Article de méthode

Mesure des mécanismes neuronaux sous-jacents à la consolidation de la mémoire dépendante du sommeil pendant les naps dans la petite enfance

DOI :

10.3791/60200

⸱

2 octobre 2019

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Psychology, University of Maryland, 2Department of Psychological and Brain Sciences, University of Massachusetts, 3Neuroscience and Behavior, University of Massachusetts

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

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

Ce protocole décrit les méthodes employées pour examiner les mécanismes neuronaux sous-jacents à la consolidation de mémoire sommeil-dépendante pendant des siestes dans la petite enfance. Il comprend des procédures pour examiner l'effet du sommeil sur les performances de la mémoire comportementale, ainsi que l'application et l'enregistrement de la polysomnographie et l'actigraphie.

Résumé

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

Le sommeil est essentiel au fonctionnement quotidien. Une fonction importante du sommeil est la consolidation des souvenirs, un processus qui les rend plus forts et moins vulnérables aux interférences. Les mécanismes neuronaux sous-jacents à l'avantage du sommeil pour la mémoire peuvent être étudiés à l'aide de la polysomnographie (PSG). PSG est une combinaison d'enregistrements physiologiques, y compris les signaux du cerveau (EEG), les yeux (EOG), et les muscles (EMG) qui sont utilisés pour classer les stades de sommeil. Dans ce protocole, nous décrivons comment le PSG peut être employé en conjonction avec des évaluations comportementales de mémoire, l'actigraphie, et le parent-rapport pour examiner la consolidation de mémoire sommeil-dépendante. L'accent de ce protocole est sur la petite enfance, une période d'importance que les enfants transition du sommeil biphasique (composé d'une sieste et le sommeil de nuit) au sommeil monophasique (sommeil de nuit seulement). Les effets du sommeil sur les performances de la mémoire sont mesurés à l'aide d'une évaluation de la mémoire visuospatiale à travers les périodes de sommeil et de repos éveillé. Une combinaison d'actigraphie et de rapport parent est utilisée pour évaluer les rythmes du sommeil (c.-à-d. caractériser les enfants comme des nappers habituels ou non habituels). Enfin, le PSG est utilisé pour caractériser les stades de sommeil et les qualités de ces stades (tels que les fréquences et la présence de fuseaux) pendant les siestes. L'avantage de l'utilisation de PSG est qu'il est le seul outil actuellement disponible pour évaluer la qualité du sommeil et l'architecture du sommeil, pointant vers l'état du cerveau pertinent qui soutient la consolidation de la mémoire. Les principales limites du PSG sont le temps qu'il faut pour préparer le montage d'enregistrement et que les enregistrements sont généralement repris sur un sommeil acheté. Ces limitations peuvent être surmontées en engageant les jeunes participants dans des tâches distrayantes pendant l'application et en combinant psg avec actigraphie et les mesures d'auto/rapport de parent pour caractériser des cycles de sommeil. Ensemble, cette combinaison unique de méthodes permet d'enquêter sur la façon dont les siestes soutiennent l'apprentissage chez les enfants d'âge préscolaire.

Introduction

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

Compte tenu de la prévalence du sommeil dans notre routine quotidienne, il est important de comprendre sa fonction. Les études avec cet objectif exigent une mesure précise du sommeil. La polysomnographie (PSG) est la mesure de l'étalon-or du sommeil. PSG permet une mesure objective et quantitative du sommeil à haute résolution temporelle et peut être utile à la fois pour la recherche et à des fins cliniques. Le PSG est une combinaison d'enregistrements physiologiques. Au minimum, un montage PSG comprend les mesures suivantes : électroencéphalographie (EEG), électrooculographie (EOG) et électromyographie (EMG). Ces mesures évaluent les potentiels électriques du cerveau, des yeux et des muscles respectivement, et permettent la classification des stades de sommeil (voir la figure 1). D'autres mesures, telles que l'électrocardiographie (ECG), la respiration et l'oxymétrie des impulsions peuvent être incluses pour identifier la présence de troubles du sommeil.

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Figure 1 : Exemple de placement d'électrodes et de description de l'activité enregistrée via le PSG. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Le PSG permet de caractériser le sommeil en quatre stades distincts du sommeil : le mouvement oculaire non rapide (non-REM) étape 1 (nREM1; 4-7 Hz), non-REM étape 2 (nREM2; 12-15 Hz), et non-REM étape 3 (plus communément connu sous le nom de sommeil à ondes lentes [SWS]; 0,5 à 4 Hz), et le mouvement rapide des yeux (REM) ) dormir. nREM1 marque l'début du sommeil, et est identifié sur la base de la tonalité musculaire réduite dans le recodage EMG et les oscillations mixtes d'amplitude EEG par rapport à l'alpha observé dans le sillage de repos. Suivent le nREM2, qui se distingue par la présence de fuseaux de sommeil (courtes rafales d'activité de fréquence sigma; 11-16 Hz) et de k-complexes (ondes lentes uniques qui se démarquent de l'activité environnante) dans l'EEG. SWS se caractérise par des oscillations distinctes d'EEG à haute amplitude à haute fréquence lente. Le sommeil paradoxal se caractérise par une activité cérébrale oscillatoire à faible amplitude rapide très semblable à celle observée pendant le sillage. Cependant, ce qui distingue le sommeil paradoxal du réveil, c'est qu'il est également caractérisé par des mouvements oculaires rapides phasiques (d'où le surnom REM) et l'atonie musculaire. Au cours d'un accès de sommeil, les stades du sommeil sont vécus cycliquement, à un rythme d'environ 90 min/cycle.

Le sommeil suit également le rythme circadien, avec des accès de sommeil se déroulant en cycles de 24 h. Le moment du sommeil et la cohérence peuvent influencer la fonction du sommeil et sont également importants à évaluer. Bien que le PSG soit nécessaire pour caractériser les stades de sommeil, il est long à appliquer et n'est donc pas idéal pour évaluer plusieurs épisodes de sommeil (par exemple, plusieurs nuits de sommeil, siestes et nuit de sommeil). Pour cela, l'actigraphie est bénéfique. Actigraphy utilise un accéléromètre tri-axial, généralement sur le poignet, pour estimer le sommeil en fonction de l'absence de mouvement. Bien que l'actigraphie ne puisse pas être utilisée pour caractériser les stades du sommeil, il a été démontré qu'elle est fiable pour détecter l'début du sommeil et le réveil (y compris la fragmentation du sommeil ou le réveil après le début du sommeil) dans une gamme de populations allant des nourrissons1 aux personnes âgées2. . Le PSG et l'actigraphie sont des méthodes préférées aux mesures d'auto-déclaration des parents. Les mesures d'autodéclaration et de déclaration des parents sont faciles à administrer et relativement peu coûteuses, mais elles sont également sujettes à des biais et à la non-conformité. Enfin, il convient de noter que ces méthodes peuvent être utilisées en combinaison pour capitaliser sur les forces de chacune. Par exemple, le PSG peut être combiné à l'actigraphie et/ou à l'auto-déclaration pour obtenir à la fois la qualité du sommeil pendant la nuit ainsi que la vérification des quantités de sommeil ou des cycles veille-sommeil, en particulier sur de longues durées (p. ex., semaines ou mois).

Une fonction du sommeil qui a suscité un intérêt particulier est la consolidation de la mémoire dépendante du sommeil, le traitement des souvenirs qui les laisse plus forts et moins vulnérables aux interférences3. Bien que la consolidation de mémoire puisse avoir lieu pendant le sillage chez les enfants4 et adultes5,il y a des preuves substantielles que la consolidation est augmentée pendant le sommeil. Des recherches antérieures ont fourni des exemples comportementaux de consolidation de la mémoire dépendante du sommeil en comparant les changements dans les performances de la mémoire à la suite d'un intervalle de sommeil (p. ex., de 20 h à 8 h) aux changements qui ont suivi un intervalle équivalent passé éveillé (p. ex., 8 h à 20 h). Chez les adultes, les souvenirs sont protégés6 ou mêmeamélioré7 après un intervalle de sommeil tandis que les souvenirs se désintègrent généralement sur un intervalle équivalent de sillage. Des contrôles ont été utilisés qui dissocient les changements de performance des influences circadiennes8,9,10. Par exemple, des bienfaits similaires du sommeil sont observés en comparant les performances au cours d'une sieste à la mi-journée à une période de veille équivalente à la mi-journée9.

Bien que le sommeil ait été autrefois pensé pour refléter un processus passif, protégeant simplement des mémoires contre la pourriture ou l'interférence, les théories modernes suggèrent que le sommeil joue un rôle plus actif et favorise réellement la mémoire par des réactivations11,12 ,13. Le soutien pour cela vient des corrélations observées entre les mesures comportementales de la consolidation de la mémoire sur le sommeil (changement de rappel de mémoire après le sommeil par rapport à avant le sommeil) et des aspects spécifiques de la physiologie du sommeil. Pour de nombreuses tâches de mémoire déclarative, la consolidation de la mémoire est associée à des aspects du sommeil non REM, en particulier des mesures de SWS ou fuseaux de sommeil trouvés dans nREM2 et SWS. Si le rôle du sommeil était la protection passive contre les interférences, on ne s'attendrait pas à une telle corrélation; plutôt une corrélation entre le temps endormi (indépendamment de l'étape de sommeil) et la performance serait prévu, comme plus de temps endormi fournirait plus de protection contre l'interférence14.

Un soutien supplémentaire pour le rôle actif de SWS dans la consolidation de la mémoire est évident dans les études de réactivation de la mémoire ciblée. Dans ces études, une mémoire est apprise dans le contexte d'un repère perceptuel, par exemple une odeur, et le rappel de la mémoire est plus grande après le sommeil si le signal est re-présenté pendant le sommeil, SWS en particulier15. Bien que le mécanisme sous-jacent est débattu16,17, une théorie proéminente, la théorie de consolidation des systèmes, soutient que les souvenirs codés dans l'hippocampe sont stabilisés dans le cortex si le dialogue hippocampal-néocortical. Plus précisément, les ondes lentes corticales et les fuseaux de sommeil, se produisant en conjonction avec les ondulations hippocampales associées à la réactivation de la mémoire, soutiennent le transfert de mémoire3.

Le rôle du sommeil dans la consolidation de la mémoire pendant le développement est moins clair. La petite enfance est une période d'intérêt particulier que les enfants commencent à passer d'une biphasique (composé d'une sieste à la mi-journée et un accès de sommeil de nuit) à un modèle de sommeil monophasique. Des recherches récentes suggèrent que cette transition peut refléter la maturation du cerveau18. Cet argument est compatible avec les données empiriques montrant des changements de développement dans le sommeil de nuit (c.-à-d., la topographie de l'activité lente d'onde) reflète celui de la maturation corticale19.

Bien qu'il existe plusieurs démonstrations comportementales de la consolidation sommeil-dépendante de nuit chez les enfants20,21 et les enfants en bas âge22, la recherche sur les fondements neuronaux de la consolidation de mémoire avec le sommeil de mi-journée sont commence à faire l'objet d'une enquête. Dans le travail novateur examinant le rôle des siestes à la mi-journée sur la mémoire chez les enfants d'âge préscolaire, les siestes ont été montrées pour protéger les souvenirs de l'information récemment apprise, tandis que la mémoire a été réduite (de 12%) lorsque les enfants sont restés éveillés pendant l'intervalle de sieste23. Cette « prestation de sieste » était plus importante chez les enfants qui dormaient habituellement (c.-à-d. 5 fois ou plus par semaine, selon l'actigraphie) quel que soit leur âge. En enregistrant le PSG pendant la sieste, le changement de performance de la mémoire tout au long de la période de sieste s'est avéré être spécifiquement associé à la densité de fuseau de sommeil (le nombre de fuseaux de sommeil par minute de nREM), suggérant la qualité de sieste (pas la quantité) a été un facteur critique dans promouvoir la rétention de la mémoire (voir la section des résultats représentatifs).

Cette étude souligne l'importance du PSG dans l'exploration des relations entre le sommeil et la mémoire pendant le développement. Il souligne l'importance de caractériser le sommeil macro- (étapes de sommeil) et micro- (qualités de ces étapes telles que les fréquences et la présence de fuseaux) structures pendant les siestes pour la consolidation de la mémoire. Il souligne également l'importance d'évaluer les rythmes du sommeil (caractérisant les enfants comme des nappers habituels ou non habituels). Bien que notre travail ait caractérisé la fonction des siestes dans l'apprentissage visuospatial (et plus récemment l'apprentissage émotionnel24 et procédural25), beaucoup de questions demeurent. Par exemple, il sera important d'examiner d'autres tâches de mémoire déclarative afin d'évaluer la généralisation de ces résultats et d'évaluer les tâches utilisées dans les salles de classe préscolaires pour comprendre des paramètres spécifiques (p. ex., la quantité d'avantages de sieste par rapport à l'apprentissage) pour tâches écologiquement valides. Des travaux supplémentaires seront également nécessaires pour comprendre quand le sillage est suffisant pour la consolidation de la mémoire. Ainsi, notre objectif est de démystifier le processus de mesure du sommeil et de la consolidation de la mémoire dépendante du sommeil chez les enfants. Nous fournissons des conseils pratiques pour examiner le bénéfice d'une sieste de l'après-midi sur la mémoire déclarative chez les enfants d'âge préscolaire en développement en général (environ 3 à 4 ans) en utilisant une tâche de mémoire visuospatiale informatisée ainsi que des méthodes pour évaluer l'accoutumance de sieste l'actigraphie, le rapport parent et la physiologie de la sieste à l'aide du PSG. Bien que ces méthodes aient été développées pour les enfants d'âge préscolaire qui font la sieste avec une fréquence variable, ces méthodes pourraient être adaptées à n'importe quel groupe d'âge.

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Protocole

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

Avant de commencer toute procédure de recherche, le consentement écrit doit être obtenu du parent et le consentement verbal doit être obtenu de l'enfant pour toutes les procédures d'étude.

REMARQUE : Voir la figure 2 pour un aperçu des procédures.

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Figure 2 : Aperçu du protocole. Chaque carré représente un jour. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

1. Condition de promotion Nap

  1. Assurez-vous que l'état de promotion de la sieste est contrebalancé par l'état de promotion du sillage entre les participants, comme nous l'avons vu ci-dessous.
  2. Planifiez la condition de promotion de sieste pour commencer environ une heure avant la période de sieste typique de l'enfant pour permettre le temps d'appliquer PSG et d'effectuer la tâche de mémoire visuospatiale. Assurez-vous que le délai entre le rappel immédiat et le rappel retardé est le même entre les conditions de promotion du sillage et de la sieste.
  3. Expliquez les procédures de cette séance aux enfants et aux parents à l'aide de matériel adapté à l'âge.
    REMARQUE : Les documents adaptés à l'âge comprennent des livres d'histoires ou de courtes vidéos d'un autre enfant subissant les mêmes procédures.
  4. Appliquer de l'équipement de polysomnographie (voir la section 3).
  5. Effectuer l'encodage et l'évaluation immédiate de la mémoire pour la tâche de mémoire visuospatiale (voir la section 4).
  6. Demandez à l'enfant d'utiliser les toilettes et d'initier la routine typique de l'enfant avant la sieste.
    1. Permettre au parent/soignant de dormir l'enfant comme il le ferait habituellement. Interfèrez le moins possible parce que la plupart des enfants s'endorment plus rapidement lorsqu'ils reçoivent leur routine normale.
    2. Permettre à l'enfant de faire la sieste en utilisant son emplacement de sieste typique.
    3. Utilisez des techniques de promotion de la sieste, mais seulement lorsque cela est nécessaire, car celles-ci se sont avérées moins efficaces à la maison si elles s'écartent trop loin de la routine normale de l'enfant.
      REMARQUE : Les techniques de promotion de Nap comprennent l'utilisation d'une couverture pondérée, le frottement du dos du participant, l'enveloppement de l'enfant dans une couverture (semblable à l'emmaillotage), la relaxation musculaire progressive et le jeu de musique apaisante.
  7. Assurez-vous que le temps pendant lequel l'enfant dort dans l'état de promotion de sieste correspond à la quantité de temps qu'ils jouent dans l'état de promotion de sillage.
    REMARQUE : Si l'état de promotion de la sieste est le premier, permettez à l'enfant de se réveiller naturellement et utilisez cette durée pour définir la durée de la séance éveillée. Si l'état de promotion du sillage est le premier, utilisez cette durée pour déterminer la durée de la sieste. Si la sieste dépasse ce temps, réveillez l'enfant aussi naturellement que possible en ouvrant la porte, en se promenant à l'extérieur de la chambre à coucher et en parlant graduellement plus fort.
  8. Effectuer l'évaluation retardée du rappel pour la tâche de mémoire visuospatiale, environ 15 à 30 min après le réveil de l'enfant afin d'éviter l'inertie du sommeil.
  9. Recueillir la cote enfant et expérimentateur pour l'échelle de somnolence visuelle (VSS)26 et visual Mood Scale (VMS)27.
  10. Retirez les électrodes du PSG.

2. État de promotion de réveil

  1. Assurez-vous que l'état de promotion de sillage est contrebalancé par l'état de promotion de sieste discuté ci-dessus.
  2. Planifiez la condition de promotion du réveil pour commencer environ une heure avant la période de sieste typique de l'enfant afin d'assimiler l'heure de la journée entre les conditions. Assurez-vous que le délai entre le rappel immédiat et le rappel retardé est d'environ la même chose entre les conditions de promotion du sillage et de la sieste.
  3. Expliquez les procédures de cette séance aux enfants et aux parents à l'aide de matériel adapté à l'âge.
  4. Appliquer des électrodes PSG (voir la section 3) afin d'assimiler les conditions de promotion du sillage et de la sieste.
    REMARQUE : Bien que le sommeil ne soit pas prévu, cela équivaut à des conditions et peut être utilisé pour vérifier l'absence de sommeil en cas de doute.
  5. Effectuer l'encodage et l'évaluation immédiate de la mémoire pour la tâche de mémoire visuospatiale (voir la section 4).
  6. Demandez à l'enfant d'utiliser les toilettes et ensuite procéder à l'endroit où ils font habituellement la sieste.
    1. Ne laissez pas l'enfant faire la sieste, au lieu de cela, demandez à l'enfant de jouer tranquillement avec des jouets non stimulants au même endroit que leur sieste typique.
      REMARQUE : Les jouets non stimulants acceptables comprennent les petits jouets sensorimoteurs tels que les bâtonnets de cire et les briques en plastique qui conviennent à l'âge.
    2. Demandez à l'enfant de jouer pour sa durée de sieste typique ou pour le temps qu'il a dormi pendant l'état de promotion de la sieste (voir l'étape 1.7 pour plus d'informations).
    3. Enregistrez toute activité inhabituelle comme parler, quitter la pièce et jouer avec des jouets qui ne sont pas fournis.
  7. Assurez-vous que le temps pendant lequel l'enfant dort dans l'état de promotion de sieste correspond à la quantité de temps qu'ils jouent dans l'état de promotion de sillage.
  8. Effectuer l'évaluation retardée du rappel pour la tâche de mémoire visuospatiale, environ 15 à 30 min après que l'enfant a fini de jouer afin de garder le temps de retard similaire entre les conditions.
  9. Recueillir la cote enfant et expérimentateur pour VSS26 et VMS27.
  10. Retirez les électrodes du PSG.

3. Polysomnographie (PSG)

  1. préparation
    1. Faciliter l'application d'électrodes PSG en faisant s'engager dans une activité tranquille comme lire un livre, jouer avec de la pâte à modeler, manger une collation s'ils ont faim, ou regarder un court métrage.
      REMARQUE : Si un film est utilisé, assurez-vous que le film est adapté à l'âge, mais qu'il n'suscite pas d'agitation chez l'enfant (p. ex., des films d'animation ou des spectacles populaires adaptés aux enfants).
    2. L'accessibilité à un parent ou tuteur n'est pas requise. Cependant, pour les enfants timides et timides, assurez-vous que des aidants naturels de confiance sont disponibles.
      REMARQUE : Pour un petit nombre d'enfants, les parents et les tuteurs peuvent être distrayants au lieu d'être utiles. Si tel est le cas, demandez au parent s'il serait prêt à sortir de la vue de l'enfant.
  2. Recueillir des mesures de la tête.
    1. Utilisez une mesure flexible de bande et un marqueur de porcelaine pour marquer des emplacements pour l'application suivante d'électrode.
    2. Mesurez la distance entre l'inion et la nasion et placez une marque à mi-chemin. Mesurez la distance de l'encoche préauriculaire dans une oreille à l'encoche préauriculaire dans l'autre oreille et placez une autre marque à mi-chemin. L'intersection de ces deux marques est le point de référence (CZ).
    3. Mesurer 10% de la distance d'inion à la nasion jusqu'à l'inion. Ensuite, mesurez 10% de l'encoche préauriculaire à la mesure préauriculaire d'entaille de ce point de chaque côté. Faire deux marques, une de chaque côté (O3 et O4).
    4. Mesurez 20 % de l'encoche préauriculaire à la mesure préauriculaire de l'entaille du point de référence de chaque côté de la tête. Faire deux marques, une de chaque côté (C3 et C4).
    5. Mesurez 20 % de la distance d'inion à la nasion à partir du point de référence. Ensuite, mesurez 20% de l'encoche préauriculaire à la mesure préauriculaire d'entaille de ce point de chaque côté. Faire deux marques, une de chaque côté (F3 et F4).
  3. Préparer une électrode à la fois pour le placement.
    1. Nettoyez chaque emplacement d'électrode à l'aide d'un écouvillon d'alcool. Exfoliez à l'aide d'un gel légèrement abrasif, puis retirez tout matériau de nettoyage résiduel.
    2. Remplir chaque électrode à l'aide de crème d'électrode.
      1. Pour les électrodes placées là où les cheveux sont présents, appliquez une goutte supplémentaire de crème d'électrode sur un carré de gaze et placez-la sur le dos de l'électrode.
      2. Pour les électrodes placées sur le visage, utilisez du ruban adhésif médical pour adhérer à l'électrode de la peau.
  4. Placez une électrode sur chaque emplacement EEG, EOG et EMG correspondant.
    1. Placez une électrode sur chaque emplacement marqué sur le cuir chevelu (CZ, O3, O4, C3, C4, F3 et F4).
    2. Placez une électrode sur chaque mastoïde (petit processus osseux derrière l'oreille) et une au centre du front.
    3. Placez une électrode EOG à côté de chaque œil. Placez une de ces électrodes légèrement supérieure à l'extérieur de l'œil droit (appelée ROC) et une à l'extérieur et légèrement inférieure à l'œil gauche (appelée LOC).
    4. Placez deux électrodes EMG autour de la zone du menton. Placez une électrode sur la joue droite juste au-dessus de la ligne de sourire. Placez l'autre sur le côté gauche juste au-dessus de l'endroit où le menton rencontre le cou, à côté de l'œsophage. Trouvez le deuxième emplacement en demandant au participant de dire le mot « lait » à haute voix tout en se sentant à l'endroit où les contractions musculaires dans le cou et le menton sont maximales.
  5. Fixez des électrodes au dispositif d'enregistrement et lancez l'enregistrement.
  6. Enregistrez des lectures d'impédance pour toutes les électrodes. Assurez-vous que toutes les électrodes passent le test d'impédance.
    REMARQUE : Certains appareils peuvent noter un « Pass » ou un « échec », tandis que d'autres peuvent donner des valeurs numériques. Dans ce dernier cas, les impédances de moins de 25 k ' sont acceptables. Si une impédance échoue ou est trop élevée, retirez et remplacez les piles. Si cela ne modifie pas le problème, réappliquez cette électrode.
  7. A l'achèvement de chaque condition, retirez les électrodes du PSG.
    1. Pour les électrodes appliquées dans les cheveux, trempez l'emplacement de l'électrode à l'aide d'un vaporisateur à base d'eau. Laisser reposer le spray pendant environ une minute, puis retirer l'électrode.
      REMARQUE : Le spray pour cheveux est très efficace dans le but d'enlever les électrodes capillaires.
    2. Pour les électrodes appliquées avec du ruban adhésif, généralement sur le visage et les mastoïdes, utilisez un tampon de coton avec de l'huile pour bébé appliquée sur elle pour saturer le ruban. Lorsque la bande est complètement recouverte d'huile pour bébé, tirez doucement le ruban vers le haut des coins.

4. Tâche de mémoire visuospatiale

  1. Administrer neuf stimuli à retenir disposés dans une matrice de 3 x 3 aux enfants de moins de 44 mois. Administrer les 12 stimuli à retenir disposés dans une matrice de 3 x 4 aux enfants de plus de 44 mois.
    REMARQUE : Si un enfant affecté à la matrice de 12 points est trop contesté, la matrice de 9 points peut être utilisée. De même, s'il est évident que la matrice de 9 points est trop facile, la matrice de 12 points peut être utilisée pour éviter les effets de plafond. Cela est justifié parce que l'exactitude à l'intérieur du sujet est de la variable d'intérêt et non des scores bruts. Les stimuli sont généralement des images de dessins animés d'images courantes (p. ex., ours, voiture, ciseaux) disposées en matrice et présentées sur un écran d'ordinateur portable. Il y a deux ensembles de stimuli. Cela permet de contrebalancer la tâche dans les deux conditions (c.-à-d. la promotion de la sieste par rapport à la promotion du réveil) afin que les enfants ne reçoivent pas les mêmes photos dans les deux conditions.
  2. Administrer la tâche en trois phases : codage, rappel immédiat et rappel retardé. Pour chaque phase, permettre à l'enfant de répondre à chaque question à son propre rythme.
    REMARQUE : Les durées typiques sont : 6 min pour la phase d'encodage, 2 min pour la phase de rappel immédiat et 2 min pour la phase de rappel retardée.
    1. Dans la phase d'encodage, dirigez l'enfant pour identifier chaque image par nom, puis demandez à l'enfant de se rappeler son emplacement de chaque élément sur la grille. Après l'encodage, les cartes sont remplacées par des images « vierges » et l'enfant doit alors localiser la position de chaque image jusqu'à ce qu'elles atteignent un score d'encodage de 75 %.
      REMARQUE : Un seuil de 75 % a été choisi sur la base d'études menées chez de jeunes adultes de28,29,30 et reflète un point où l'apprentissage est clairement atteint, mais pas au plafond.
      1. Pendant ce bloc, les participants reçoivent des commentaires visuels de la tâche après chaque réponse. Après que l'enfant a choisi un emplacement d'image, révélez l'image associée, informant l'enfant si c'était l'emplacement correct ou incorrect.
      2. Fournir une rétroaction verbale sur le rendement pour motiver l'enfant, mais assurez-vous que la quantité de rétroaction est cohérente dans les deux conditions. Lorsque l'enfant réussit à localiser une image utiliser un langage comme "Super travail, vous avez celui-là!" Lorsqu'un enfant échoue, utilisez un langage qui met en évidence l'effort de l'enfant (p. ex., « Whoops! Pas tout à fait, mais bon essayer! Voyons si vous pouvez obtenir le prochain.").
      3. Fournir aux enfants qui sont affectés à la matrice de 12 points qui ne peuvent pas passer l'encodage après 4 tours avec une occasion de s'étirer, faire des prises de saut, et se déplacer pendant environ 5 min. Si l'enfant ne peut toujours pas passer le codage après 2 tours supplémentaires, redémarrez le codage avec la matrice de 9 éléments.
      4. Fournir aux enfants affectés à la matrice de 9 points qui reçoivent un score de codage de 100% au premier tour avec la tâche d'encodage de la matrice de 12 points. S'ils ne passent pas par toutes les étapes nécessaires pour revenir à la matrice de 9 points, utilisez la matrice de 12 points pour les deux phases suivantes.
    2. Pendant la phase de rappel immédiat, présentez à nouveau les images, une à la fois, et demandez à l'enfant de se rappeler l'emplacement correspondant. Ne fournissez pas de rétroaction visuelle ou verbale, et ne sondez chaque élément qu'une seule fois. Cependant, fournissez des commentaires sur l'effort (c.-à-d., « Bon travail donnant votre meilleur effort »).
    3. Effectuer la phase de rappel retardée immédiatement après le réveil ou l'état du sommeil.
      REMARQUE : Cette phase est identique à la phase de rappel immédiat.
      1. Parfois, les enfants deviennent difficiles pendant la phase de rappel retardée. Si cela se produit, inciter l'enfant à terminer la tâche avec un prix ou en offrant plus de temps pour regarder leur film pendant la suppression du PSG. Pendant ce temps ne permettent pas à l'enfant de jouer avec des jouets ou de s'engager dans d'autres tâches jusqu'à ce que la tâche de mémoire soit terminée.

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Figure 3 : Exemples d'affichages d'écran pendant la tâche de mémoire visuospatiale. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

5. Actigraphie

  1. Programmez la veille d'activité.
    REMARQUE: La montre d'activité est échantillonnée à 32 Hz, avec une sensibilité de 'lt;0.01 g. L'activité est stockée dans des époques de 15 s.
  2. Fournir à chaque participant une veille d'activité préprogrammée et des instructions. Dites au parent que la montre doit toujours être portée. Soulignez qu'il est imperméable à l'eau de sorte qu'il n'y a aucune raison de retirer l'appareil.
    1. Demandez à l'enfant de porter la montre sur sa main non dominante en permanence.
    2. Demandez au parent d'appuyer sur le bouton sur le côté de la montre à chaque fois que son enfant tente de dormir, puis de nouveau lorsqu'il se réveille.
      REMARQUE : Cela génère un marqueur d'événement dans les données qui aide à marquer l'actigraphie.
  3. Fournir au parent un journal de sommeil (semblable à un journal ou une feuille de calcul) sur lequel il peut enregistrer les temps de sommeil et regarder l'enlèvement.
    REMARQUE: Cela aide également à marquer actigraphy.
    1. Dans le journal du sommeil, demandez au parent de fournir un journal complet de tout le sommeil pour le nombre de jours que la montre d'activité sera porté, y compris le moment où l'enfant va au lit et quand l'enfant se réveille. Le parent doit fournir cette information pour les siestes et le sommeil régulier pendant la nuit. En outre, demandez au parent de fournir des informations sur n'importe quel moment où la montre est supprimée.

6. Analyse des données

  1. Tâche de mémoire visuospatiale
    1. Calculer l'exactitude pour chaque phase de rappel en tant que pourcentage d'articles rappelés.
    2. Calculer le changement de rappel au cours des intervalles de sieste et de réveil comme suit.
      1. Calculez le changement dans lasieste de rappel en soustrayant l'exactitude immédiate du rappel (avant la sieste) de l'exactitude du rappel retardé (après la sieste).
      2. Calculer le changement dans lesillage de rappel en soustrayant l'exactitude immédiate du rappel (avant le réveil) de l'exactitude du rappel retardé (après le réveil).
  2. Psg
    1. Caractériser les étapes du sommeil conformément aux critères de notation standard (p. ex., Le Manuel de l'AASM pour la notation du sommeil et des événements associés c. 2.5).
    2. Détectez les fuseaux de sommeil au C3 à l'aide d'un logiciel spécialisé en marquant les réglages et les décalages de fuseau.
    3. Vérifier les étapes du sommeil et les enclences de fuseau et les décalages avec un deuxième chercheur formé. Dans le cas où les scores ne sont pas concordants, un troisième marqueur formé prendre la décision consensuelle.
    4. Analyser la densité de fuseau à l'aide d'un logiciel spécialisé et d'un code MATLAB interne basé sur des études antérieures31. En bref, filtrer les données EEG de 0,5 à 35 Hz. Considérez la tension maximale entre le début de fuseau identifié et compensez l'amplitude du spindle de pointe. Utilisez une transformation rapide de Fourier de chaque fuseau pour identifier la fréquence spectrale maximale entre 9-15 Hz24,32.
  3. Actigraphie
    1. Score des données de surveillance d'activité à l'aide de logiciels spécialisés suivant des protocoles standardisés20.
      REMARQUE : Plusieurs jours et nuits de données sont nécessaires pour assurer la fiabilité des données. Au minimum, les participants ont besoin d'au moins trois jours et trois nuits de données d'actigraphie (les jours et les nuits n'ont pas besoin d'être consécutifs); cependant, 5 nuits est préférable, en particulier lorsque ces données sont d'intérêt principal33.
    2. Utilisez les informations du journal de sommeil et les marqueurs d'événements (presses à boutons) pour vérifier l'entrée et le décalage du sommeil.
      REMARQUE : Ces deux éléments doivent être à moins de 20 minutes l'un de l'autre afin de marquer le début et la fin d'un intervalle de repos.
      1. Si un participant manque des informations sur le journal de sommeil, les marqueurs d'événements, ou le journal intime et les marqueurs d'événements ne sont pas à moins de 20 minutes l'un de l'autre, déterminez l'entrée en fonction du sommeil et compensez manuellement32: déterminez l'entrée du sommeil par les trois premières minutes de sommeil continu 33 et déterminer le sommeil compensé par les cinq dernières minutes de sommeil continu34.

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Résultats

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En utilisant les procédures décrites ici, Kurdziel et ses collègues23 ont examiné la consolidation de la mémoire dépendante du sommeil pendant les siestes chez les enfants d'âge préscolaire. Les résultats ont montré que l'exactitude du rappel des enfants sur la tâche de mémoire visuospatiale après une sieste était meilleure que leur exactitude de rappel après une période similaire au cours de laquelle ils sont restés éveillés (c.-à-d. signifiant un « avantage de na...

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Discussion

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Cet article décrit comment étudier la consolidation sommeil-dépendante de la mémoire déclarative pendant des siestes dans la petite enfance. Les méthodes incluent l'évaluation comportementale de la mémoire à travers les conditions de sieste et d'éveil, l'actigraphie et le parent-rapport pour évaluer des cycles de sommeil, et le PSG pour évaluer l'architecture de sommeil. Cette combinaison unique est essentielle pour évaluer la mémoire, caractériser les cycles de sommeil, et examiner les mécanismes neuronaux sous-jacents ...

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Déclarations de divulgation

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

Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

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

Les auteurs aimeraient remercier le Laboratoire de développement neurocognitif de l'Université du Maryland, College Park et le Laboratoire Somneuro de l'Université du Massachusetts à Amherst pour leur aide dans ce projet. Le financement a été fourni par les NIH (HD094758) et NSF (BCS 1749280) à TR et RS. Les résultats des représentants ont été financés par les NIH HL111695.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Kit de démarrage Actiwatch Spectrum PlusPhilips Respironics1109516comprend : l’appareil Actiwatch Spectrum Plus, la licence du logiciel Actiware et le
logiciel Actiware manuel.Philips Respironics  ;1114828Des alternatives peuvent être disponibles.
Brain AnalyzerBrain ProductsBV-BP-170-1000Des alternatives peuvent être disponibles.
Ordinateur portable Dell Latitude 5580DellX5580T [210-AKJR]Ordinateur portable pour l’exécution de MatLab, Actiware et RemLogic ainsi que pour le stockage/le téléchargement de données
EC2 crèmeGrass12643Les alternatives possibles incluent la pâte Ten20 et la crème Lic2 electride
Embla REMLogic logiciel  ;Natus Médical Inc.21475Des alternatives peuvent être disponibles.  ;
Embletta MPR PG Sys - XR - États-UnisNatus Medical Inc.12077Système Embletta pour les enregistrements PSG
Embletta MPR ST + Proxy KitNatus Medical Inc.12696Fixation sur Embletta pour l’enregistrement des capteurs PSG
Solution de nettoyage NuprepNatus Medical Inc.12643D’autres solutions de rechange sont possibles.
Kit de démarrage de fournitures de sommeil pour Embletta MPR ST/ST + ProxyNatus Medical Inc.12643Kit démarré pour le sommeil comprenant du guaze, de la crème EC2, de la solution de nettoyage NuPrep, des cotons-tiges et plus encore.

Références

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sadeh, A., Acebo, C., Seifer, R., Aytur, S., Carskadon, M. A. Activity-based assessment of sleep-wake patterns during the 1st year of life. Infant Behavioral Development. 18 (3), 329-337 (1998).
  2. Sadeh, A., Urbach, D., Lavie, P. Actigraphically-based automatic bedtime sleep-wake scoring: Validity and clinical applications. Journal Ambulatory Monitoring. 2 (3), 209-216 (1989).
  3. Rasch, B., Born, J. About sleep's role in memory. Physiological Reviews. 93, 681-766 (2013).
  4. Werchan, D. M., Gómez, R. L. Wakefulness (not sleep) promotes generalization of word learning in 2.5-year-old children. Child Development. 85 (2), 429-436 (2014).
  5. Wang, J. Y., Weber, F. D., Zinke, K., Inostroza, M., Born, J. More effective consolidation of episodic long-term memory in children than adults-unrelated to sleep. Child Development. 89 (5), 1720-1734 (2018).
  6. Sonni, A., Spencer, R. M. C. Sleep protects memories from interference in older adults. Neurobiology of Aging. 36 (7), 2272-2281 (2015).
  7. Marshall, L., Helgadóttir, H., Mölle, M., Born, J. Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory. Nature. 444 (7119), 610-613 (2006).
  8. Baran, B., Wilson, J., Spencer, R. M. C. REM-dependent repair of competitive memory suppression. Experimental Brain Research. 203 (2), 471-477 (2010).
  9. Diekelmann, S., Born, J. The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience. 11 (2), 114-126 (2010).
  10. Stickgold, R. Sleep dependent memory consolidation. Nature. 437 (27), 1272-1278 (2005).
  11. Dudai, Y., Karni, A., Born, J. The consolidation and transformation of memory. Neuron. 88 (1), 20-32 (2010).
  12. Feld, G. B., Born, J. Sculpting memory during sleep: concurrent consolidation and forgetting. Current Opinion in Neurobiology. 44, 20-27 (2017).
  13. Staresina, B. P., et al. Hierarchical nesting of slow oscillations, spindles and ripples in the human hippocampus during sleep. Nature Neuroscience. 18 (11), 1679-1686 (2015).
  14. Ellenbogen, J. M., Payne, J. D., Stickgold, R. The role of sleep in declarative memory consolidation: passive, permissive, active or none? Current Opinion Neurobiology. 16 (6), 716-722 (2006).
  15. Oudiette, D., Paller, K. A. Upgrading the sleeping brain with targeted memory reactivation. Trends in Cognitive Sciences. 17 (3), 142-149 (2013).
  16. Yonelinas, A. P., Ranganath, C., Ekstrom, A. D., Wiltgen, B. J. A contextual binding theory of episodic memory: systems consolidation reconsidered. Nature Reviews Neuroscience. 20, 364-375 (2019).
  17. Antony, J. W., Schapiro, A. C. Active and effective replay: systems consolidation reconsidered again. Nature Reviews Neuroscience. , (2019).
  18. Lam, J., Mahone, E. M., Mason, T., Scharf, S. M. The effects of napping on cognitive function in preschoolers. Journal of Developmental & Behavioral Pediatrics. 32 (2), 90-97 (2011).
  19. Kurth, S., Ringli, M., Geiger, A., Lebourgeois, M., Jenni, O. G., Huber, R. High-density sleep electroencephalogram study. Journal of Neuroscience. 30 (40), 13211-13219 (2010).
  20. Backhaus, J., Hoeckesfeld, R., Born, J., Hohagen, F., Junghanns, K. Immediate as well as delayed post learning sleep but not wakefulness enhances declarative memory consolidation in children. Neurobiology of Learning and Memory. 89 (1), 76-80 (2008).
  21. Wilhelm, I., Diekelmann, S., Born, J. Sleep in children improves memory performance on declarative but not procedural tasks TT - Bei Kindern verbessert Schlaf die Gedächtnisleistung für deklarative aber nicht für prozedurale Aufgaben. Learning and Memory. 15 (5), 373-377 (2008).
  22. Seehagen, S., Konrad, C., Herbert, J. S., Schneider, S. Timely sleep facilitates declarative memory consolidation in infants. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (5), 1625-1629 (2015).
  23. Kurdziel, L., Duclos, K., Spencer, R. M. C. Sleep spindles in midday naps enhance learning in preschool children. Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America. 110 (43), 17267-17272 (2013).
  24. Kurdziel, L. B. F., Kent, J., Spencer, R. M. C. Sleep-dependent enhancement of emotional memory in early childhood. Scientific Reports. 8 (12609), 1-10 (2018).
  25. Desrochers, P. C., Kurdziel, L. B. F., Spencer, R. M. C. Delayed benefit of naps on motor learning in preschool children. Experimental Brain Research. 234 (3), 763-772 (2016).
  26. Maldonado, C. C., Bentley, A. J., Mitchell, D. A pictorial sleepiness scale based on cartoon faces. Sleep. 27 (3), 541-548 (2004).
  27. Stern, R. A., Arruda, J. E., Hooper, C. R., Wolfner, G. D., Morey, C. E. Visual analogue mood scales to measure internal mood state in neurologically impaired patients: Description and initial validity evidence. Aphasiology. 11 (1), 59-71 (1997).
  28. Plihal, W., Born, J. Effects of early and late nocturnal sleep on indicators of procedural and declarative memory. Journal of Cognitive Neuroscience. 9 (4), 534-547 (1997).
  29. Donohue, K. C., Spencer, R. M. C. Continuous re-exposure to environmental sound cues during sleep does not improve memory for semantically unrelated word pairs. Journal of Cognitive Education and Psychology. 10 (2), 167-177 (2015).
  30. Wilson, J. K., Baran, B., Pace-Schott, E. F., Ivry, R. B., Spencer, R. M. C. Sleep modulates word-pair learning but not motor sequence learning in healthy older adults. Neurobiology of Aging. 33 (5), 991-1000 (2012).
  31. Wamsley, E. J., et al. Reduced sleep spindles and spindle coherence in schizophrenia: Mechanisms of impaired memory consolidation? Biological Psychiatry. 71 (2), 154-161 (2012).
  32. Mölle, M., Bergmann, T. O., Marshall, L., Born, J. Fast and slow spindles during the sleep slow oscillation: Disparate coalescence and engagement in memory processing. Sleep. 34 (10), 1411-1421 (2011).
  33. Acebo, C., et al. Sleep/wake patterns derived from activity monitoring and maternal report for healthy 1- to 5-year-old children. Sleep. 28 (12), 1568-1577 (2005).
  34. Acebo, C., et al. Estimating sleep patterns with activity monitoring in children and adolescents: How many nights are necessary for reliable measures? Sleep. 22 (1), 95-103 (1999).
  35. Geiger, A., et al. The sleep EEG as a marker of intellectual ability in school age children. Sleep. 34 (2), 181-189 (2011).
  36. Wagner, U., Gais, S., Born, J. Emotional memory formation is enhanced across sleep intervals with high amounts of rapid eye movement sleep. Learning and Memory. 8, 112-119 (2001).
  37. Gómez, R. L., Bootzin, R. R., Nadel, L. Naps promote abstraction in language-learning infants. Psychological Science. 17 (8), 670-674 (2006).
  38. Konrad, C., Herbert, J. S., Schneider, S., Seehagen, S. Gist extraction and sleep in 12-month-old infants. Neurobiology of Learning and Memory. 134, 216-220 (2016).

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Mots-clés

Polysomnographie PSGT che de m moire visuospatialeDensit des fuseaux du sommeilSiestes de la petite enfanceActigraphie rapport parentalProc dure de placement des lectrodesvaluation de la m moire d clarativeAnalyse de l architecture du sommeilSommeil NREM stade 2

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