Articolo metodologico

Combinare il comportamento e l'EEG per studiare gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica

DOI:

10.3791/61247

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11 maggio 2020

 ,  ,  , 
1Department of Psychology, Bowdoin College, 2Program in Neuroscience, Bowdoin College

In questo articolo

Sommario

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

Qui presentiamo un protocollo per combinare l'allenamento di meditazione consapevole, un compito di memoria episodica e EEG per comprendere gli effetti comportamentali e neurali della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica.

Abstract

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

Sebbene ci sia stato un recente interesse su come la meditazione di consapevolezza può influenzare la memoria episodica e la struttura e la funzione del cervello, nessuno studio ha esaminato gli effetti comportamentali e neurali della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica. Qui presentiamo un protocollo che combina l'allenamento di meditazione consapevole, un compito di memoria episodica e EEG per esaminare come la meditazione di consapevolezza cambia le prestazioni comportamentali e i correlati neurali della memoria episodica. I soggetti di un gruppo sperimentale di meditazione di consapevolezza sono stati confrontati con un gruppo di controllo della lista d'attesa. I soggetti del gruppo sperimentale di meditazione di consapevolezza hanno trascorso quattro settimane ad allenarsi e praticare la meditazione consapevole. La consapevolezza è stata misurata prima e dopo l'allenamento utilizzando il Five Facet Mindfulness Questionnaire (FFMQ). La memoria episodica è stata misurata prima e dopo l'addestramento utilizzando un compito di riconoscimento della sorgente. Durante la fase di recupero del compito di riconoscimento della sorgente, è stato registrato l'EEG. I risultati hanno mostrato che la consapevolezza, le prestazioni comportamentali di riconoscimento della fonte e la potenza theta EEG nei canali parietali frontali e sinistri sono aumentati dopo l'allenamento di meditazione consapevole. Inoltre, l'aumento della consapevolezza è correlato con l'aumento della potenza theta nei canali frontali destri. Pertanto, i risultati ottenuti dalla combinazione di allenamento di meditazione consapevole, un compito di memoria episodica e EEG rivelano gli effetti comportamentali e neurali della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica.

Introduzione

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C'è stato un recente interesse per la meditazione di consapevolezza per trattare i sintomi della malattia mentale e per migliorare la cognizione, ma c'è ancora molta ricerca da fare per comprendere gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla funzione cognitiva. Ricerche precedenti hanno dimostrato che la meditazione consapevole può ridurre i sintomi di stress, depressione, disturbo d'ansia generalizzato, dipendenze, disturbo da deficit di attenzione e disturbi del dolore 1,2,3,4,5,6,7,8,9, oltre ad aumentare l'attenzione e la funzione esecutiva 2,3,4 ,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16.

Nonostante l'interesse per gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla cognizione, sono state fatte poche ricerche sugli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica17. Dato il contributo dell'attenzione e della funzione esecutiva alla codifica e al recupero episodico, la meditazione di consapevolezza dovrebbe anche aumentare la memoria episodica. Alcuni recenti studi comportamentali hanno dimostrato che l'allenamento alla consapevolezza aumenta il ricordo della memoria di riconoscimento18,19 e il richiamo libero20.

Oltre agli effetti comportamentali della meditazione di consapevolezza sulla cognizione, ricerche precedenti hanno esaminato gli effetti della meditazione di consapevolezza sul cervello. La meditazione di consapevolezza ha dimostrato di cambiare sia la struttura che la funzione del cervello. È importante sottolineare che la meditazione di consapevolezza ha dimostrato di cambiare la struttura e la funzione del cervello nelle reti relative alla memoria episodica21,22,23; in particolare aumentando il volume e l'attività della materia grigia nella corteccia prefrontale 1,24,25,26,27,28,29,30,31,32 e nell'ippocampo 25,27,28,33,34,35 ,36,37 oltre ad aumentare la potenza theta (4\u20128 Hz) e la coerenza1,36,38,39,40,41,42,43,44,45.

Pertanto, ricerche precedenti hanno esaminato separatamente gli effetti comportamentali della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica 17,18,19,20 e gli effetti neurali della meditazione di consapevolezza 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 . Per comprendere gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica e sui suoi correlati neurali è importante misurare sia il comportamento che l'attività cerebrale durante la memoria episodica. Un metodo per studiare i correlati neurali della memoria episodica è con l'elettroencefalografia (EEG). Qui descriviamo un metodo per combinare l'allenamento di meditazione consapevole con un compito di memoria episodica durante la misurazione dell'EEG. Combinando l'allenamento nella meditazione di consapevolezza con misure comportamentali e neurali della memoria episodica possiamo comprendere meglio gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla funzione cognitiva.

Protocollo

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Tutte le procedure sono state approvate dall'Institutional Review Board del Bowdoin College, in accordo con le linee guida federali per la protezione dei soggetti umani.

1. Reclutamento dei soggetti e preparazione per l'esperimento

  1. Recluta 40 soggetti di età compresa tra 18 e 29 anni che sono ingenui alla meditazione, destrorsi, fluenti parlanti inglese, con visione normale o corretta a normale, senza condizioni neurologiche.
    NOTA: Studiare i bambini più piccoli e gli adulti più anziani richiederebbe uno studio separato specifico per età. Lo sviluppo dei lobi frontali e parietali è importante per l'esecuzione del compito di memoria episodica. E c'è variabilità nell'EEG attraverso l'età. Lo studio dei bambini più piccoli e degli adulti più anziani richiede compiti cognitivi specifici per età e protocolli specializzati di registrazione EEG e analisi dei dati che non sono inclusi nel presente protocollo. Reclutare solo soggetti destrorsi per ridurre la variabilità dell'attività EEG.
  2. Assegna in modo casuale 40 soggetti a un gruppo di controllo sperimentale o in lista d'attesa per un totale di 20 soggetti in ciascun gruppo.
  3. Pianificare le sessioni sperimentali e l'allenamento di meditazione consapevole in modo tale che il ritardo tra le sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento sia uguale per i gruppi di controllo sperimentali e di lista d'attesa della meditazione consapevole (vedere la Figura 1 per una rappresentazione visiva delle sessioni).

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Figura 1: Rappresentazione visiva delle sessioni. I soggetti hanno completato il Five Facet Mindfulness Questionnaire (FFMQ)46 e hanno eseguito il compito di memoria episodica mentre l'EEG è stato registrato durante le sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento. I soggetti sono stati assegnati in modo casuale ad allenarsi nella meditazione di consapevolezza per quattro settimane o rimanere in lista d'attesa per essere addestrati nella meditazione di consapevolezza. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

  1. Informare i soggetti sulle procedure coinvolte nei test comportamentali, nella registrazione EEG e nell'allenamento di meditazione consapevole. Assicurarsi che i soggetti si astengano dal praticare la meditazione al di fuori di quelli condotti per lo studio di ricerca.

2. Questionario di consapevolezza

  1. Per ogni sessione sperimentale, chiedi ai soggetti di completare il Five Facet Mindfulness Questionnaire (FFMQ)46 (vedi File supplementare 1).
  2. Analizza i dati di consapevolezza.
    1. Misurare la consapevolezza di ciascun soggetto calcolando i punteggi per FFMQ Total e le scale Osserva, Descrivi, Consapevolezza, Non giudice e Non reattivo sommando i punteggi per ogni sottoscala (nota che per alcuni elementi il punteggio deve essere invertito (ad esempio, cambia da 1 a 5, da 2 a 4, da 4 a 2 e da 5 a 1) secondo le istruzioni contenute nel FFMQ46 (vedi le istruzioni per il punteggio nel file supplementare 1).
    2. Confronta i punteggi FFMQ Total dei soggetti e Osserva, Descrivi, Consapevolezza, Non giudice e Non reattivo per il gruppo di controllo sperimentale e della lista d'attesa della meditazione consapevole nelle sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento.

3. Attività di memoria episodica

  1. Prepara un elenco di 800 aggettivi che sono equiparati alla frequenza delle parole secondo le norme di Kucera e Francesco47 parole (vedi File supplementare 2).
  2. Per ogni sessione sperimentale, chiedi ai soggetti di esercitarsi nella fase di codifica presentando 10 parole ed eseguendo l'attività di codifica come descritto di seguito.
  3. Per ogni sessione sperimentale, chiedi ai soggetti di eseguire la fase di codifica.
    1. Chiedi ai soggetti di studiare un elenco di 200 aggettivi e creare un'immagine mentale di una scena spaziale descritta dall'aggettivo (compito di luogo) o pensare al significato della parola e valutare la sua piacevolezza (compito piacevole).
    2. Dopo la presentazione di ogni parola, chiedere ai soggetti di valutare quanto bene hanno eseguito l'attività di codifica (vedere la Figura 2 per una rappresentazione visiva della procedura di codifica).
  4. Per ogni sessione sperimentale, chiedi ai soggetti di praticare la fase di recupero della sorgente presentando le 10 parole che sono state mostrate nella pratica di codifica e cinque nuove parole ed eseguire l'attività di recupero della sorgente come descritto di seguito.
  5. Per ogni sessione sperimentale, chiedi ai soggetti di eseguire la fase di recupero della sorgente durante la registrazione dell'EEG.
    1. Presenta le 200 parole che sono state mostrate alla codifica casualmente mescolate con 200 nuove parole. Invia timestamp che corrispondono a ciascuna condizione comportamentale alla registrazione EEG. Le parole dovrebbero essere presentate in 20 blocchi per dare ai soggetti pause di riposo per riposare gli occhi.
    2. Durante la presentazione di ogni parola, chiedi ai soggetti di indicare se la parola era nuova o se l'hanno riconosciuta come studiata nella fase di codifica. Per le parole riconosciute, chiedi ai soggetti di indicare la fonte, se la parola è stata studiata nel compito del luogo o nel compito piacevole (vedi Figura 2 per una rappresentazione visiva della procedura di recupero della fonte).
      NOTA: L'attività di memoria episodica può essere progettata utilizzando qualsiasi software progettato per la ricerca comportamentale come EPrime che può inviare timestamp alla registrazione EEG utilizzando Task Events (vedi Tabella dei materiali). Tutorial ed esperimenti di esempio sono disponibili online (ad esempio, https://pstnet.com, https://step.talkbank.org48).

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Figura 2: Rappresentazione visiva del paradigma sperimentale. Durante il compito di memoria episodica, i soggetti hanno studiato gli aggettivi e hanno immaginato una scena (compito di luogo) o giudicato la sua piacevolezza (compito piacevole). Durante la fase di recupero della sorgente, i soggetti hanno deciso quale compito è stato eseguito con ogni parola ("Old Place Task" o "Old Pleasant Task") o "New". Questa cifra è stata modificata da Nyhus et al.60. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

  1. Contrassegnare ogni prova in base alla condizione comportamentale e alla risposta del soggetto (vedere Figura 3 e Figura 4) e analizzare i dati comportamentali della memoria episodica.
    1. Misurare la capacità dei soggetti di ricordare le informazioni sulla fonte calcolando la discriminazione degli elementi (punto d', vedere Figura 3):
      Z(hit rate) – Z(tasso di falsi allarmi)
    2. Misurare la capacità dei soggetti di ricordare le informazioni sulla fonte calcolando la discriminazione alla fonte (fonte d', vedi Figura 4).
      Z(tasso sorgente corretto) – Z(tasso sorgente errato)
    3. Confronta la discriminazione dell'oggetto e della fonte dei soggetti (item e source d') per il gruppo di controllo sperimentale e della lista d'attesa della meditazione di consapevolezza attraverso sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento.

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Figura 3: Categorie di dati incluse nella misurazione della memoria delle parole. Gli studi sono stati contrassegnati in base alla condizione comportamentale e alla risposta del soggetto e utilizzati per calcolare la discriminazione degli articoli (item d'). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

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Figura 4: Categorie di dati incluse nella misurazione della memoria sorgente. Gli studi sono stati contrassegnati in base alla condizione comportamentale e alla risposta del soggetto e utilizzati per calcolare la discriminazione alla fonte (fonte d'). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

4. Registrazione e analisi EEG

  1. Impostare il tappo EEG (vedere Tabella dei materiali).
    NOTA: Un tutorial di capping EEG e altre informazioni utili sono disponibili attraverso risorse online (ad esempio, https://pursue.richmond.edu49).
    1. Misurare la testa del soggetto e posizionare tutti gli elettrodi sul cappuccio EEG della dimensione corretta secondo il sistema internazionale esteso 10-20.
    2. Pulire la fronte del soggetto con una salvietta imbevuta di alcool.
    3. Applicare il cappuccio EEG sulla testa del soggetto dividendo i capelli e inserendo gel conduttivo con una siringa Luer-lock con un ago smussato.
    4. Utilizzando il software di registrazione EEG, fare clic sulle impedenze e assicurarsi che siano al di sotto del livello di resistenza raccomandato dallo specifico sistema EEG scelto per l'uso da parte dei ricercatori.
    5. Chiedi al soggetto di rimanere il più fermo possibile durante l'esperimento. Mostra al soggetto il segnale EEG quando è fermo e quando sbatte le palpebre o fa movimenti della mascella o del viso.
  2. Registrare l'EEG.
    1. Impostare l'amplificatore EEG con il software di registrazione EEG facendo clic su modifica area di lavoro e impostare per acquisire il segnale con un filtro passa-banda .1\u2012100 Hz e frequenza di campionamento 500 Hz per tutti i soggetti.
    2. Avviare la registrazione EEG.
    3. Avviare la fase di recupero della sorgente e assicurarsi che i timestamp dell'attività di recupero della sorgente vengano visualizzati nella registrazione EEG.
  3. Una volta che il soggetto ha completato il compito di recupero della sorgente, pulire il cappuccio EEG e gli elettrodi con acqua deionizzata e disinfettante.
  4. Elaborare e analizzare i dati EEG.
    1. Il filtro passa-alto i dati a 1 Hz e il filtro passa-basso i dati a 100 Hz.
    2. Identificare e interpolare i canali danneggiati utilizzando i canali circostanti50.
    3. Reriferire i dati a un riferimento medio51.
    4. Segmentare i dati relativi all'inizio di ogni timestamp dall'attività di recupero della fonte e sottrarre un periodo di base pre-stimolo.
    5. Identificare e rimuovere gli artefatti nei dati EEG come gli artefatti del battito delle palpebre e del movimento oculare. Rileva e rifiuta le prove con artefatti di grandi dimensioni (fluttuazioni di tensione superiori a 1.000 μV o dati 5 deviazioni standard oltre la norma). Ricostruire l'EEG dopo aver eseguito l'analisi indipendente dei componenti (ICA)52 e aver identificato e rimosso le componenti del rumore53.
    6. Converti i dati EEG nel dominio tempo-frequenza su 100 frequenze log-spaziate da 3 Hz a 125 Hz utilizzando una trasformazione wavelet di Morlet con la wavelet che aumenta da 3 cicli a 3 Hz a 25 cicli a 125 Hz.
    7. Confronta il potere theta rispetto alla linea di base pre-stimolo nei gruppi di controllo sperimentali e in lista d'attesa della meditazione di consapevolezza attraverso sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento nei canali parietali frontali e sinistri che mostrano effetti durante il recupero della fonte54,55,56,57. Tutte le analisi dovrebbero controllare per confronti multipli.
      NOTA: I dati EEG possono essere elaborati e analizzati utilizzando software pubblicamente disponibili progettati per l'elaborazione del segnale come EEGLab58. I workshop e i tutorial di formazione EEGLab sono disponibili attraverso lo Swartz Center for Computational Neuroscience (https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php).

5. Allenamento di meditazione consapevole

  1. Assumi un istruttore di meditazione consapevole addestrato nella tecnica di riduzione dello stress basata sulla consapevolezza (MBSR)59.
    NOTA: Gli istruttori formati nella tecnica MBSR possono essere trovati online (ad esempio https://www.brown.edu/public-health/mindfulness/programs/mbsr-teacher-recognition).
  2. Chiedi ai 20 soggetti del gruppo sperimentale di meditazione di consapevolezza di incontrarsi come gruppo per un'ora ogni settimana per quattro settimane con l'istruttore di meditazione consapevole.
    NOTA: Il corso MBSR standard dura otto settimane e include consapevolezza del respiro, meditazione seduta, yoga e tecniche di rilassamento. L'allenamento di meditazione consapevole dovrebbe includere aspetti del corso MBSR standard come la consapevolezza del respiro e la meditazione seduta (vedi File supplementare 3). Queste pratiche, che riguardano la focalizzazione dell'attenzione e la funzione esecutiva, hanno maggiori probabilità di contribuire alla memoria episodica.
  3. Chiedi ai soggetti di praticare la meditazione di consapevolezza per almeno 20 minuti ogni giorno utilizzando una registrazione guidata della meditazione di consapevolezza del respiro fornita dall'istruttore di meditazione consapevole.
  4. Tieni traccia della pratica quotidiana della meditazione consapevole chiedendo ai soggetti quanti minuti hanno praticato la meditazione di consapevolezza, cosa hanno fatto durante la loro meditazione e come la pratica stava andando per loro attraverso sondaggi giornalieri via email (vedi Tabella dei materiali).
    NOTA: I ricercatori dovrebbero considerare di escludere i soggetti che non trascorrono una notevole quantità di tempo praticando la meditazione consapevole.
  5. Pianifica la sessione sperimentale post-allenamento il prima possibile dopo il completamento dell'allenamento di meditazione consapevole.
    NOTA: I ricercatori dovrebbero considerare di escludere i soggetti che non sono in grado di completare la sessione sperimentale post-allenamento subito dopo il completamento dell'allenamento di meditazione consapevole. Si prega di contattare esperti in neuroscienze cognitive che utilizzano la tecnica EEG per esperimenti randomizzati controllati per ulteriori informazioni.

Risultati

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Risultati rappresentativi sono riportati per 40 soggetti di lingua inglese naif alla meditazione, destrorsi, fluenti (10 soggetti maschi e 10 soggetti femminili che vanno dai 18 ai 22 anni nel gruppo sperimentale di meditazione di consapevolezza e 7 soggetti maschi e 13 soggetti femminili che vanno dai 18 ai 22 anni nel gruppo di controllo della lista d'attesa). I dati comportamentali ed EEG sono stati analizzati utilizzando l'analisi mista della varianza (ANOVA) confrontando i gruppi di controllo sperimentali e di lista d'attesa (sperimentale, controllo) nel tempo (pre-allenamento, post-allenamento). Tutti i test post-hoc corretti per confronti multipli.

Questionari di consapevolezza
In primo luogo, l'analisi ha valutato se l'allenamento di meditazione di consapevolezza ha avuto successo. I soggetti hanno trascorso una notevole quantità di tempo praticando la meditazione di consapevolezza e la loro consapevolezza è aumentata come misurato dalla FFMQ. In particolare, c'è stata un'interazione tra gruppo e tempo per FFMQ Total (F(1,38) = 11.15, MSE = 67.67, p <. 01) e un'interazione marginale tra gruppo e tempo per FFMQ Describe (F(1,38) = 3.35, MSE = 12.26, p = .08) e Nonjudge (F(1,38) = 3.87, MSE = 15.37, p = .06). I punteggi sono aumentati dal pre-allenamento al post-allenamento per FFMQ Total (F (1,19) = 15,60, MSE = 63,34, p < .01), Describe (F (1,19) = 6,36, MSE = 8,44, p = 0,02) e Nonjudge (F (1,19) = 10,12, MSE = 8,60, p < 0,01) per il gruppo sperimentale di meditazione consapevole, mentre il gruppo di controllo della lista d'attesa non è cambiato (vedi Tabella 1).

SperimentaleControllo
Pre-allenamentoPost-allenamentoPre-allenamentoPost-allenamento
Totale128.13 (2.38)138.07 (3.24)123.59 (4.19)121.25 (4.77)
Osservare26.98 (1.16)28.70 (1.00)23.83 (1.14)23.70 (1.26)
Descrivere29.5 (1.36)31.82 (.99)27.10 (1.25)26.55 (1.26)
Consapevolezza25.25 (1.06)26.95 (1.12)25.27 (.94)24.05 (1.28)
Non giudice24.65 (1.26)27.60 (1.40)27.50 (1.42)27.00 (2.05)
Nonreacitve21.75 (.99)23.00 (1.08)19.90 (1.09)19.95 (1.16)

Tabella 1: Dati del questionario Five Facet Mindfulness . FFMQ Total e punteggi Osserva, Descrivi, Consapevolezza, Non giudice e Non reattivo per l'esperimento di meditazione di consapevolezza e il gruppo di controllo della lista d'attesa per il pre-allenamento rispetto alla sessione sperimentale post-allenamento. Vengono mostrati i mezzi con errori standard tra parentesi. Questa tabella è stata modificata da Nyhus et al.60.

Memoria episodica
In secondo luogo, l'analisi ha esaminato l'effetto della meditazione di consapevolezza sulle prestazioni comportamentali del compito di memoria episodica. L'allenamento di meditazione di consapevolezza ha portato ad aumenti della memoria della sorgente misurata dalla discriminazione della fonte (fonte d'). Sebbene non ci fosse interazione tra gruppo e tempo (F (1,38) = 1,16, MSE = 0,12, p = 0,29), i confronti a coppie hanno mostrato che la discriminazione alla fonte è aumentata dal pre-allenamento al post-allenamento per il gruppo sperimentale di meditazione consapevole (F (1,19) = 10,53, MSE = 0,12, p<,01), ma non il gruppo di controllo della lista d'attesa (vedi Tabella 2).

SperimentaleControllo
CondizionePre-allenamentoPost-allenamentoPre-allenamentoPost-allenamento
ColpireInserire la fonte corretta.66 (.02).67 (.03).71 (.03).69 (.02)
Piacevolezza fonte corretta.61 (.03).72 (.03).64 (.05).74 (.03)
FAInserire una fonte errata.34 (.02).33 (.03).29 (.03.31 (.02)
Piacevolezza fonte errata.39 (.03).28 (.03).36 (.05).26 (.03)
Fonte d'.70 (.11)1.06 (.12)1.04 (.17)1.23 (.14)
Fonte c-.06 (.05).07 (.05)-.12 (.12).10 (.07)

Tabella 2: Dati comportamentali di origine. Tasso di successo, tasso di falsi allarmi, discriminazione della fonte (fonte d') e bias di risposta (fonte c) per l'esperimento di meditazione di consapevolezza e il gruppo di controllo della lista d'attesa per il pre-allenamento rispetto alla sessione sperimentale post-allenamento. Vengono mostrati i mezzi con errori standard tra parentesi. Questa tabella è stata modificata da Nyhus et al.60.

Risultati EEG
In terzo luogo, l'analisi EEG ha esaminato l'effetto della meditazione di consapevolezza su un correlato neurale della memoria episodica. In particolare, la potenza theta è stata esaminata nei canali parietali destro frontale e sinistro da 1000 a 1500 ms poiché questi effetti sono stati trovati in compiti di recupero di più sorgenti54,55,56,57. Per i canali parietali sinistri, il gruppo ha interagito con il tempo (F(1,37) = 9,52, MSE = 0,92, p < 0,01). La potenza Theta è aumentata dal pre-allenamento al post-allenamento per il gruppo sperimentale di meditazione consapevole (F (1,19) = 17,37, MSE = 0,23, p< 0,01), ma non per il gruppo di controllo della lista d'attesa (vedi Figura 5).

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Figura 5: Effetto della meditazione di consapevolezza sul potere theta. Theta power per la meditazione mindfulness sperimentale e il gruppo di controllo della lista d'attesa per il pre-allenamento rispetto alla sessione sperimentale post-allenamento. (A) Spettrogrammi tempo-frequenza attraverso tempi e frequenze in un canale frontale destro. (B) Spettrogrammi tempo-frequenza attraverso tempi e frequenze in un canale parietale sinistro. (C) Potenza Theta su tutti i canali da 1000-1500 ms e differenze da pre-allenamento a post-allenamento. (C) Segni neri * analizzati nei canali nelle regioni parietali destra frontale e sinistra. Scala dei colori: variazione di decibel rispetto alla linea di base pre-stimolo e al valore p delle differenze pre-allenamento a post-allenamento. Questa cifra è stata modificata da Nyhus et al.60. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Infine, la correlazione tra i cambiamenti nella consapevolezza e i cambiamenti nelle prestazioni comportamentali della memoria episodica e nell'EEG è stata esaminata nel gruppo sperimentale di meditazione consapevole. C'è stata una correlazione positiva tra gli aumenti dei punteggi FFMQ Describe dal pre-allenamento al post-allenamento e gli aumenti di potenza EEG theta dal pre-allenamento al post-allenamento nei canali frontali destri (r = .72, n = 20, p < .01, a due code, Bonferrroni corretto; vedi Figura 6).

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Figura 6: Correlazione tra le variazioni di FFMQ e potenza theta. Correlazione tra la differenza media di potenza theta tra pre-allenamento e post-allenamento per colpi e scarti corretti nei canali frontali giusti e la differenza in FFMQ Descrivere i punteggi tra pre-allenamento e post-allenamento. Questa cifra è stata modificata da Nyhus et al.60. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

File supplementare 1. Clicca qui per scaricare questo file.

File supplementare 2. Clicca qui per scaricare questo file.

File supplementare 3. Clicca qui per scaricare questo file.

Discussione

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

L'attuale protocollo ha fornito la prima prova che la meditazione di consapevolezza può aumentare la memoria sorgente e le oscillazioni theta. Combinando l'allenamento nella meditazione di consapevolezza con misure comportamentali e neurali siamo in grado di comprendere meglio gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica e sui suoi correlati neurali.

Sebbene ricerche precedenti abbiano esaminato separatamente gli effetti comportamentali della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica 17,18,19,20 e gli effetti neurali della meditazione di consapevolezza 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 , nessuno studio ha combinato comportamento ed EEG durante la memoria episodica. Inoltre, precedenti ricerche sulla meditazione di consapevolezza hanno spesso studiato meditatori esperti 1,17,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,32,33,35, 36,37,38,39,40,41,43,44 e quindi rischia di pregiudizi di autoselezione. Utilizzando un design longitudinale con gruppi di controllo di meditazione consapevole e lista d'attesa assegnati in modo casuale, siamo stati in grado di controllare meglio le differenze di gruppo. Infine, la ricerca precedente sulla meditazione di consapevolezza ha spesso utilizzato l'intero corso MBSR di 8 settimane, ma lo studio attuale ha mostrato effetti significativi con solo 4 settimane di allenamento alla meditazione consapevole.

Ci sono stati una serie di passaggi chiave per implementare con successo questi metodi. In primo luogo, l'assegnazione casuale al gruppo di controllo sperimentale o della lista d'attesa della meditazione di consapevolezza era fondamentale per garantire che i gruppi fossero approssimativamente uguali. In secondo luogo, era importante focalizzare l'allenamento di meditazione di consapevolezza sugli aspetti del corso MBSR che riguardano la focalizzazione dell'attenzione e la funzione esecutiva (ad esempio, la consapevolezza del respiro) poiché questi hanno maggiori probabilità di contribuire alla memoria episodica. In terzo luogo, era importante che i soggetti trascorressero una notevole quantità di tempo praticando la meditazione di consapevolezza e riferire accuratamente il tempo trascorso a meditare ogni giorno. In quarto luogo, era importante equiparare il tempo tra le sessioni sperimentali pre-allenamento e post-allenamento tra i gruppi sperimentali di meditazione di consapevolezza e di controllo della lista d'attesa per controllare i tempi e programmare la sessione sperimentale post-allenamento il prima possibile dopo l'allenamento di meditazione di consapevolezza in modo che gli effetti dell'allenamento di meditazione di consapevolezza non si dissipassero prima del test. In quinto luogo, è probabile che la meditazione di consapevolezza influenzi la memoria episodica aumentando l'attenzione e la funzione esecutiva. Pertanto, era importante utilizzare un'attività di memoria episodica che richiedeva una funzione esecutiva, ad esempio la memoria di origine. Infine, è importante ottenere dati EEG di alta qualità privi di artefatti.

Sebbene ci fossero vantaggi in questo metodo rispetto ai metodi esistenti, è necessario notare alcune limitazioni. L'effetto della meditazione di consapevolezza sulla memoria della sorgente era debole. Ciò potrebbe essere derivato dall'utilizzo di soggetti che erano giovani adulti sani con buone prestazioni di memoria o dalla quantità limitata di tempo che i soggetti trascorrevano praticando la meditazione di consapevolezza. L'allenamento di meditazione di consapevolezza di 4 settimane è stato più breve del corso MBSR standard di 8 settimane e, in media, i soggetti non hanno riferito di aver trascorso tutti i 20 minuti praticando la meditazione di consapevolezza ogni giorno. Inoltre, non c'era un gruppo di controllo attivo, quindi non è chiaro come la meditazione di consapevolezza si confronti con altri trattamenti per aumentare la memoria della sorgente o le oscillazioni theta. Infine, i metodi di analisi EEG qui utilizzati non separano il contributo della potenza oscillatoria periodica dalla potenza aperiodica 1/f non oscillatoria che può influenzare l'interpretazione dei risultati. Pertanto, la ricerca futura dovrebbe prendere in considerazione l'utilizzo di soggetti con capacità di memoria più deboli, implementando l'intero corso MBSR di 8 settimane, impiegando una condizione di controllo attivo e utilizzando metodi di analisi di nuova concezione che separano l'attività oscillatoria e 1 / f non oscillatoria61.

Pertanto, i metodi attuali hanno avuto successo nel combinare il comportamento e l'EEG per studiare gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica. La ricerca futura dovrebbe utilizzare questi metodi per confrontare la meditazione di consapevolezza con altri trattamenti che hanno dimostrato di migliorare la memoria episodica e cambiare la struttura e la funzione del cervello. Inoltre, la ricerca futura dovrebbe combinare il comportamento e le misure neurali per esaminare gli effetti della meditazione di consapevolezza su altri aspetti della cognizione. Combinando misure comportamentali e neurali e confrontando la meditazione di consapevolezza con trattamenti alternativi saremo in grado di determinare meglio i trattamenti più promettenti per il potenziamento cognitivo.

Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato sostenuto dall'amministrazione del Bowdoin College e dalla Bowdoin Life Sciences Research Fellowship, dal Peter J. Grua and Mary G. O'Connell Faculty/Student Research Award e dalla Kufe Family Student Research Fellowship. Ringraziamo Benjamin Tipton per aver guidato il corso di meditazione di consapevolezza e Hannah Reese per l'aiuto nella progettazione e nell'analisi degli esperimenti.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
BrainVision actiCHampBrain Products GmbH, Gilching, GermaniaBP-09020Sistema EEG a 64 canali
BrainVision RecorderBrain Products GmbH, Gilching, GermaniaBP-00020Software di registrazione EEG per l'acquisizione di dati EEG
E-Prime 2.0 ProfessionalPsychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PAPST-100577Software progettato per la ricerca comportamentale in grado di interfacciarsi con la registrazione EEG
QualtricsQualtrics, Provo, UTCore XMSurvey tool

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