Waiting
Procesando inicio de sesión ...

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

Neuroscience

שילוב התנהגות ו- EEG כדי לחקור את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי

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

כאן אנו מציגים פרוטוקול לשילוב אימון מדיטציית מיינדפולנס, מטלת זיכרון אפיזודית ו- EEG להבנת ההשפעות ההתנהגותיות והעצביות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי.

Abstract

למרות שלאחרונה התעניינו באופן שבו מדיטציית מיינדפולנס יכולה להשפיע על זיכרון אפיזודי, כמו גם על מבנה ותפקוד המוח, אף מחקר לא בחן את ההשפעות ההתנהגותיות והעצביות של מדיטציית מיינדפולנס על הזיכרון האפיזודי. כאן אנו מציגים פרוטוקול המשלב אימון מדיטציית מיינדפולנס, מטלת זיכרון אפיזודית, ו- EEG כדי לבחון כיצד מדיטציית מיינדפולנס משנה את הביצועים ההתנהגותיים ואת המתאמים העצביים של הזיכרון האפיזודי. נבדקים בקבוצת ניסוי של מדיטציית מיינדפולנס הושוו לקבוצת ביקורת של רשימת המתנה. הנבדקים בקבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס בילו ארבעה שבועות באימון ותרגול מדיטציית מיינדפולנס. מיינדפולנס נמדד לפני ואחרי האימון באמצעות שאלון המיינדפולנס של חמשת ההיבטים (FFMQ). זיכרון אפיזודי נמדד לפני ואחרי אימון באמצעות מטלת זיהוי מקור. במהלך שלב השליפה של משימת זיהוי המקור, נרשם EEG. התוצאות הראו כי מיינדפולנס, ביצועים התנהגותיים של זיהוי מקורות וכוח תטא EEG בערוצים הקודקודיים הקדמיים הימניים והשמאליים עלו לאחר אימון מדיטציית מיינדפולנס. בנוסף, עליות במיינדפולנס מתואמות עם עלייה בכוח התטא בערוצים הקדמיים הימניים. לכן, תוצאות המתקבלות משילוב של אימון מדיטציית מיינדפולנס, מטלת זיכרון אפיזודי ו- EEG חושפות את ההשפעות ההתנהגותיות והעצביות של מדיטציית מיינדפולנס על הזיכרון האפיזודי.

Introduction

לאחרונה יש עניין במדיטציית מיינדפולנס לטיפול בסימפטומים של מחלות נפש ולהגברת הקוגניציה, אך עדיין יש מחקר רב שיש לעשות כדי להבין את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על התפקוד הקוגניטיבי. מחקרים קודמים הראו כי מדיטציית מיינדפולנס יכולה להפחית תסמינים של מתח, דיכאון, הפרעת חרדה כללית, התמכרויות, הפרעת קשב וריכוז והפרעות כאב 1,2,3,4,5,6,7,8,9, כמו גם להגביר את הקשב והתפקוד הניהולי 2,3,4 ,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16.

למרות העניין בהשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על הקוגניציה, מעט מחקר נעשה על ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי17. בהתחשב בתרומה של תשומת לב ותפקוד ניהולי לקידוד אפיזודי ושליפה, מדיטציית מיינדפולנס צריכה גם להגביר את הזיכרון האפיזודי. כמה מחקרים התנהגותיים שנערכו לאחרונה הראו כי אימון מיינדפולנס מגביר את זיכרון הזיכרון18,19 ואת ההיזכרות החופשית20.

בנוסף להשפעות התנהגותיות של מדיטציית מיינדפולנס על הקוגניציה, מחקרים קודמים בחנו את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על המוח. מדיטציית מיינדפולנס הוכחה כמשנה הן את המבנה והן את התפקוד של המוח. חשוב לציין כי מדיטציית מיינדפולנס הוכחה כמשנה את מבנה המוח ותפקודו ברשתות הקשורות לזיכרון אפיזודי21,22,23; באופן ספציפי הגדלת נפח החומר האפור ופעילותו בקליפת המוח הקדם-מצחית 1,24,25,26,27,28,29,30,31,32 ובהיפוקמפוס25,27,28,33,34,35 ,36,37 כמו גם הגדלת תטא (4\u20128 הרץ) כוח וקוהרנטיות 1,36,38,39,40,41,42,43,44,45.

לכן, מחקרים קודמים בחנו בנפרד את ההשפעות ההתנהגותיות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי 17,18,19,20 ואת ההשפעות העצביות של מדיטציית מיינדפולנס1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 . על מנת להבין את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על הזיכרון האפיזודי והמתאמים העצביים שלו חשוב למדוד הן התנהגות והן פעילות מוחית במהלך זיכרון אפיזודי. שיטה אחת לחקר המתאמים העצביים של זיכרון אפיזודי היא עם אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG). כאן נתאר שיטה לשילוב אימון מדיטציית מיינדפולנס עם מטלת זיכרון אפיזודי תוך כדי מדידת EEG. על ידי שילוב של אימון במדיטציית מיינדפולנס עם מדדים התנהגותיים ועצביים של זיכרון אפיזודי אנו יכולים להבין טוב יותר את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על התפקוד הקוגניטיבי.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי מועצת הביקורת המוסדית של מכללת בודואן, בהתאם להנחיות הפדרליות להגנה על נבדקים אנושיים.

1. גיוס הנושא והכנתו לניסוי

  1. גייסו 40 נבדקים בני 18-29 שהם נאיביים למדיטציה, ימניים, דוברי אנגלית שוטפת, עם ראייה תקינה או מתוקנת לנורמלית, ללא מצבים נוירולוגיים.
    הערה: חקר ילדים צעירים יותר ומבוגרים יותר ידרוש מחקר נפרד ספציפי לגיל. התפתחות האונות המצחיות והקודקודיות חשובה לביצוע מטלת הזיכרון האפיזודי. ויש שונות ב-EEG על פני גיל. חקר ילדים צעירים ומבוגרים יותר דורש משימות קוגניטיביות ספציפיות לגיל ופרוטוקולי רישום EEG וניתוח נתונים מיוחדים שאינם מתאימים לפרוטוקול הנוכחי. גייסו רק נבדקים ימניים כדי להפחית את השונות בפעילות ה-EEG.
  2. הקצה באופן אקראי 40 נבדקים לקבוצת ביקורת של מדיטציית מיינדפולנס או לרשימת המתנה עבור 20 נבדקים בסך הכל בכל קבוצה.
  3. תזמן את המפגשים הניסיוניים ואת אימוני מדיטציית המיינדפולנס כך שהעיכוב בין לפני האימון לאימונים שלאחר האימון יהיה שווה לקבוצות הניסוי של מדיטציית המיינדפולנס ולרשימת ההמתנה (ראו איור 1 לתיאור חזותי של המפגשים).

Figure 1
איור 1: תיאור חזותי של המפגשים. הנבדקים מילאו את שאלון המיינדפולנס של חמשת ההיבטים (FFMQ)46 וביצעו את מטלת הזיכרון האפיזודי בזמן ש-EEG נרשם במהלך הניסויים לפני האימון ואחריו. הנבדקים הוקצו באופן אקראי להתאמן במדיטציית מיינדפולנס במשך ארבעה שבועות או להישאר ברשימת המתנה כדי להתאמן במדיטציית מיינדפולנס. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

  1. ליידע את הנבדקים על הנהלים המעורבים בבדיקות ההתנהגותיות, על רישום ה- EEG ועל אימון מדיטציית המיינדפולנס. יש לוודא שהנבדקים נמנעים מלתרגל מדיטציה מחוץ לאלה שנערכו לצורך המחקר.

2. שאלון תשומת לב

  1. עבור כל מפגש ניסיוני, בקשו מהנבדקים למלא את שאלון המיינדפולנס של חמשת ההיבטים (FFMQ)46 (ראו קובץ משלים 1).
  2. לנתח את נתוני המיינדפולנס.
    1. מדוד את תשומת הלב של כל נבדק על-ידי חישוב הציונים עבור FFMQ Total וכן על-ידי הצבת סולמות של צפייה, תיאור, מודעות, אי-שיפוט ולא תגובתי על-ידי סיכום הציונים עבור כל תת-סולם (שים לב שעבור פריטים מסוימים יש להפוך את הניקוד (כלומר, לשנות 1 ל-5, 2 ל-4, 4 ל-2 ו-5 ל-1) בהתאם להוראות ב-FFMQ46 (ראה הוראות ניקוד בקובץ משלים 1).
    2. השווה את ציוני FFMQ Total של הנבדקים, כמו גם את ציוני ההתבוננות, התיאור, המודעות, אי-השיפוט והלא-תגובתי עבור קבוצת הביקורת של מדיטציית מיינדפולנס ורשימת המתנה במפגשים ניסיוניים לפני ואחרי אימון.

3. משימת זיכרון אפיזודי

  1. הכינו רשימה של 800 שמות תואר השווים לתדירות המילים על פי נורמות47 המילים של קוצ'רה ופרנסיס (ראו קובץ משלים 2).
  2. עבור כל מפגש ניסיוני, בקשו מהנבדקים לתרגל את שלב הקידוד על ידי הצגת 10 מילים וביצוע מטלת הקידוד כמתואר להלן.
  3. עבור כל מפגש ניסיוני, בקשו מהנבדקים לבצע את שלב הקידוד.
    1. בקשו מהנבדקים ללמוד רשימה של 200 שמות תואר וליצור תמונה מנטלית של סצנה מרחבית המתוארת על ידי שם התואר (מטלת מקום) או לחשוב על משמעות המילה ולדרג את הנעימות שלה (משימה נעימה).
    2. לאחר הצגת כל מילה, בקשו מהנבדקים לדרג את מידת הביצועים שלהם במשימת הקידוד (ראו איור 2 לתיאור חזותי של הליך הקידוד).
  4. עבור כל מפגש ניסיוני, בקשו מהנבדקים לתרגל את שלב אחזור המקור על ידי הצגת 10 המילים שהוצגו בתרגול הקידוד וחמש מילים חדשות, ולבצע את משימת אחזור המקור כמתואר להלן.
  5. עבור כל מפגש ניסיוני, בקשו מהנבדקים לבצע את שלב אחזור המקור תוך כדי הקלטת EEG.
    1. הצג את 200 המילים שהוצגו בקידוד באופן אקראי משולבות עם 200 מילים חדשות. שלח חותמות זמן המתאימות לכל תנאי התנהגותי להקלטת EEG. יש להציג את המילים ב -20 בלוקים כדי לתת לנבדקים הפסקות מנוחה לנוח את עיניהם.
    2. במהלך ההצגה של כל מילה, בקשו מהנבדקים לציין אם המילה חדשה או אם הם זיהו אותה כמי שנחקרת בשלב הקידוד. עבור מילים מזוהות, בקשו מהנבדקים לציין את המקור, אם המילה נחקרה במטלת המקום או במטלה הנעימה (ראו איור 2 לתיאור חזותי של הליך אחזור המקור).
      הערה: ניתן לתכנן את משימת הזיכרון האפיזודי באמצעות כל תוכנה המיועדת למחקר התנהגותי כגון EPrime שיכולה לשלוח חותמות זמן להקלטת EEG באמצעות אירועי משימה (ראה טבלת חומרים). מדריכים וניסויים לדוגמה זמינים באינטרנט (למשל, https://pstnet.com,https://step.talkbank.org 48).

Figure 2
איור 2: תיאור חזותי של הפרדיגמה הניסויית. במהלך מטלת הזיכרון האפיזודי, הנבדקים למדו שמות תואר ודמיינו סצנה (מטלת מקום) או שפטו את הנעימות שלה (משימה נעימה). במהלך שלב שליפת המקור החליטו הנבדקים איזו משימה תבוצע עם כל מילה ("משימת מקום ישן" או "משימה נעימה ישנה") או "חדשה". נתון זה שונה מ- Nyhus et al.60. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

  1. סמן כל ניסוי בהתבסס על המצב ההתנהגותי ותגובת הנבדק (ראו איור 3 ואיור 4) ונתח את הנתונים ההתנהגותיים של הזיכרון האפיזודי.
    1. מדידת יכולתם של נבדקים לזכור מידע על מקורות על-ידי חישוב אפליית פריטים (פריט ד', ראו איור 3):
      Z(שיעור פגיעה) – Z (שיעור אזעקת שווא)
    2. מדוד את יכולתם של נבדקים לזכור מידע מקור על-ידי חישוב אפליית מקורות (מקור ד', ראו איור 4).
      Z(שיעור מקור נכון) – Z(שיעור מקור שגוי)
    3. השווה את הפריט והמקור של הנבדקים (פריט ומקור ד') עבור קבוצת הביקורת של מדיטציית המיינדפולנס ורשימת ההמתנה במפגשים ניסיוניים לפני האימון ואחריו.

Figure 3
איור 3: קטגוריות נתונים הכלולות במדידת זיכרון מילים. הניסויים סומנו על סמך המצב ההתנהגותי ותגובת הנבדק ושימשו לחישוב אפליה בפריטים (פריט ד'). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

Figure 4
איור 4: קטגוריות נתונים הכלולות במדידת זיכרון המקור. הניסויים סומנו על סמך המצב ההתנהגותי ותגובת הנבדק ושימשו לחישוב אפליית המקור (מקור ד'). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

4. הקלטה וניתוח EEG

  1. הגדר את מכסה ה-EEG (ראה טבלת חומרים).
    הערה: ערכת לימוד בנושא הגבלת EEG ומידע שימושי אחר זמינים באמצעות משאבים מקוונים (לדוגמה,https://pursue.richmond.edu 49).
    1. מדוד את ראשו של הנבדק והנח את כל האלקטרודות על מכסה ה- EEG בגודל הנכון בהתאם למערכת הבינלאומית המורחבת 10-20.
    2. נקו את מצחו של הנבדק בעזרת מגבון אלכוהול.
    3. יש למרוח את מכסה ה-EEG על ראשו של הנבדק על ידי הפרדת שיערו ולאחר מכן החדרת ג'ל מוליך עם מזרק Luer-lock עם מחט קהה.
    4. באמצעות תוכנת הקלטת EEG, לחץ על עכבות וודא שהן נמצאות מתחת לרמת ההתנגדות המומלצת על ידי מערכת ה- EEG הספציפית שנבחרה לשימוש על ידי החוקרים.
    5. בקשו מהנבדק להישאר דומם ככל האפשר במהלך הניסוי. הראה לנושא את אות ה- EEG כאשר הם דוממים וכאשר הם ממצמצים או גורמים ללסת או לתנועת פנים.
  2. רשום את ה- EEG.
    1. הגדר את מגבר ה- EEG באמצעות תוכנת ההקלטה EEG על ידי לחיצה על ערוך סביבת עבודה והגדר לרכישת אות עם מסנן פס פס של .1\u2012100 Hz וקצב דגימה של 500 הרץ לכל הנושאים.
    2. התחל את הקלטת ה- EEG.
    3. התחל את שלב אחזור המקור וודא שחותמות הזמן ממשימת אחזור המקור מופיעות בהקלטת ה- EEG.
  3. לאחר שהנבדק השלים את משימת אחזור המקור, נקה את מכסה ה- EEG והאלקטרודות עם מים שעברו דה-יוניזציה וחומר חיטוי.
  4. לעבד ולנתח את נתוני ה- EEG.
    1. מעבר גבוה מסנן את הנתונים ב- 1 הרץ ומעבר נמוך מסנן את הנתונים ב- 100 הרץ.
    2. זהה ואינטרפולציה של ערוצים פגומים באמצעות ערוצים50 שמסביב.
    3. חזור על הנתונים להפניה ממוצעת51.
    4. פלח את הנתונים ביחס לתחילת כל חותמת זמן ממשימת אחזור המקור והפחת תקופת בסיס טרום גירוי.
    5. זהה והסר ממצאים בנתוני EEG, כגון מצמוץ עיניים וממצאים של תנועות עיניים. זהה ודחה ניסויים עם ממצאים גדולים (תנודות מתח של מעל 1,000 μV או נתונים 5 סטיות תקן מעבר לנורמה). בנה מחדש את ה-EEG לאחר הפעלת ניתוח רכיבים עצמאי (ICA)52 וזיהוי והסרה של רכיבי רעש53.
    6. המירו את נתוני ה-EEG לתחום תדרי הזמן על פני 100 תדרים לוגים מרווחים מ-3 הרץ ל-125 הרץ באמצעות טרנספורמציית גל מורלט, כאשר הגל גדל מ-3 מחזורים ב-3 הרץ ל-25 מחזורים ב-125 הרץ.
    7. השווה את עוצמת התטא ביחס לבסיס טרום הגירוי בקבוצות הניסוי של מדיטציית המיינדפולנס וברשימת ההמתנה על פני מפגשים ניסיוניים לפני האימון ואחרי האימון בערוצים הקודקודיים הקדמיים והשמאליים הימניים המראים השפעות במהלך שליפת המקור54,55,56,57. כל הניתוחים צריכים לשלוט בהשוואות מרובות.
      הערה: ניתן לעבד ולנתח את נתוני ה- EEG באמצעות תוכנה זמינה לציבור המיועדת לעיבוד אותות כגוןEEGLab 58. סדנאות הדרכה והדרכות של EEGLab זמינות דרך מרכז שוורץ למדעי המוח החישוביים (https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php).

5. אימון מדיטציית תשומת לב

  1. שכרו מדריך מדיטציית מיינדפולנס שהוכשר בטכניקת הפחתת מתח מבוססת מיינדפולנס (MBSR)59.
    הערה: מדריכים שהוכשרו בטכניקת MBSR ניתן למצוא באינטרנט (למשל https://www.brown.edu/public-health/mindfulness/programs/mbsr-teacher-recognition).
  2. בקשו מ-20 הנבדקים בקבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס להיפגש כקבוצה למשך שעה אחת בכל שבוע למשך ארבעה שבועות עם המדריך למדיטציית מיינדפולנס.
    הערה: קורס MBSR הסטנדרטי הוא שמונה שבועות וכולל מודעות לנשימה, מדיטציית ישיבה, יוגה וטכניקות הרפיה. אימון מדיטציית מיינדפולנס צריך לכלול היבטים של קורס MBSR סטנדרטי כגון מודעות לנשימה ומדיטציה בישיבה (ראה קובץ משלים 3). פרקטיקות אלה, המתייחסות למיקוד תשומת הלב והתפקוד הניהולי, צפויות לתרום לזיכרון אפיזודי.
  3. בקשו מהנבדקים לתרגל מדיטציית מיינדפולנס במשך 20 דקות לפחות בכל יום באמצעות הקלטת מדיטציית מודעות לנשימה מודרכת המסופקת על ידי המדריך למדיטציית מיינדפולנס.
  4. עקוב אחר תרגול מדיטציית מיינדפולנס יומי על-ידי כך שתשאל את הנבדקים כמה דקות הם תרגלו מדיטציית מיינדפולנס, מה הם עשו במהלך המדיטציה שלהם וכיצד התרגול התנהל עבורם באמצעות סקרים יומיים שנשלחו בדוא"ל (ראו טבלת חומרים).
    הערה: חוקרים צריכים לשקול להחריג נבדקים שאינם מבלים זמן ניכר בתרגול מדיטציית מיינדפולנס.
  5. קבעו את הפגישה הניסיונית שלאחר האימון בהקדם האפשרי לאחר סיום אימון מדיטציית המיינדפולנס.
    הערה: חוקרים צריכים לשקול להחריג נבדקים שאינם מסוגלים להשלים את האימון הניסיוני שלאחר האימון זמן קצר לאחר השלמת אימון מדיטציית המיינדפולנס. אנא צרו קשר עם מומחים במדעי המוח הקוגניטיביים המשתמשים בטכניקת EEG לניסויים אקראיים ומבוקרים לקבלת מידע נוסף.

Representative Results

תוצאות מייצגות מדווחות עבור 40 נבדקים נאיביים, ימניים ודוברי אנגלית שוטפת (10 נבדקים גברים ו-10 נשים בגילאי 18 עד 22 בקבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס ו-7 נבדקים גברים ו-13 נשים בגילאי 18 עד 22 בקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה). נתונים התנהגותיים ונתוני EEG נותחו באמצעות ניתוח מעורב של שונות (ANOVA) תוך השוואה בין קבוצות ניסוי של מדיטציית מיינדפולנס וקבוצות ביקורת של רשימת המתנה (ניסיונית, בקרה) לאורך זמן (לפני האימון, אחרי האימון). כל הבדיקות שלאחר ההוק תוקנו להשוואות מרובות.

שאלוני מיינדפולנס
ראשית, הניתוח העריך אם אימון מדיטציית המיינדפולנס היה מוצלח. הנבדקים בילו זמן ניכר בתרגול מדיטציית מיינדפולנס ומיינדפולנס שלהם עלה כפי שנמדד על ידי FFMQ. באופן ספציפי, הייתה אינטראקציה בין קבוצה לזמן עבור FFMQ Total (F(1,38) = 11.15, MSE = 67.67, p <. 01) ואינטראקציה שולית בין קבוצה לזמן עבור FFMQ Describe (F(1,38) = 3.35, MSE = 12.26, p = .08) ו- Nonjudge (F(1,38) = 3.87, MSE = 15.37, p = .06) סולמות. הציונים עלו מלפני האימון לפוסט-אימון עבור FFMQ Total (F(1,19) = 15.60, MSE = 63.34, p < .01), Describe (F(1,19) = 6.36, MSE = 8.44, p = .02), ו-Nonjudge (F(1,19) = 10.12, MSE = 8.60, p < .01) סולמות עבור קבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס, בעוד שקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה לא השתנתה (ראו טבלה 1).

ניסיוני לשלוט
טרום אימון לאחר האימון טרום אימון לאחר האימון
סך 128.13 (2.38) 138.07 (3.24) 123.59 (4.19) 121.25 (4.77)
להתבונן 26.98 (1.16) 28.70 (1.00) 23.83 (1.14) 23.70 (1.26)
לתאר 29.5 (1.36) 31.82 (.99) 27.10 (1.25) 26.55 (1.26)
מודעות 25.25 (1.06) 26.95 (1.12) 25.27 (.94) 24.05 (1.28)
לא שופט 24.65 (1.26) 27.60 (1.40) 27.50 (1.42) 27.00 (2.05)
Nonreacitve 21.75 (.99) 23.00 (1.08) 19.90 (1.09) 19.95 (1.16)

טבלה 1: נתוני שאלון מיינדפולנס של חמישה היבטים. FFMQ סה"כ וכן ציוני התבוננות, תיאור, מודעות, אי-שיפוט ולא-תגובתי עבור ניסוי מדיטציית המיינדפולנס וקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה לאימון המקדים בהשוואה למפגש הניסויי שלאחר האימון. מוצגים אמצעים עם שגיאות תקן בסוגריים. טבלה זו שונתה מ- Nyhus et al.60.

זיכרון אפיזודי
שנית, הניתוח בחן את ההשפעה של מדיטציית מיינדפולנס על הביצועים ההתנהגותיים של מטלת הזיכרון האפיזודי. תרגול מדיטציית מיינדפולנס הוביל לעלייה בזיכרון המקור כפי שנמדד על ידי אפליית מקור (מקור ד'). למרות שלא הייתה אינטראקציה בין קבוצה לזמן (F(1,38) = 1.16, MSE = .12, p = .29), השוואות זוגיות הראו כי אפליית המקורות עלתה מלפני האימון ועד לאחר האימון עבור קבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס (F(1,19)=10.53, MSE=.12, p<.01), אך לא קבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה (ראו טבלה 2).

ניסיוני לשלוט
תנאי טרום אימון לאחר האימון טרום אימון לאחר האימון
הכה מקם מקור נכון .66 (.02) .67 (.03) .71 (.03) .69 (.02)
נעימות מקור נכון .61 (.03) .72 (.03) .64 (.05) .74 (.03)
FA מקם מקור שגוי .34 (.02) .33 (.03) .29 (.03 .31 (.02)
נעימות מקור שגוי .39 (.03) .28 (.03) .36 (.05) .26 (.03)
מקור ד' .70 (.11) 1.06 (.12) 1.04 (.17) 1.23 (.14)
מקור ג -.06 (.05) .07 (.05) -.12 (.12) .10 (.07)

טבלה 2: מקור נתונים התנהגותיים. שיעור פגיעה, שיעור אזעקת שווא, אפליית מקור (מקור ד') והטיית תגובה (מקור ג') עבור ניסוי מדיטציית המיינדפולנס וקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה לאימון המקדים בהשוואה למפגש הניסויי שלאחר האימון. מוצגים אמצעים עם שגיאות תקן בסוגריים. טבלה זו שונתה מ- Nyhus et al.60.

תוצאות EEG
שלישית, ניתוח EEG בחן את ההשפעה של מדיטציית מיינדפולנס על מתאם עצבי של זיכרון אפיזודי. באופן ספציפי, כוח תטא נבדק בערוצים קודקודיים קדמיים ימניים ושמאליים בין 1000 ל 1500 אלפיות השנייה מכיוון שהשפעות אלה נמצאו במשימות שליפת מקורות מרובות54,55,56,57. עבור הערוצים הקודקודיים השמאליים, הקבוצה קיימה אינטראקציה עם הזמן (F(1,37) = 9.52, MSE = .92, p < .01). כוח התטא עלה מלפני האימון ועד לאחר האימון בקבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס (F(1,19) = 17.37, MSE = .23, p< .01), אך לא בקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה (ראו איור 5).

Figure 5
איור 5: ההשפעה של מדיטציית מיינדפולנס על כוח התטא. תטא פאוור לניסוי מדיטציית מיינדפולנס וקבוצת הביקורת של רשימת ההמתנה לאימון המקדים בהשוואה למפגש הניסויי שלאחר האימון. (A) ספקטרוגרמות של תדרי זמן על פני זמנים ותדרים בערוץ קדמי ימני. (B) ספקטרוגרמות של תדר זמן על פני זמנים ותדרים בערוץ קודקודי שמאלי. (C) תטא מפעילה בכל הערוצים בין 1000 ל-1500 אלפיות השנייה והבדלים בין קדם-אימון לפוסט-אימון. (C) שחור * מסמן ערוצים מנותחים באזורים הקודקודיים הקדמיים הימניים והשמאליים. סולם צבעים: שינוי בדציבלים מקו הבסיס וערך ה-p של טרום האימון להבדלים שלאחר האימון. נתון זה שונה מ- Nyhus et al.60. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

לבסוף, נבחן הקשר בין שינויים במיינדפולנס לבין שינויים בביצועים התנהגותיים של זיכרון אפיזודי לבין EEG בקבוצת הניסוי של מדיטציית מיינדפולנס. נמצא מתאם חיובי בין עליות ב-FFMQ תאר את הציונים מלפני האימון לפוסט-אימון לבין עליות בהספק התטא של EEG מלפני האימון לפוסט-אימון בערוצים הקדמיים הימניים (r = .72, n = 20, p < .01, דו-זנב, Bonferrroni מתוקן; ראה איור 6).

Figure 6
איור 6: מתאם בין שינויים ב-FFMQ ובהספק תטא. מתאם בין ההבדל הממוצע בעוצמת התטא בין לפני האימון ואחרי האימון עבור חבטות ודחיות נכונות בערוצים הקדמיים הימניים לבין ההבדל ב- FFMQ תאר את הציונים בין לפני האימון לאחריו. נתון זה שונה מ- Nyhus et al.60. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

קובץ משלים 1. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ משלים 2. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ משלים 3. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Discussion

הפרוטוקול הנוכחי סיפק את הראיות הראשונות לכך שמדיטציית מיינדפולנס יכולה להגביר את זיכרון המקור ואת תנודות התטא. על ידי שילוב של אימון במדיטציית מיינדפולנס עם אמצעים התנהגותיים ועצביים אנו מסוגלים להבין טוב יותר את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על הזיכרון האפיזודי והמתאמים העצביים שלו.

למרות שמחקרים קודמים בחנו בנפרד את ההשפעות ההתנהגותיות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי 17,18,19,20 ואת ההשפעות העצביות של מדיטציית מיינדפולנס 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 לאף מחקר אין התנהגות משולבת ו-EEG במהלך הזיכרון האפיזודי., בנוסף, מחקרים קודמים על מדיטציית מיינדפולנס חקרו לעתים קרובות מודטים מומחים 1,17,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,32,33,35, 36,37,38,39,40,41,43,44 ולכן מסתכן בהטיית בחירה עצמית. על ידי שימוש בעיצוב אורכי עם מדיטציית מיינדפולנס שהוקצו באופן אקראי וקבוצות ביקורת ברשימת ההמתנה הצלחנו לשלוט טוב יותר בהבדלים קבוצתיים. לבסוף, מחקרים קודמים על מדיטציית מיינדפולנס השתמשו לעתים קרובות בקורס MBSR המלא בן 8 השבועות, אך המחקר הנוכחי הראה השפעות משמעותיות עם 4 שבועות בלבד של אימון מדיטציית מיינדפולנס.

היו מספר שלבים מרכזיים ביישום מוצלח של שיטות אלה. ראשית, הקצאה אקראית לקבוצת הביקורת של מדיטציית מיינדפולנס או רשימת המתנה הייתה קריטית כדי להבטיח שהקבוצות יהיו שוות פחות או יותר. שנית, היה חשוב למקד את אימון מדיטציית המיינדפולנס בהיבטים של קורס MBSR הקשורים למיקוד תשומת הלב והתפקוד הניהולי (למשל, מודעות לנשימה), שכן אלה עשויים לתרום לזיכרון אפיזודי. שלישית, היה חשוב שהנבדקים יקדישו זמן ניכר לתרגול מדיטציית מיינדפולנס וידווחו במדויק על הזמן שהם בילו במדיטציה בכל יום. רביעית, היה חשוב להשוות את הזמן שבין לפני האימון למפגשים הניסיוניים שלאחר האימון בין קבוצות הניסוי של מדיטציית המיינדפולנס לבין קבוצות הביקורת של רשימת ההמתנה כדי לשלוט בתזמון ולתזמן את הפגישה הניסיונית שלאחר האימון בהקדם האפשרי לאחר אימון מדיטציית המיינדפולנס, כך שההשפעות של אימון מדיטציית מיינדפולנס לא התפוגגו לפני הבדיקה. חמישית, סביר להניח כי מדיטציית מיינדפולנס משפיעה על הזיכרון האפיזודי על ידי הגברת תשומת הלב והתפקוד הניהולי. לכן, היה חשוב להשתמש במטלת זיכרון אפיזודי הדורשת תפקוד ניהולי כגון זיכרון מקור. לבסוף, חשוב להשיג נתוני EEG באיכות גבוהה ללא ממצאים.

למרות שהיו יתרונות לשיטה זו על פני השיטות הקיימות, יש לציין כמה מגבלות. ההשפעה של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון המקור הייתה חלשה. זה יכול היה לנבוע משימוש בנבדקים שהיו צעירים בריאים עם ביצועי זיכרון טובים או מכמות הזמן המוגבלת שהנבדקים בילו בתרגול מדיטציית מיינדפולנס. אימון מדיטציית המיינדפולנס בן 4 השבועות היה קצר יותר מקורס MBSR הרגיל בן 8 השבועות, ובממוצע, הנבדקים לא דיווחו על השקעת 20 הדקות המלאות בתרגול מדיטציית מיינדפולנס בכל יום. בנוסף, לא הייתה קבוצת ביקורת פעילה, כך שלא ברור כיצד מדיטציית מיינדפולנס משתווה לטיפולים אחרים בחיזוק זיכרון המקור או תנודות תטא. לבסוף, שיטות ניתוח ה- EEG המשמשות כאן אינן מפרידות את התרומה של כוח תנודות מחזורי מכוח אפרודי 1/f שאינו מתנד אשר עשוי להשפיע על פרשנות התוצאות. לכן, מחקר עתידי צריך לשקול שימוש בנבדקים עם יכולת זיכרון חלשה יותר, יישום קורס MBSR מלא בן 8 שבועות, שימוש במצב בקרה פעיל, ושימוש בשיטות ניתוח שפותחו לאחרונה המפרידות בין פעילות מתנדת לפעילות 1/f שאינה מתנדת61.

לכן, השיטות הנוכחיות הצליחו לשלב התנהגות ו- EEG כדי לחקור את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי. מחקרים עתידיים צריכים להשתמש בשיטות אלה כדי להשוות מדיטציית מיינדפולנס עם טיפולים אחרים שהוכחו כמשפרים את הזיכרון האפיזודי ומשנים את המבנה והתפקוד של המוח. בנוסף, מחקר עתידי צריך לשלב התנהגות ומדדים עצביים כדי לבחון את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על היבטים אחרים של קוגניציה. על ידי שילוב מדדים התנהגותיים ועצביים והשוואת מדיטציית מיינדפולנס לטיפולים אלטרנטיביים נוכל לקבוע טוב יותר את הטיפולים המבטיחים ביותר לשיפור קוגניטיבי.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי המינהל במכללת בודוין ומלגת המחקר למדעי החיים של בודוין, פרס המחקר של הפקולטה והסטודנטים ע"ש פיטר ג'יי גרואה ומרי ג' אוקונל, ומלגת המחקר לסטודנטים משפחת קופה. אנו מודים לבנג'מין טיפטון על הובלת קורס מדיטציית מיינדפולנס ולהאנה ריס על העזרה בתכנון וניתוח ניסויים.

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

מדעי המוח גיליון 159 התנהגות מדיטציית מיינדפולנס זיכרון אפיזודי שליפת זיכרון EEG תנודות תטא
שילוב התנהגות ו- EEG כדי לחקור את ההשפעות של מדיטציית מיינדפולנס על זיכרון אפיזודי
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