liegt auf der frühen Kindheit, einer Phase von Bedeutung, da Kinder vom biphasischen Schlaf (bestehend aus einem Nickerchen und Nachtschlaf) zu monophasischem Schlaf (nur Übernachtung) übergehen. Die Auswirkungen des Schlafes auf die Gedächtnisleistung werden mit Hilfe einer visuospatialMemory-Bewertung über Schlaf- und Wachruhephasen gemessen. Eine Kombination aus Aktigraphie und Elternbericht wird verwendet, um Schlafrhythmen zu bewerten (d. h. Kinder als gewöhnliche oder nicht gewöhnliche Napper zu charakterisieren). Schließlich wird PSG verwendet, um Schlafstadien und Qualitäten dieser Stadien (wie Frequenzen und das Vorhandensein von Spindeln) während der Nickerchen zu charakterisieren. Der Vorteil der Verwendung von PSG ist, dass es das einzige Derzeit verfügbare Tool ist, um schlafqualität und Schlafarchitektur zu bewerten, was auf den relevanten Gehirnzustand verweist, der die Speicherkonsolidierung unterstützt. Die Haupteinschränkungen von PSG sind die Länge der Zeit, die es braucht, um die Aufnahmemontage vorzubereiten und dass Aufnahmen in der Regel über einen gekauften Schlaf übernommen werden. Diese Einschränkungen können überwunden werden, indem junge Teilnehmer in ablenkende Aufgaben während der Anwendung eingebunden werden und PSG mit Aktigraphie- und Selbst-/Elternberichtsmaßnahmen kombiniert wird, um Schlafzyklen zu charakterisieren. Zusammen ermöglicht diese einzigartige Kombination von Methoden Untersuchungen darüber, wie Nickerchen das Lernen bei Vorschulkindern unterstützen.

Einleitung

Angesichts der Prävalenz des Schlafes in unserer täglichen Routine ist es wichtig, seine Funktion zu verstehen. Studien mit diesem Ziel erfordern eine genaue Messung des Schlafes. Polysomnographie (PSG) ist das Gold-Standard-Maß für Schlaf. PSG ermöglicht eine objektive, quantitative Messung des Schlafes mit hoher zeitlicher Auflösung und kann sowohl für Forschungszwecke als auch für klinische Zwecke nützlich sein. PSG ist eine Kombination aus physiologischen Aufnahmen. Eine PSG-Montage umfasst mindestens folgende Maßnahmen: Elektroenzephalographie (EEG), Elektrookulographie (EOG) und Elektromyographie (EMG). Diese Maßnahmen bewerten elektrische Potenziale aus dem Gehirn, den Augen und den Muskeln und ermöglichen eine Klassifizierung der Schlafstadien (siehe Abbildung 1). Andere Maßnahmen, wie Elektrokardiographie (EKG), Atmung und Pulsoximetrie können aufgenommen werden, um das Vorhandensein von gestörtem Schlaf zu identifizieren.

Abbildung 1: Beispielfürbeiner Platzierung und Beschreibung der über PSG aufgezeichneten Aktivität. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

PSG ermöglicht die Charakterisiert in vier unterschiedliche Schlafstadien: Nicht-schnelle Augenbewegung (nicht-REM) Stufe 1 (nREM1; 4-7 Hz), Nicht-REM-Stufe 2 (nREM2; 12-15 Hz) und Nicht-REM-Stufe 3 (besser bekannt als langsamer Wellenschlaf [SWS]; 0,5-4 Hz) und Schnellaugenbewegung (REM ) schlafen. nREM1 markiert den Schlafbeginn und wird anhand eines reduzierten Muskeltonus in der EMG-Umcodierung und gemischten Amplituden-EEG-Oszillationen relativ zum Alpha identifiziert, das im Ruhenden beobachtet wurde. Es folgen nREM2, das sich durch das Vorhandensein von Schlafspindeln (kurze Ausbrüche der Sigma-Frequenzaktivität; 11-16 Hz) und K-Komplexe (einzelne Langsamwellen, die sich von der umgebenden Aktivität abheben) im EEG unterscheiden kann. SWS zeichnet sich durch ausgeprägte langsamfrequente EEG-Oszillationen mit hoher Frequenz aus. REM-Schlaf ist gekennzeichnet durch schnelle low-amplitude oszillatole Gehirnaktivität sehr ähnlich wie während der Wache beobachtet. Was den REM-Schlaf jedoch vom Wake unterscheidet, ist, dass er sich auch durch phasische schnelle Augenbewegungen (daher der Moniker REM) und Muskelatonia auszeichnet. Im Laufe eines Schlafkampfes werden Schlafphasen zyklisch mit einer Geschwindigkeit von ca. 90 min/Zyklus erlebt.

Schlaf folgt auch dem zirkadianen Rhythmus, mit Schlafanfällen, die in 24-h-Zyklen stattfinden. Schlaf-Timing und Konsistenz können die Schlaffunktion beeinflussen und sind auch wichtig zu beurteilen. Obwohl PSG notwendig ist, um Schlafstadien zu charakterisieren, ist es zeitaufwändig anzuwenden und daher nicht ideal für die Beurteilung mehrerer Schlafanfälle (z. B. mehrere Nächte Schlaf, Nickerchen und Nachtschlaf). Dafür ist die Aktigraphie von Vorteil. Die Aktigraphie verwendet einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser, typischerweise am Handgelenk, um den Schlaf basierend auf der Abwesenheit von Bewegung zu schätzen. Obwohl Die Aktigraphie nicht zur Charakterisierung von Schlafstadien verwendet werden kann, hat es sich bei der Erkennung von Schlafbeginn und -aufbruch (einschließlich Schlaffragmentierung oder Aufwachen nach Schlafbeginn) bei einer Reihe von Populationen, von Säuglingen¹ bis zu älteren Erwachsenen, als zuverlässig erwiesen² . Sowohl PSG als auch Aktigraphie sind bevorzugte Methoden gegenüber Selbst-/Elternberichtsmaßnahmen. Selbst-/Elternberichtsmaßnahmen sind einfach zu verwalten und relativ kostengünstig, unterliegen jedoch auch Voreingenommenheit und Nichteinhaltung. Schließlich ist es erwähnenswert, dass diese Methoden in Kombination verwendet werden können, um die Stärken der einzelnen zu nutzen. Beispielsweise kann PSG mit Aktigraphie und/oder Selbst-/Elternbericht kombiniert werden, um sowohl die Schlafqualität über Nacht als auch die Überprüfung von Schlafmengen oder Schlaf-Wach-Zyklen, insbesondere über lange Dauern (z. B. Wochen oder Monate), zu erhalten.

Eine Funktion des Schlafes, die besonderes Interesse geweckt hat, ist die schlafabhängige Gedächtniskonsolidierung, die Verarbeitung von Erinnerungen, die sie stärker und weniger anfällig für^{Interferenzen}3 macht. Obwohl die Gedächtniskonsolidierung während des Aufwachens bei Kindern⁴ und Erwachsenen⁵stattfinden kann, gibt es wesentliche Beweise dafür, dass die Konsolidierung während des Schlafes verbessert wird. Frühere Forschungen haben Verhaltensbeispiele für die schlafabhängige Gedächtniskonsolidierung geliefert, indem Veränderungen der Speicherleistung nach einem Intervall von Schlaf (z. B. 20.00 bis 8.00 Uhr) mit Veränderungen nach einem äquivalenten Intervall verglichen wurden, das wach verbracht wurde (z. B. 8 bis 20 Uhr). Bei Erwachsenen, Erinnerungen sind geschützt⁶ oder sogar verbessert⁷ nach einem Intervall des Schlafes, während Erinnerungen in der Regel über ein gleichwertiges Intervall der Wache zerfallen. Es wurden Kontrollen verwendet, die Leistungsänderungen von zirkadianen Einflüssen^8,9,10trennen. Zum Beispiel werden ähnliche Vorteile des Schlafes beobachtet, wenn die Leistung über ein Mittagsschläfchen mit einer gleichwertigen Wachzeit am Mittag⁹verglichen wird.

Obwohl Schlaf einst gedacht wurde, um einen passiven Prozess zu reflektieren, einfach Schutz erinnerungen vor Verfall oder Interferenzen, moderne Theorien deuten darauf hin, Schlaf spielt eine aktivere Rolle und fördert tatsächlich das Gedächtnis durch Reaktivierungen^{11,12 ,13}. Unterstützung dafür kommt von beobachteten Korrelationen zwischen Verhaltensmessungen der Gedächtniskonsolidierung über Schlaf (Änderung der Gedächtnisabruf nach dem Schlafenden im Vergleich zu vor dem Schlaf) und bestimmten Aspekten der Schlafphysiologie. Bei vielen deklarativen Speicheraufgaben ist die Speicherkonsolidierung mit Aspekten des Nicht-REM-Schlafs verbunden, insbesondere mit Messungen von SWS oder Schlafspindeln in nREM2 und SWS. Wenn die Rolle des Schlafes ein passiver Schutz vor Interferenzen wäre, wäre eine solche Korrelation nicht zu erwarten; eher eine Korrelation zwischen der Schlafzeit (unabhängig vom Schlafstadium) und der Leistung wäre zu erwarten, da mehr Zeit im Schlaf mehr Schutz vor Interferenzen bieten würde¹⁴.

Zusätzliche Unterstützung für die aktive Rolle von SWS bei der Speicherkonsolidierung zeigt sich in Studien zur gezielten Speicherreaktivierung. In diesen Studien wird ein Gedächtnis im Kontext eines Wahrnehmungshinweises erlernt, z. B. ein Geruch, und der Rückruf des Gedächtnisses ist nach dem Schlaf größer, wenn der Cue während des Schlafes wieder präsentiert wird, insbesondere SWS¹⁵. Obwohl der zugrunde liegende Mechanismus debattiert wird^16,17, eine prominente Theorie, Systemkonsolidierungstheorie, behauptet, dass Erinnerungen im Hippocampus kodiert werden im Kortex durch Hippocampus-neokortikalen Dialog stabilisiert. Insbesondere kortikale langsame Wellen und Schlafspindeln, die in Verbindung mit Hippocampus-Wellen im Zusammenhang mit Derspeicherreaktivierung auftreten, unterstützen die Speicherübertragung³.

Die Rolle des Schlafes bei der Gedächtniskonsolidierung während der Entwicklung ist weniger klar. Die frühe Kindheit ist eine Zeit von besonderem Interesse, da Kinder beginnen, von einem biphasischen (bestehend aus einem Mittagsschlaf und einem Schlafanfall über Nacht) zu einem monophasischen Schlafmuster überzusteigen. Jüngste Forschungen deuten darauf hin, dass dieser Übergang die Reifung des Gehirns widerspiegeln kann¹⁸. Dieses Argument stimmt mit empirischen Daten überein, die Entwicklungsveränderungen im Nachtschlaf (d. h. Topographie der langsamen Wellenaktivität) zeigen, die der kortikalen Reifung¹⁹.

Obwohl es mehrere Verhaltensdemonstrationen der schlafabhängigen Konsolidierung über Nacht bei Kindern^20,21 und Säuglingen²²gibt, sind Die Forschung entolischen Grundlagen der Gedächtniskonsolidierung mit Mittagsschlaf gerade erst untersucht werden. In bahnbrechenden Arbeiten zur Untersuchung der Rolle von Mittagsschlaf bei Vorschulkindern wurden Nickerchen gezeigt, um Erinnerungen an kürzlich erlernte Informationen zu schützen, während das Gedächtnis reduziert wurde (um 12 %) wenn Kinder während des Nickerchenintervalls wach blieben²³. Dieser "Schnappschuss" war am größten bei Kindern, die gewohnheitsmäßig (d. h. 5 oder mehr Mal pro Woche gemessen mit Aktigraphie) unabhängig von ihrem Alter. Durch die Aufzeichnung von PSG während des Nickerchens wurde festgestellt, dass die Änderung der Speicherleistung während der Nickerchen-Periode speziell mit der Schlafspindeldichte (die Anzahl der Schlafspindeln pro Minute nREM) in Verbindung gebracht wurde, was darauf hindeutet, dass die Qualität des Nickerchens (nicht die Quantität) ein entscheidender Faktor bei der Förderung der Speicheraufbewahrung (siehe Abschnitt "Repräsentative Ergebnisse").

Diese Studie unterstreicht die Bedeutung von PSG bei der Erforschung der Beziehungen zwischen Schlaf und Gedächtnis während der Entwicklung. Es weist darauf hin, wie wichtig es ist, Schlafmakro- (Schlafstadien) und Mikrostrukturen (Qualitäten dieser Stufen wie Frequenzen und das Vorhandensein von Spindeln) Strukturen während der Nickerchen zur Speicherkonsolidierung zu charakterisieren. Es unterstreicht auch die Bedeutung der Bewertung von Schlafrhythmen (die Kinder als gewöhnliche oder nicht gewöhnliche Napper charakterisieren). Obwohl unsere Arbeit die Funktion von Nickerchen im visuospatialen Lernen (und in jüngerer Zeit emotionale²⁴ und prozedurale²⁵ Lernen) charakterisiert hat, bleiben viele Fragen. So wird es beispielsweise wichtig sein, andere deklarative Speicheraufgaben zu untersuchen, um die Verallgemeinerbarkeit dieser Ergebnisse zu bewerten und Aufgaben zu bewerten, die in Vorschulklassen verwendet werden, um bestimmte Parameter (z. B. Höhe des Nickerchens im Vergleich zum Lernen) für ökologisch gültige Aufgaben. Zusätzliche Arbeit ist auch erforderlich, um zu verstehen, wann die Aktivierung für die Speicherkonsolidierung ausreicht. Unser Ziel ist es daher, den Prozess der Schlafmessung und schlafabhängigen Gedächtniskonsolidierung bei Kindern zu entmystifizieren. Wir geben praktische Tipps für die Untersuchung des Nutzens eines Nachmittags-Naplaus auf deklaratives Gedächtnis bei typischerweise entwickelnden Vorschulkindern (ca. 3 bis 4 Jahre alt) mit einer computergestützten visuospatial Memory-Aufgabe sowie Methoden zur Beurteilung der Unzeitnahzeit mit Aktigraphie, Elternbericht und Nickerchenphysiologie mit PSG. Obwohl diese Methoden für Kinder im Vorschulalter entwickelt wurden, die mit unterschiedlicher Häufigkeit ein Nickerchen machen, konnten diese Methoden an jede Altersgruppe angepasst werden.

Protokoll

Vor Beginn der Forschungsverfahren sollte die schriftliche Zustimmung des Elternteils eingeholt und die mündliche Zustimmung des Kindes für alle Studienverfahren eingeholt werden.

HINWEIS: Siehe Abbildung 2 für eine Übersicht der Verfahren.

Abbildung 2: Übersicht des Protokolls. Jedes Quadrat stellt einen Tag dar. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

1. Nap Promotion Bedingung

1. Stellen Sie sicher, dass die Bedingung für die Nickerchen-Promotion mit der Aktivierungsbedingung für die Teilnehmer ausgeglichen wird, wie unten erläutert.
2. Planen Sie die Bedingung für die Förderung des Nickerchens, um etwa eine Stunde vor dem typischen Nickerchen des Kindes zu beginnen, um Zeit für die Anwendung von PSG zu haben und die Visuospatial Memory-Aufgabe durchzuführen. Stellen Sie sicher, dass die Zeit zwischen sofortigem und verzögertem Rückruf zwischen den Bedingungen für die Aktivierungsförderung und die Teilnahme an Nickerchen gleich ist.
3. Erläutern Sie den Kindern und Eltern anhand altersgerechter Materialien die Verfahren für diese Sitzung.
   HINWEIS: Zu den altersgerechten Materialien gehören Geschichtenbücher oder kurze Videos eines anderen Kindes, das denselben Verfahren unterzogen wird.
4. Stellen Sie Polysomnographie-Geräte auf (siehe Abschnitt 3).
5. Führen Sie die Codierung und die sofortige Speicherbewertung für die Visuospatial Memory-Aufgabe durch (siehe Abschnitt 4).
6. Lassen Sie das Kind die Toilette benutzen und dann die typische Pre-Nap-Routine des Kindes initiieren.
   1. Erlauben Sie dem Elternteil/Betreuer, das Kind so einzuschlafen, wie es normalerweise der Meinung ist. Stören Sie so wenig wie möglich, weil die meisten Kinder schneller einschlafen, wenn sie mit ihrer normalen Routine versorgt werden.
   2. Lassen Sie das Kind ein Nickerchen unter Verwendung seiner typischen Nickerchen-Position.
   3. Verwenden Sie Nickerchen-Promotion-Techniken, aber nur, wenn nötig, da diese sich im Haus als weniger erfolgreich erwiesen haben, wenn sie zu weit von der normalen Routine des Kindes abweichen.
      HINWEIS: Nap Promotion Techniken umfassen die Verwendung einer gewichteten Decke, reiben den Rücken des Teilnehmers, wickeln das Kind in eine Decke (ähnlich wie Wickeln), progressive Muskelentspannung, und spielen beruhigende Musik.
7. Stellen Sie sicher, dass die Zeit, die das Kind im Zustand der Nickerchen-Promotion schläft, mit der Zeit übereinstimmt, die sie im Zustand der Aktivierung des Weckers spielen.
   HINWEIS: Wenn die Bedingung für die Förderung des Nickerchens zuerst ist, erlauben Sie dem Kind, auf natürliche Weise aufzuwachen, und verwenden Sie diese Dauer, um die Dauer der Wache-Sitzung festzulegen. Wenn die Aktivierungs-Promotion-Bedingung zuerst ist, verwenden Sie diese Dauer, um die Länge des Nickerchens zu bestimmen. Wenn das Nickerchen diese Zeit überschreitet, wecken Sie das Kind so natürlich wie möglich, indem Sie die Tür öffnen, außerhalb des Schlafzimmers herumlaufen und nach und nach lauter sprechen.
8. Führen Sie die verzögerte Rückrufbewertung für die visuospatial Memory-Aufgabe durch, ca. 15 x 30 min, nachdem das Kind aufwacht, um Schlafträgheit zu vermeiden.
9. Sammeln Sie die untergeordnete und experimentierende Bewertung für Visual Sleepiness Scale (VSS)²⁶ und Visual Mood Scale (VMS)²⁷.
10. Entfernen Sie PSG-Elektroden.

2. Wake-Promotion-Bedingung

1. Stellen Sie sicher, dass die Aktivierungs-Promotion-Bedingung mit der oben beschriebenen Nap-Promotion-Bedingung ausgeglichen wird.
2. Planen Sie die Bedingung für die Aktivierungsaktion, um etwa eine Stunde vor dem typischen Nickerchen des Kindes zu beginnen, um die Tageszeit über die Bedingungen hinweg gleichzusetzen. Stellen Sie sicher, dass die Zeit zwischen sofortigem und verzögertem Rückruf ungefähr der gleichen zeit zwischen den Bedingungen für die Aktivierungsförderung und die Nickerchen-Promotion ist.
3. Erläutern Sie den Kindern und Eltern anhand altersgerechter Materialien die Verfahren für diese Sitzung.
4. Wenden Sie PSG-Elektroden (siehe Abschnitt 3) an, um die Bedingungen für die Aktivierung und das Nickerchen gleichzusetzen.
   HINWEIS: Obwohl Schlaf nicht erwartet wird, entspricht dies Bedingungen und kann verwendet werden, um das Fehlen von Schlaf im Zweifelsfall zu überprüfen.
5. Führen Sie die Codierung und die sofortige Speicherbewertung für die Visuospatial Memory-Aufgabe durch (siehe Abschnitt 4).
6. Lassen Sie das Kind die Toilette benutzen und dann zu dem Ort wechseln, an dem es normalerweise ein Nickerchen macht.
   1. Lassen Sie das Kind nicht ein Nickerchen, sondern lassen Sie das Kind ruhig mit nicht-stimulierenden Spielzeug enden, am selben Ort wie ihr typisches Nickerchen.
      HINWEIS: Zu den akzeptablen nicht stimulierenden Spielzeugen gehören kleine sensorimotorische Spielzeuge wie Wachsstäbchen und altersgerechte, ineinandergreifende Kunststoffsteine.
   2. Lassen Sie das Kind für seine typische Nickerchenlänge spielen oder für die Zeit, die es während der Nickerchen-Promotion-Bedingung geschlafen hat (weitere Informationen finden Sie in Schritt 1.7).
   3. Zeichnen Sie ungewöhnliche Aktivitäten auf, wie z. B. sprechen, den Raum verlassen und mit Spielzeug spielen, das nicht zur Verfügung gestellt wird.
7. Stellen Sie sicher, dass die Zeit, die das Kind im Zustand der Nickerchen-Promotion schläft, mit der Zeit übereinstimmt, die sie im Zustand der Aktivierung des Weckers spielen.
8. Führen Sie die verzögerte Rückrufbewertung für die visuospatial Memory-Aufgabe durch, ca. 15 bis 30 min, nachdem das Kind mit dem Spielen fertig ist, um die Verzögerungszeit zwischen den Bedingungen ähnlich zu halten.
9. Sammeln Sie die Kinder- und Experimentierbewertung für VSS²⁶ und VMS²⁷.
10. Entfernen Sie PSG-Elektroden.

3. Polysomnographie (PSG)

1. vorbereitung
   1. Erleichtern Sie PSG ElektrodenAnwendung, indem Sie das Kind in eine ruhige Aktivität wie das Lesen eines Buches, spielen mit Playdough, essen einen Snack, wenn sie hungrig sind, oder einen kurzen Film zu sehen.
      HINWEIS: Wenn ein Film verwendet wird, stellen Sie sicher, dass der Film altersgerecht ist, aber nicht Ruderung beim Kind hervorruft (z. B. beliebte kinderfreundliche Animationsfilme oder Shows).
   2. Die Erreichbarkeit eines Elternteils oder Erziehungsberechtigten ist nicht erforderlich. Für schüchterne und zaghafte Kinder stellen Sie jedoch sicher, dass vertrauenswürdige Betreuer zur Verfügung stehen.
      HINWEIS: Für eine kleine Anzahl von Kindern können Eltern und Erziehungsberechtigte ablenkend sein, anstatt hilfreich zu sein. Wenn dies der Fall ist, fragen Sie den Elternteil, ob er bereit wäre, aus den Augen des Kindes herauszutreten.
2. Sammeln Sie Kopfmessungen.
   1. Verwenden Sie ein flexibles Bandmaß und einen Porzellanmarker, um Positionen für die nachfolgende Elektrodenanwendung zu markieren.
   2. Messen Sie den Abstand von der Inion zur Nasion und setzen Sie eine Markierung auf halbem Weg. Messen Sie den Abstand von der präauricularen Kerbe in einem Ohr zur präauricularen Kerbe im anderen Ohr und setzen Sie eine weitere Markierung auf halbem Weg. Der Schnittpunkt dieser beiden Markierungen ist der "Referenzpunkt" (CZ).
   3. Messen Sie 10% der Inionen- bis Nasionsentfernung vom Inion. Messen Sie dann 10% der präauricularen Kerbe zu präauricularkerKernmessung von diesem Punkt auf beiden Seiten. Machen Sie zwei Markierungen, eine auf jeder Seite (O3 und O4).
   4. Messen Sie 20% der präauricularen Kerbe bis zur präauricularen Kerbemessung vom Referenzpunkt auf beiden Seiten des Kopfes. Machen Sie zwei Markierungen, eine auf jeder Seite (C3 und C4).
   5. Messen Sie 20 % des Inionsabstandes zum Bezugspunkt. Messen Sie dann 20% der präauricularen Kerbe zu präauricularkerKernmessung von diesem Punkt auf beiden Seiten. Machen Sie zwei Markierungen, eine auf jeder Seite (F3 und F4).
3. Bereiten Sie eine Elektrode nach der anderen für die Platzierung vor.
   1. Reinigen Sie jeden Elektrodenstandort mit einem Alkoholtupfer. Peeling mit einem leicht abrasiven Gel und entfernen Sie dann alle Restreinigungsmittel.
   2. Füllen Sie jede Elektrode mit Elektrodencreme.
      1. Für Elektroden, die dort platziert werden, wo das Haar vorhanden ist, einen zusätzlichen Tropfen Elektrodencreme auf ein Gazequadrat auftragen und auf die Rückseite der Elektrode legen.
      2. Für Elektroden, die auf dem Gesicht platziert werden, verwenden Sie medizinisches Klebeband, um die Elektrode an der Haut zu befestigen.
4. Legen Sie eine Elektrode an jedem entsprechenden EEG-, EOG- und EMG-Standort.
   1. Legen Sie eine Elektrode an jeder markierten Stelle auf der Kopfhaut (CZ, O3, O4, C3, C4, F3 und F4).
   2. Legen Sie eine Elektrode auf jedem Mastoid (kleiner knöcherner Prozess hinter dem Ohr) und eine in der Mitte der Stirn.
   3. Platzieren Sie eine EOG-Elektrode neben jedem Auge. Platzieren Sie eine dieser Elektroden etwas besser als die Außenseite des rechten Auges (ROC) und eine nach außen und etwas schlechter als das linke Auge (als LOC bezeichnet).
   4. Legen Sie zwei EMG-Elektroden um den Kinnbereich. Legen Sie eine Elektrode auf die rechte Wange direkt über der Lächelnlinie. Platzieren Sie die andere auf der linken Seite direkt über der Stelle, an der das Kinn auf den Hals trifft, neben der Speiseröhre. Finden Sie den zweiten Ort, indem Sie den Teilnehmer das Wort "Milch" laut sagen lassen, während Sie das Gefühl für den Ort haben, an dem Muskelkontraktionen im Nacken und Kinn maximal sind.
5. Schließen Sie Elektroden an das Aufnahmegerät an und initiieren Sie die Aufnahme.
6. Aufnahme von Impedanzwerten für alle Elektroden. Stellen Sie sicher, dass alle Elektroden den Impedanztest bestehen.
   HINWEIS: Einige Geräte notieren möglicherweise einen "Pass" oder "Fail", während andere Geräte numerische Werte angeben. In letzterem sind Impedanzen unter 25 k' akzeptabel. Wenn eine Impedanz ausfällt oder zu hoch ist, entfernen und ersetzen Sie die Batterien. Wenn dies das Problem nicht ändert, wenden Sie diese Elektrode erneut an.
7. Entfernen Sie nach Abschluss jeder Kondition die PSG-Elektroden.
   1. Bei Elektroden, die im Haar aufgetragen werden, die Position der Elektrode mit einem Wasserspray einweichen. Lassen Sie das Spray für etwa eine Minute sitzen und dann die Elektrode entfernen.
      HINWEIS: Entwirrung Haarspray ist sehr effektiv für den Zweck der Entfernung von Haarelektroden.
   2. Für Elektroden, die mit Klebeband aufgetragen werden, typischerweise auf dem Gesicht und Mastoiden, verwenden Sie ein Wattestäbchen mit Babyöl, das darauf aufgetragen wird, um das Band zu sättigen. Wenn das Band vollständig mit Babyöl bedeckt ist, ziehen Sie das Band vorsichtig aus den Ecken nach oben.

4. Visuospatial Speicheraufgabe

1. Verabreichen Sie neun an uns erinnernde Reize, die in einer 3 x 3 Matrix angeordnet sind, an Kinder unter 44 Monaten. Verabreichen Sie die 12 zu erinnernden Reize, die in einer 3 x 4 Matrix angeordnet sind, an Kinder ab 44 Monaten.
   HINWEIS: Wenn ein Kind, das der 12-Elemente-Matrix zugewiesen ist, zu herausgefordert ist, kann die 9-Elemente-Matrix verwendet werden. Ebenso kann die 12-Elemente-Matrix verwendet werden, um Deckeneffekte zu vermeiden, wenn es offensichtlich ist, dass die 9-Elemente-Matrix zu einfach ist. Dies ist gerechtfertigt, weil die Genauigkeit innerhalb des Subjekts von der Variablen des Interesses und nicht von Rohwerten ist. Stimuli sind typischerweise cartoonartige Bilder von gängigen Bildern (z.B. Bär, Auto, Schere), die in einer Matrix angeordnet und auf einem Laptop-Bildschirm präsentiert werden. Es gibt zwei Sätze von Reizen. Dadurch kann die Aufgabe über die beiden Bedingungen (d. h. Nickerchen versus Wake-Promotion) ausgeglichen werden, sodass Kinder unter beiden Bedingungen nicht die gleichen Bilder erhalten.
2. Verwalten Sie die Aufgabe in drei Phasen: Codierung, sofortiger Rückruf und verzögerter Rückruf. Für jede Phase kann das Kind jede Frage in seinem eigenen Tempo beantworten.
   HINWEIS: Typische Dauern sind: 6 min für die Codierungsphase, 2 min für die sofortige Rückrufphase und 2 min für die verzögerte Rückrufphase.
   1. Weisen Sie das Kind in der Codierungsphase an, jedes Bild anhand des Namens zu identifizieren, und weisen Sie das Kind an, sich den Speicherort jedes Elements im Raster zu merken. Nach der Codierung werden die Karten durch "leere" Bilder ersetzt, und das Kind muss dann die Position jedes Bildes lokalisieren, bis es einen Codierungswert von 75 % erreicht.
      ANMERKUNG: Auf der Grundlage von Studien bei jungen Erwachsenen^28,29,30 wurde ein Schwellenwert von 75 % gewählt, der einen Punkt widerspiegelt, an dem das Lernen eindeutig erreicht ist, aber nicht an der Obergrenze.
      1. Während dieses Blocks erhalten die Teilnehmer nach jeder Antwort visuelles Feedback von der Aufgabe. Nachdem das Kind eine Bildposition ausgewählt hat, zeigen Sie das zugehörige Bild an, um das Kind darüber zu informieren, ob dies die richtige oder falsche Position war.
      2. Geben Sie mündliches Feedback zur Leistung, um das Kind zu motivieren, aber stellen Sie sicher, dass die Menge der Rückmeldungen über beide Bedingungen hinweg konsistent ist. Wenn es dem Kind gelingt, ein Bild zu finden, verwenden Sie eine Sprache wie "Toller Job, Sie haben diese!" Wenn ein Kind nicht in der Sprache versagt, die die Anstrengungdeskraft des Kindes hervorhebt (z. B. "Whoops! Nicht ganz, aber gut versuchen! Mal sehen, ob Sie die nächste bekommen können.").
      3. Geben Sie Kindern, die der 12-Elemente-Matrix zugewiesen sind, die nach 4 Runden die Codierung nicht übergeben kann, die Möglichkeit, sich zu dehnen, springende Buben zu machen und sich für ca. 5 min zu bewegen. Wenn das Kind nach weiteren 2 Runden immer noch keine Codierung übergeben kann, starten Sie die Codierung mit der 9-Elemente-Matrix neu.
      4. Geben Sie der 9-Elemente-Matrix zugewiesene Untergeordneteelemente an, die in der ersten Runde eine Codierungspunktzahl von 100 % erhalten, mit der Codierungsaufgabe für die 12-Elemente-Matrix. Wenn sie nicht alle erforderlichen Schritte durchlaufen, um zur 9-Elemente-Matrix zurückzukehren, verwenden Sie die 12-Elemente-Matrix für die folgenden beiden Phasen.
   2. Präsentieren Sie während der sofortigen Rückrufphase die Bilder nacheinander erneut und bitten Sie das Kind, sich an den entsprechenden Ort zu erinnern. Geben Sie keine visuelle oder verbale Rückmeldung, und untersuchen Sie jedes Element nur einmal. Geben Sie jedoch Feedback zu den Anstrengungen (d. h. "Gute Arbeit, die Sie nach besten Kräften tun").
   3. Führen Sie die verzögerte Rückrufphase unmittelbar nach dem Wach- oder Schlafzustand durch.
      HINWEIS: Diese Phase ist identisch mit der sofortigen Rückrufphase.
      1. Manchmal werden Kinder während der verzögerten Rückrufphase nervös. Wenn dies geschieht, verleiten Sie das Kind, die Aufgabe mit einem Preis abzuschließen oder indem Sie mehr Zeit anbieten, um ihren Film während der PSG-Entfernung zu sehen. Während dieser Zeit erlauben Sie dem Kind nicht, mit Spielzeug zu spielen oder andere Aufgaben zu übernehmen, bis die Speicheraufgabe abgeschlossen ist.

Abbildung 3: Beispiele für Bildschirmanzeigen während der Visuospatial Memory-Aufgabe. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

5. Aktigraphie

1. Programmieren Sie die Aktivitätsuhr.
   HINWEIS: Die Aktivitätsuhr wird bei 32 Hz mit einer Empfindlichkeit von <0,01 gabgetastet. Aktivität wird in 15-s-Epochen gespeichert.
2. Geben Sie jedem Teilnehmer eine vorprogrammierte Aktivitätsuhr und Anweisungen. Sagen Sie dem Elternteil, dass die Uhr immer getragen werden sollte. Markieren Sie, dass es wasserdicht ist, so dass es keinen Grund gibt, das Gerät zu entfernen.
   1. Weisen Sie das Kind an, die Uhr kontinuierlich an der nicht-dominanten Hand zu tragen.
   2. Weisen Sie die Eltern an, die Taste auf der Seite des Zifferblatts jedes Mal zu drücken, wenn ihr Kind versucht zu schlafen, und dann wieder, wenn sie aufwachen.
      HINWEIS: Dadurch wird eine Ereignismarkierung in den Daten generiert, die bei der Scoring-Aktigraphie hilft.
3. Stellen Sie dem Elternteil ein Schlaftagebuch (ähnlich einem Protokoll oder einer Kalkulationstabelle) zur Verfügung, auf dem er Schlafzeiten aufzeichnen und die Entfernung beobachten kann.
   HINWEIS: Dies hilft auch bei der Scoring-Aktigraphie.
   1. Bitten Sie die Eltern im Schlaftagebuch, ein vollständiges Protokoll des gesamten Schlafes für die Anzahl der Tage vorzulegen, an denen die Aktivitätsuhr getragen wird, einschließlich der Zeit, in der das Kind ins Bett geht und wenn das Kind aufwacht. Die Eltern sollten diese Informationen sowohl für Nickerchen als auch für den normalen Nachtschlaf bereitstellen. Bitten Sie außerdem das Elternteil, Informationen zu einem beliebigen Zeitpunkt anzugeben, zu dem die Uhr entfernt wird.

6. Datenanalyse

1. Visuospatial Memory-Aufgabe
   1. Berechnen Sie die Genauigkeit für jede Rückrufphase als Prozentsatz der abgerufenen Artikel.
   2. Berechnen Sie die Änderung des Rückrufs über die Nickerchen- und Wachintervalle wie folgt.
      1. Berechnen Sie die Änderung des_{Rückruf-Naps,} indem Sie die sofortige Rückrufgenauigkeit (vor dem Nickerchen) von der verzögerten Rückrufgenauigkeit (nach dem Nickerchen) subtrahieren.
      2. Berechnen Sie die Änderung der_{Rückruf-Aktivierung,} indem Sie die sofortige Rückrufgenauigkeit (vor dem Aufwachen) von der verzögerten Rückrufgenauigkeit (nach dem Wiedersehen) subtrahieren.
2. Psg
   1. Charakterisieren Sie Schlafstadien gemäß den Standardbewertungskriterien (z. B. Das AASM-Handbuch für die Bewertung von Schlaf und assoziierten Ereignissen v. 2.5).
   2. Erkennen Sie Schlafspindeln bei C3 mit spezieller Software, indem Sie Spindelein- und -offsets markieren.
   3. Überprüfen Sie Schlafstadien und Spindelein- und -offsets mit einem zweiten ausgebildeten Forscher. Für den Fall, dass die Scorings nicht übereinstimmen, haben ein dritter ausgebildeter Torschütze die Konsensentscheidung treffen.
   4. Analysieren Sie die Spindeldichte mit spezieller Software und einem internen MATLAB-Code basierend auf früheren Studien³¹. Kurz gesagt, Filtern Sie EEG-Daten von 0,5 bis 35 Hz. Berücksichtigen Sie die maximale Spannung zwischen dem identifizierten Spindelbeginn und versetzen Sie die Spitzenspindelamplitude. Verwenden Sie eine schnelle Fourier-Transformation jeder Spindel, um die Spitzenspektralfrequenz zwischen 9-15 Hz^24,32zu identifizieren.
3. Aktigraphie
   1. Score-Aktivitätsüberwachungsdaten mit spezieller Software nach standardisierten Protokollen²⁰.
      HINWEIS: Mehrere Tage und Nächte datenpflichtgebunden, um die Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten. Die Teilnehmer benötigen mindestens drei Tage und drei Nächte Aktigraphiedaten (Tage und Nächte müssen nicht aufeinander folgend sein); jedoch sind 5 Nächte vorzuziehen, insbesondere wenn diese Daten von primärem Interesse sind³³.
   2. Verwenden Sie Schlaftagebuchinformationen und Ereignismarkierungen (Tastendruck), um Schlafbeginn und -offset zu überprüfen.
      HINWEIS: Diese beiden Elemente müssen innerhalb von 20 min voneinander liegen, um den Anfang und das Ende eines Ruheintervalls zu erzielen.
      1. Wenn einem Teilnehmer Schlaftagebuchinformationen, Ereignismarkierungen oder Tagebuch- und Ereignismarkierungen fehlen, bestimmen Sie den Schlafbeginn und setzen Sie manuell³²: bestimmen Sie den Schlafbeginn durch die ersten drei Minuten Dauerschlaf ³³ und bestimmen Schlafausgleich durch die letzten fünf Minuten Dauerschlaf³⁴.

Ergebnisse

Anhand der hier beschriebenen Verfahren untersuchten Kurdziel und Kollegen²³ die schlafabhängige Gedächtniskonsolidierung bei Nickerchen bei Vorschulkindern. Die Ergebnisse zeigten, dass die Rückrufgenauigkeit der Kinder bei der visuospatialmemory-Aufgabe nach einem Nickerchen besser war als ihre Rückrufgenauigkeit nach einer ähnlichen Periode, in der sie wach blieben (d. h. einen "Nap-Vorteil", Abbildung 4). Darüber hinaus, diejenigen, die den Vor...

Diskussion

In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie die schlafabhängige Konsolidierung des deklarativen Gedächtnisses während der Nickerchen in der frühen Kindheit untersuchen. Zu den Methoden gehören die Verhaltensbeurteilung des Gedächtnisses über Nickerchen und Wachbedingungen, Aktigraphie und Elternbericht zur Beurteilung von Schlafzyklen und PSG zur Bewertung der Schlafarchitektur. Diese einzigartige Kombination ist entscheidend für die Beurteilung des Gedächtnisses, die Charakterisierung von Schlafzyklen und die Untersuchu...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Actiwatch Spectrum Plus Starter Kit	Philips Respironics	1109516	beinhaltet: Actiwatch Spectrum Plus Gerät, Actiware Softwarelizenz und manuelle
Actiware-Software	Philips Respironics	1114828	Möglicherweise sind Alternativen verfügbar.
Brain Analyzer	Brain Products	BV-BP-170-1000	Alternativen können verfügbar sein.
Dell Latitude 5580 Laptop	Dell	X5580T [210-AKJR]	Laptop zum Ausführen von MatLab, Actiware und RemLogic sowie zum Speichern/Hochladen von Daten
EC2 creme	Grass	12643	Mögliche Alternativen sind Ten20 Paste und Lic2 electrid creme
Embla REMLogic Software	Natus Medical Inc.	21475	Möglicherweise sind Alternativen verfügbar.
Embletta MPR PG Sys - XR - US	Natus Medical Inc.	12077	Embletta System für PSG-Aufnahmen
Embletta MPR ST + Proxy Kit	Natus Medical Inc.	12696	Befestigung an Embletta zur Aufzeichnung von PSG-Sensoren
Nuprep Reinigungslösung	Natus Medical Inc.	12643	Möglicherweise stehen Alternativen zur Verfügung.
Schlafzubehör Starter Kit für Embletta MPR ST/ST + Proxy	Natus Medical Inc.	12643	Startset zum Schlafen mit Guaze, EC2-Creme, NuPrep-Reinigungslösung, Wattestäbchen und mehr.