Pomiar mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek we wczesnym dzieciństwie

Podsumowanie

Ten protokół opisuje metody używane do badania mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek we wczesnym dzieciństwie. Obejmuje procedury badania wpływu snu na wydajność pamięci behawioralnej, a także zastosowanie i rejestrację zarówno polisomnografii, jak i aktygrafii.

Streszczenie

Sen jest niezbędny do codziennego funkcjonowania. Jedną z ważnych funkcji snu jest konsolidacja wspomnień, proces, który sprawia, że są one silniejsze i mniej podatne na zakłócenia. Mechanizmy neuronalne leżące u podstaw korzyści płynących ze snu dla pamięci można zbadać za pomocą polisomnografii (PSG). PSG to połączenie zapisów fizjologicznych, w tym sygnałów z mózgu (EEG), oczu (EOG) i mięśni (EMG), które są używane do klasyfikacji faz snu. W tym protokole opisujemy, w jaki sposób PSG może być używany w połączeniu z ocenami pamięci behawioralnej, aktygrafią i raportem rodzicielskim w celu zbadania konsolidacji pamięci zależnej od snu. Protokół ten koncentruje się na wczesnym dzieciństwie, okresie znaczącym, ponieważ dzieci przechodzą ze snu dwufazowego (składającego się z drzemki i snu nocnego) do snu monofazowego (tylko sen w nocy). Wpływ snu na wydajność pamięci mierzy się za pomocą oceny pamięci wzrokowo-przestrzennej w okresach snu i odpoczynku w stanie czuwania. Połączenie aktygrafii i raportu rodzica służy do oceny rytmów snu (tj. Charakteryzowania dzieci jako nawykowych lub nienawykowych drzemek). Wreszcie, PSG służy do scharakteryzowania faz snu i cech tych etapów (takich jak częstotliwość i obecność wrzecion) podczas drzemek. Zaletą korzystania z PSG jest to, że jest to jedyne obecnie dostępne narzędzie do oceny jakości snu i architektury snu, wskazujące na odpowiedni stan mózgu, który wspiera konsolidację pamięci. Głównymi ograniczeniami PSG jest czas potrzebny na przygotowanie montażu nagraniowego oraz to, że nagrania są zazwyczaj wykonywane w ciągu jednego zakupionego snu. Ograniczenia te można przezwyciężyć, angażując młodych uczestników w rozpraszające zadania podczas aplikacji i łącząc PSG z aktygrafią i pomiarami samodzielnymi/rodzicielskimi w celu scharakteryzowania cykli snu. To unikalne połączenie metod pozwala na zbadanie, w jaki sposób drzemki wspierają naukę u dzieci w wieku przedszkolnym.

Wprowadzenie

Biorąc pod uwagę powszechność snu w naszej codziennej rutynie, ważne jest zrozumienie jego funkcji. Badania mające na celu ten cel wymagają precyzyjnego pomiaru snu. Polisomnografia (PSG) jest złotym standardem pomiaru snu. PSG pozwala na obiektywny, ilościowy pomiar snu z wysoką rozdzielczością czasową i może być przydatny zarówno do celów badawczych, jak i klinicznych. PSG to połączenie zapisów fizjologicznych. Montaż PSG obejmuje co najmniej następujące środki: elektroencefalografię (EEG), elektrookulosfografię (EOG) i elektromiografię (EMG). Pomiary te oceniają potencjały elektryczne z mózgu, oczu i mięśni odpowiednio i pozwalają na klasyfikację faz snu (patrz ryc. 1). Inne pomiary, takie jak elektrokardiografia (EKG), oddychanie i pulsoksymetria, mogą być włączone w celu zidentyfikowania obecności zaburzeń snu.

Rysunek 1: Przykładowe umiejscowienie elektrod i opis aktywności zarejestrowanej przez PSG. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

PSG pozwala scharakteryzować sen na cztery różne fazy snu: nieszybki ruch gałek ocznych (non-REM) etap 1 (nREM1; 4−7 Hz), non-REM etap 2 (nREM2; 12−15 Hz) i non-REM etap 3 (bardziej znany jako sen wolnofalowy [SWS]; 0.5−4 Hz) oraz sen z szybkimi ruchami gałek ocznych (REM). nREM1 oznacza początek snu i jest identyfikowany na podstawie zmniejszonego napięcia mięśniowego w kodowaniu EMG i oscylacji EEG o mieszanej amplitudzie w stosunku do alfa obserwowana w stanie spoczynku. Za nim plasuje się nREM2, który można odróżnić po obecności wrzecion snu (krótkie impulsy aktywności o częstotliwości sigma; 11−16 Hz) i K-kompleksów (pojedyncze wolne fale, które wyróżniają się na tle otaczającej aktywności) w EEG. SWS charakteryzuje się wyraźnymi oscylacjami EEG o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie. Sen REM charakteryzuje się szybką, oscylacyjną aktywnością mózgu o niskiej amplitudzie, bardzo podobną do tej obserwowanej podczas czuwania. Jednak to, co odróżnia sen REM od czuwania, to fakt, że charakteryzuje się on również fazowymi szybkimi ruchami gałek ocznych (stąd przydomek REM) i atonią mięśni. W trakcie napadu snu fazy snu są doświadczane cyklicznie, w tempie około 90 minut / cykl.

Sen również przebiega zgodnie z rytmem okołodobowym, a napady snu odbywają się w cyklach 24-godzinnych. Czas i konsystencja snu mogą wpływać na funkcjonowanie snu i są również ważne do oceny. Chociaż PSG jest niezbędny do scharakteryzowania faz snu, jego stosowanie jest czasochłonne i dlatego nie jest idealne do oceny wielu napadów snu (np. wielu nocy snu, drzemek i snu w nocy). W tym celu korzystna jest aktygrafia. Aktygrafia wykorzystuje trójosiowy akcelerometr, zwykle umieszczony na nadgarstku, do oszacowania snu na podstawie braku ruchu. Chociaż aktygrafia nie może być używana do charakteryzowania faz snu, wykazano, że jest niezawodna w wykrywaniu początku snu i początku czuwania (w tym fragmentacji snu lub przebudzenia po zaśnięciu) w różnych populacjach od niemowląt¹ do osób starszych². Zarówno PSG, jak i aktygrafia są preferowanymi metodami w stosunku do miar samodzielnych/raportów rodzicielskich. Środki samodzielne/raporty rodzicielskie są łatwe do administrowania i stosunkowo niedrogie, jednak są również obarczone stronniczością i niezgodnością. Na koniec warto zauważyć, że metody te mogą być stosowane w połączeniu, aby wykorzystać mocne strony każdej z nich. Na przykład, PSG można połączyć z aktygrafią i/lub raportem własnym/rodzicielskim, aby uzyskać zarówno jakość snu w nocy, jak i weryfikację ilości snu lub cykli snu i czuwania, zwłaszcza przez długi czas (np. tygodnie lub miesiące).

Jedną z funkcji snu, która wzbudziła szczególne zainteresowanie, jest konsolidacja pamięci zależna od snu, przetwarzanie wspomnień, które czyni je silniejszymi i mniej podatnymi na zakłócenia³. Chociaż konsolidacja pamięci może mieć miejsce podczas czuwania u dzieci⁴ i adults⁵, istnieją istotne dowody na to, że konsolidacja jest wzmocniona podczas snu. Wcześniejsze badania dostarczyły przykładów behawioralnych konsolidacji pamięci zależnej od snu, porównując zmiany w wydajności pamięci po przerwie snu (np. 20:00-8:00) ze zmianami następującymi po równoważnym interwale spędzonym na czuwaniu (np. 8:00-20:00). U dorosłych wspomnienia są chronione⁶ lub nawet enhanced⁷ po przerwie snu, podczas gdy wspomnienia zazwyczaj zanikają w równoważnym okresie czuwania. Zastosowano kontrole, które oddzielają zmiany wydajności od wpływów okołodobowych^8,9,10. Na przykład podobne korzyści płynące ze snu obserwuje się, porównując wydajność podczas drzemki w ciągu dnia z równoważnym okresem czuwania w ciągu dnia⁹.

Chociaż kiedyś uważano, że sen jest pasywnym procesem, po prostu chroniąc wspomnienia przed rozpadem lub zakłóceniami, nowoczesne teorie sugerują, że sen odgrywa bardziej aktywną rolę i faktycznie promuje pamięć poprzez reaktywacje^11,12,13. Poparcie dla tego wynika z zaobserwowanych korelacji między behawioralnymi miarami konsolidacji pamięci podczas snu (zmiana w przywoływaniu pamięci po śnie w porównaniu do przed snem) a specyficznymi aspektami fizjologii snu. W przypadku wielu zadań pamięci deklaratywnej konsolidacja pamięci jest związana z aspektami snu innego niż REM, w szczególności z pomiarami SWS lub wrzecionami snu znajdującymi się w nREM2 i SWS. Gdyby rolą snu była bierna ochrona przed zakłóceniami, nie można by się spodziewać takiej korelacji; Można by się spodziewać raczej korelacji między czasem snu (niezależnie od fazy snu) a wydajnością, ponieważ więcej czasu snu zapewniłoby większą ochronę przed zakłóceniami¹⁴.

Dodatkowe wsparcie dla aktywnej roli SWS w konsolidacji pamięci jest widoczne w badaniach nad celowaną reaktywacją pamięci. W tych badaniach wspomnienie jest uczone w kontekście wskazówki percepcyjnej, na przykład zapachu, a przywołanie wspomnienia jest większe po śnie, jeśli wskazówka jest ponownie prezentowana podczas snu, w szczególności SWS¹⁵. Chociaż mechanizm leżący u podstaw tego zjawiska jest dyskutowany^16,17, jedna z głównych teorii, teoria konsolidacji systemów, twierdzi, że wspomnienia zakodowane w hipokampie są stabilizowane w korze mózgowej poprzez dialog hipokampowo-korowy. W szczególności powolne fale korowe i wrzeciona snu, występujące w połączeniu z falami hipokampa związanymi z reaktywacją pamięci, wspierają transfer pamięci³.

Rola snu w konsolidacji pamięci podczas rozwoju jest mniej jasna. Wczesne dzieciństwo jest okresem szczególnego zainteresowania, ponieważ dzieci zaczynają przechodzić od snu dwufazowego (składającego się z drzemki w ciągu dnia i nocnego napadu snu) do snu monofazowego. Ostatnie badania sugerują, że to przejście może odzwierciedlać dojrzewanie mózgu¹⁸. Argument ten jest zgodny z danymi empirycznymi pokazującymi zmiany rozwojowe w nocnym śnie (tj. topografia aktywności fal wolnych) odzwierciedlają dojrzewanie kory mózgowej¹⁹.

Chociaż istnieje kilka behawioralnych dowodów na konsolidację zależną od snu w nocy u dzieci^20,21 i infants²², badania nad neuronalnymi podstawami konsolidacji pamięci podczas snu w ciągu dnia dopiero zaczynają być badane. W przełomowej pracy badającej rolę drzemek w ciągu dnia na pamięć u dzieci w wieku przedszkolnym wykazano, że drzemki chronią wspomnienia ostatnio nabytych informacji, podczas gdy pamięć była zmniejszona (o ~12%), gdy dzieci nie spały podczas przerwy w drzemce²³. Ta "korzyść z drzemki" była największa u dzieci, które drzemały nawykowo (tj. 5 lub więcej razy w tygodniu, mierzone za pomocą aktygrafii), niezależnie od ich wieku. Rejestrując PSG podczas drzemki, stwierdzono, że zmiana wydajności pamięci w okresie drzemki jest ściśle związana z gęstością wrzeciona snu (liczba wrzecion snu na minutę nREM), co sugeruje, że jakość drzemki (a nie ilość) była krytycznym czynnikiem w promowaniu zachowania pamięci (patrz sekcja wyników reprezentatywnych).

To badanie podkreśla znaczenie PSG w badaniu relacji między snem a pamięcią podczas rozwoju. Wskazuje to na znaczenie charakteryzowania struktur snu, makro- (fazy snu) i mikro (cechy tych etapów, takie jak częstotliwość i obecność wrzecion) podczas drzemek dla konsolidacji pamięci. Podkreśla również znaczenie oceny rytmów snu (charakteryzowania dzieci jako nawykowych lub nienawykowych drzemek). Chociaż nasza praca scharakteryzowała funkcję drzemek w uczeniu się wzrokowo-przestrzennym (a ostatnio w uczeniu się emotional²⁴ i procedural²⁵), pozostaje wiele pytań. Na przykład ważne będzie zbadanie innych zadań pamięci deklaratywnej, aby ocenić możliwość uogólnienia tych wyników i ocenić zadania stosowane w klasach przedszkolnych w celu zrozumienia określonych parametrów (np. ilości korzyści z drzemki w stosunku do uczenia się) dla zadań ważnych ekologicznie. Konieczne będą również dodatkowe prace, aby zrozumieć, kiedy wybudzenie jest wystarczające do konsolidacji pamięci. Dlatego naszym celem jest wyjaśnienie procesu pomiaru snu i konsolidacji pamięci zależnej od snu u dzieci. Przedstawiamy praktyczne wskazówki dotyczące badania korzyści płynących z popołudniowej drzemki na pamięć deklaratywną u typowo rozwijających się przedszkolaków (w wieku około 3 do 4 lat) za pomocą skomputeryzowanego zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej, a także metody oceny nawyku drzemki za pomocą aktygrafii, raportu rodzica i fizjologii drzemki za pomocą PSG. Chociaż metody te zostały opracowane dla dzieci w wieku przedszkolnym, które drzemią z różną częstotliwością, metody te można dostosować do każdej grupy wiekowej.

Protokół

Przed rozpoczęciem jakichkolwiek procedur badawczych należy uzyskać pisemną zgodę od rodzica i ustną zgodę dziecka na wszystkie procedury badawcze.

UWAGA: Zobacz Rysunek 2, aby zapoznać się z procedurami.

Rysunek 2: Omówienie protokołu. Każdy kwadrat reprezentuje jeden dzień. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

1. Warunek promocji drzemki

1. Upewnij się, że warunek promocji drzemki jest zrównoważony warunkiem promocji czuwania wśród uczestników, jak omówiono poniżej.
2. Zaplanuj warunek promocji drzemki tak, aby rozpoczął się około godziny przed typowym okresem drzemki dziecka, aby dać czas na zastosowanie PSG i wykonanie zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej. Upewnij się, że czas między natychmiastowym i opóźnionym wycofaniem jest taki sam między warunkami promocji budzenia i promocji drzemki.
3. Wyjaśnij dzieciom i rodzicom procedury tej sesji, korzystając z materiałów odpowiednich do wieku.
   UWAGA: Materiały odpowiednie do wieku obejmują książeczki z opowiadaniami lub krótkie filmy przedstawiające inne dziecko poddawane tym samym procedurom.
4. Zastosować sprzęt do polisomnograficznej (patrz punkt 3).
5. Przeprowadzić kodowanie i ocenę pamięci natychmiastowej dla zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej (patrz punkt 4).
6. Poproś dziecko o skorzystanie z toalety, a następnie rozpocznij typową dla dziecka rutynę przed drzemką.
   1. Pozwól rodzicowi/opiekunowi ułożyć dziecko do snu w normalny sposób. Przeszkadzaj tak mało, jak to możliwe, ponieważ większość dzieci zasypia szybciej, gdy ma zapewnioną normalną rutynę.
   2. Pozwól dziecku na drzemkę, wykorzystując typowe miejsce drzemki.
   3. Stosuj techniki promowania drzemki, ale tylko wtedy, gdy jest to konieczne, ponieważ okazały się one mniej skuteczne w domu, jeśli zbytnio odbiegały od normalnej rutyny dziecka.
      UWAGA: Techniki promocji drzemki obejmują używanie kołdry obciążeniowej, masowanie pleców uczestnika, owijanie dziecka w koc (podobnie jak w przypadku pieluszki), progresywne rozluźnianie mięśni i granie kojącej muzyki.
7. Upewnij się, że czas, przez jaki dziecko śpi w stanie promocji drzemki, jest zgodny z czasem, przez jaki bawi się w warunkach promocji budzenia.
   UWAGA: Jeśli warunek promocji drzemki jest pierwszy, pozwól dziecku obudzić się naturalnie i wykorzystaj ten czas do ustawienia czasu trwania sesji czuwania. Jeśli warunek promocji budzenia jest pierwszy, użyj tego czasu trwania, aby określić długość drzemki. Jeśli drzemka przekroczy ten czas, obudź dziecko tak naturalnie, jak to możliwe, otwierając drzwi, chodząc po sypialni i stopniowo mówiąc głośniej.
8. Przeprowadź ocenę opóźnionego przypominania dla zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej, około 15-30 minut po przebudzeniu dziecka, aby uniknąć bezwładności snu.
9. Zbierz oceny dzieci i eksperymentatorów dla Skali Senności Wzrokowej (VSS)²⁶ i Skali Nastroju Wizualnego (VMS)²⁷.
10. Usuń elektrody PSG.

2. Warunek promocji budzenia

1. Upewnij się, że warunek promocji wybudzenia jest zrównoważony z warunkiem promocji drzemki omówionym powyżej.
2. Zaplanuj warunek promocji budzenia tak, aby rozpoczął się około godziny przed typowym okresem drzemki dziecka, aby wyrównać porę dnia w różnych warunkach. Upewnij się, że czas między natychmiastowym i opóźnionym wycofaniem jest w przybliżeniu taki sam między warunkami promocji budzenia i promocji drzemki.
3. Wyjaśnij dzieciom i rodzicom procedury tej sesji, korzystając z materiałów odpowiednich do ich wieku.
4. Zastosuj elektrody PSG (patrz sekcja 3), aby wyrównać warunki promocji czuwania i drzemki.
   UWAGA: Chociaż sen nie jest oczekiwany, wyrównuje to warunki i może być wykorzystane do sprawdzenia braku snu w razie wątpliwości.
5. Przeprowadzić kodowanie i ocenę pamięci natychmiastowej dla zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej (patrz punkt 4).
6. Poproś dziecko o skorzystanie z toalety, a następnie udanie się do miejsca, w którym zwykle drzemie.
   1. Nie pozwalaj dziecku na drzemkę, zamiast tego pozwól dziecku spokojnie bawić się niestymulującymi zabawkami w tym samym miejscu, w którym znajduje się jego typowa drzemka.
      UWAGA: Dopuszczalne zabawki niestymulujące obejmują małe zabawki sensomotoryczne, takie jak patyczki woskowe i odpowiednie do wieku plastikowe klocki.
   2. Poproś dziecko, aby bawiło się przez typową długość drzemki lub przez czas, w którym spało w warunkach promocji drzemki (patrz krok 1.7, aby uzyskać dodatkowe informacje).
   3. Rejestruj wszelkie nietypowe czynności, takie jak rozmowa, wychodzenie z pokoju i zabawa zabawkami, które nie są dostarczone.
7. Upewnij się, że czas, przez jaki dziecko śpi w warunku promocji drzemki, jest zgodny z czasem, przez jaki bawi się w warunku promocji budzenia.
8. Przeprowadź ocenę opóźnionego przypominania dla zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej, około 15-30 minut po zakończeniu zabawy przez dziecko, aby utrzymać podobny czas opóźnienia między warunkami.
9. Zbierz ocenę dziecka i eksperymentatora dla VSS²⁶ i VMS²⁷.
10. Usuń elektrody PSG.

3. Polisomnografia (PSG)

1. preparat
   1. Ułatw aplikację elektrody PSG, zachęcając dziecko do angażowania się w ciche czynności, takie jak czytanie książki, zabawa z ciastoliną, jedzenie przekąski, jeśli jest głodne, lub oglądanie krótkiego filmu.
      UWAGA: Jeśli używany jest film, upewnij się, że jest on odpowiedni dla wieku, ale nie wywołuje u dziecka awanturnictwa (np. popularne filmy animowane lub programy przyjazne dzieciom).
   2. Dostęp do rodzica lub opiekuna nie jest wymagany. Jednak w przypadku dzieci nieśmiałych i niepewnych upewnij się, że zaufani opiekunowie są dostępni.
      UWAGA: W przypadku niewielkiej liczby dzieci rodzice i opiekunowie mogą rozpraszać zamiast pomagać. W takim przypadku zapytaj rodzica, czy byłby skłonny zejść dziecku z oczu.
2. Zbierz wymiary głowy.
   1. Użyj elastycznej taśmy mierniczej i markera porcelanowego, aby zaznaczyć miejsca do późniejszego nałożenia elektrody.
   2. Zmierz odległość od iniona do nasion i umieść znak w połowie drogi. Zmierz odległość od wcięcia przedusznego w jednym uchu do wcięcia przedusznego w drugim uchu i umieść kolejny znak w połowie drogi. Punktem przecięcia tych dwóch znaków jest punkt "odniesienia" (CZ).
   3. Odmierz 10% odległości od wcięcia do nasion w górę od wcięcia. Następnie odmierz 10% wcięcia przedusznego do pomiaru wcięcia przedusznego od tego punktu po obu stronach. Zrób dwa znaki, po jednym z każdej strony (O3 i O4).
   4. Zmierz 20% wcięcia przedusznego do wcięcia przedusznego od punktu odniesienia po obu stronach głowy. Zrób dwa znaki, po jednym z każdej strony (C3 i C4).
   5. Zmierz 20% odległości od wcięcia do nasion w górę od punktu odniesienia. Następnie odmierz 20% wcięcia przedusznego do pomiaru wcięcia przedusznego od tego punktu po obu stronach. Zrób dwa znaki, po jednym z każdej strony (F3 i F4).
3. Przygotuj jedną elektrodę na raz do umieszczenia.
   1. Wyczyść każde miejsce elektrody za pomocą wacika nasączonego alkoholem. Złuszczaj za pomocą lekko ściernego żelu, a następnie usuń wszelkie pozostałości materiału czyszczącego.
   2. Napełnij każdą elektrodę kremem do elektrod.
      1. W przypadku elektrod umieszczonych w miejscu, w którym znajdują się włosy, nałóż dodatkową kroplę kremu elektrodowego na kwadrat z gazy i umieść ją z tyłu elektrody.
      2. W przypadku elektrod umieszczonych na twarzy użyj taśmy medycznej, aby przykleić elektrodę do skóry.
4. Umieść elektrodę w każdym odpowiednim miejscu EEG, EOG i EMG.
   1. Umieść elektrodę w każdym zaznaczonym miejscu na skórze głowy (CZ, O3, O4, C3, C4, F3 i F4).
   2. Umieść jedną elektrodę na każdym wyrostku sutkowatym (mały wyrostek kostny za uchem) i jedną na środku czoła.
   3. Umieść jedną elektrodę EOG w pobliżu każdego oka. Umieść jedną z tych elektrod nieco wyżej od zewnętrznej strony prawego oka (określaną jako ROC), a drugą na zewnątrz i nieco niżej od lewego oka (określaną jako LOC).
   4. Umieść dwie elektrody EMG wokół podbródka. Umieść jedną elektrodę na prawym policzku tuż nad linią uśmiechu. Umieść drugi po lewej stronie, tuż nad miejscem, w którym podbródek styka się z szyją, w sąsiedztwie przełyku. Znajdź drugą lokalizację, prosząc uczestnika o wypowiedzenie na głos słowa "mleko", jednocześnie wyczuwając miejsce, w którym skurcze mięśni szyi i podbródka są maksymalne.
5. Podłącz elektrody do urządzenia rejestrującego i rozpocznij nagrywanie.
6. Zapisuj odczyty impedancji dla wszystkich elektrod. Upewnij się, że wszystkie elektrody przeszły test impedancji.
   UWAGA: Niektóre urządzenia mogą odnotować "Powodzenie" lub "Niepowodzenie", podczas gdy inne urządzenia mogą podawać wartości liczbowe. W tych ostatnich dopuszczalne są impedancje poniżej 25 kΩ. Jeśli impedancja ulegnie awarii lub jest zbyt wysoka, wyjmij i wymień baterie. Jeśli to nie rozwiąże problemu, ponownie zastosuj tę elektrodę.
7. Po spełnieniu każdego warunku wyjmij elektrody PSG.
   1. W przypadku elektrod nakładanych we włosy, namocz miejsce elektrody sprayem na bazie wody. Pozostaw spray na około minutę, a następnie wyjmij elektrodę.
      UWAGA: Spray do rozczesywania włosów jest bardzo skuteczny w usuwaniu elektrod do włosów.
   2. W przypadku elektrod nakładanych taśmą, zwykle na twarz i wyrostek sutkowaty, użyj wacika z nałożonym na niego olejkiem dla niemowląt, aby nasycić taśmę. Gdy taśma jest całkowicie pokryta oliwką dla niemowląt, delikatnie pociągnij taśmę do góry od rogów.

4. Zadanie pamięci wzrokowo-przestrzennej

1. Podawaj dzieciom poniżej 44 miesiąca życia dziewięć niezbędnych do zapamiętania bodźców ułożonych w matrycę 3 x 3. Podawaj 12 zapadających w pamięć bodźców ułożonych w matrycę 3 x 4 dzieciom w wieku powyżej 44 miesięcy.
   UWAGA: Jeśli dziecko przypisane do 12-punktowej macierzy jest zbyt trudne, można użyć 9-elementowej macierzy. Podobnie, jeśli oczywiste jest, że matryca 9-elementowa jest zbyt łatwa, można użyć matrycy 12-elementowej, aby uniknąć efektów sufitu. Jest to uzasadnione, ponieważ dokładność wewnątrzobiektowa dotyczy zmiennej będącej przedmiotem zainteresowania, a nie surowych wyników. Bodźce to zazwyczaj kreskówkowe obrazki przedstawiające zwykłe obrazy (np. miś, samochód, nożyczki) ułożone w matrycę i prezentowane na ekranie laptopa. Istnieją dwa zestawy bodźców. Pozwala to na zrównoważenie zadania w dwóch warunkach (tj. promocja drzemki i czuwania), tak aby dzieci nie otrzymywały tych samych obrazów w obu warunkach.
2. Zadanie można wykonać w trzech fazach: kodowania, natychmiastowego przywołania i opóźnionego przywołania. Na każdym etapie pozwól dziecku odpowiedzieć na każde pytanie we własnym tempie.
   UWAGA: Typowe czasy trwania to: 6 minut dla fazy kodowania, 2 minuty dla fazy natychmiastowego przywołania i 2 minuty dla opóźnionej fazy przywołania.
   1. W fazie kodowania poinstruuj dziecko, aby zidentyfikowało każdy obraz po nazwie, a następnie poinstruuj dziecko, aby zapamiętało swoją lokalizację każdego elementu na siatce. Po zakodowaniu karty są zastępowane "pustymi" obrazami, a dziecko musi następnie zlokalizować pozycję każdego obrazu, aż osiągnie wynik kodowania ≥75%.
      UWAGA: Próg 75% został wybrany na podstawie badań przeprowadzonych na młodych osobach dorosłej^28,29,30 i odzwierciedla punkt, w którym nauka jest wyraźnie osiągnięta, ale nie na pułapie.
      1. Podczas tego bloku uczestnicy otrzymują wizualną informację zwrotną z zadania po każdej odpowiedzi. Gdy dziecko wybierze lokalizację obrazu, odsłoń powiązany obraz, informując dziecko, czy była to poprawna, czy nieprawidłowa lokalizacja.
      2. Przekaż ustną informację zwrotną na temat wyników, aby zmotywować dziecko, ale upewnij się, że ilość informacji zwrotnych jest spójna w obu warunkach. Kiedy dziecku uda się zlokalizować obraz, użyj języka takiego jak "Świetna robota, masz to!", Kiedy dziecku się to nie udaje, używaj języka, który podkreśla wysiłek dziecka (np. "Ups! Nie do końca, ale dobrze spróbować! Zobaczmy, czy uda Ci się zdobyć następny.").
      3. Dzieciom, które są przypisane do 12-elementowej matrycy, które nie mogą przejść kodowania po 4 rundach, zapewnij możliwość rozciągania się, robienia pajacyków i poruszania się przez około 5 minut. Jeśli dziecko nadal nie może przejść kodowania po dodatkowych 2 rundach, uruchom ponownie kodowanie z macierzą 9-elementową.
      4. Zapewnij dzieciom przypisanym do 9-elementowej macierzy, które otrzymają wynik kodowania 100% w pierwszej rundzie, zadanie kodowania dla 12-elementowej macierzy. Jeśli nie przejdą przez wszystkie niezbędne kroki, aby powrócić do 9-elementowej macierzy, użyj 12-elementowej macierzy w kolejnych dwóch fazach.
   2. W fazie natychmiastowego przypominania sobie prezentuj obrazy ponownie, pojedynczo i poproś dziecko, aby przypomniało sobie odpowiednią lokalizację. Nie przekazuj wizualnej ani ustnej informacji zwrotnej i zbadaj każdy element tylko raz. Przekaż jednak informację zwrotną na temat wysiłku (np. "Dobra robota, dajesz z siebie wszystko").
   3. Przeprowadź fazę opóźnionego przywołania natychmiast po przebudzeniu lub uśpieniu.
      UWAGA: Ta faza jest identyczna z fazą natychmiastowego wycofania.
      1. Czasami dzieci stają się wybredne w fazie opóźnionego przypominania. Jeśli tak się stanie, zachęć dziecko do wykonania zadania nagrodą lub zaoferuj więcej czasu na obejrzenie filmu podczas usuwania PSG. W tym czasie nie pozwalaj dziecku bawić się zabawkami ani angażować się w inne zadania, dopóki zadanie pamięciowe nie zostanie zakończone.

Rysunek 3: Przykłady wyświetleń ekranu podczas zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

5. Aktygrafia

1. Zaprogramuj zegarek aktywności.
   UWAGA: Próbkowanie zegarka aktywności odbywa się z częstotliwością 32 Hz i czułością <0,01 g. Aktywność jest przechowywana w 15-sekundowych epokach.
2. Zapewnij każdemu uczestnikowi zaprogramowany zegarek aktywności i instrukcje. Powiedz rodzicowi, że zegarek powinien być zawsze noszony. Podkreśl, że jest wodoodporny, więc nie ma powodu, aby wyjmować urządzenie.
   1. Poinstruuj dziecko, aby stale nosiło zegarek na swojej niedominującej ręce.
   2. Poinstruuj rodzica, aby naciskał przycisk z boku tarczy zegarka za każdym razem, gdy dziecko próbuje zasnąć, a następnie ponownie, gdy się obudzi.
      UWAGA: Spowoduje to wygenerowanie znacznika zdarzenia w danych, który pomaga w punktacji aktygrafii.
3. Zapewnij rodzicowi dziennik snu (podobny do dziennika lub arkusza kalkulacyjnego), w którym może zapisywać czas snu i oglądać usuwanie.
   UWAGA: Pomaga to również w punktacji aktygrafii.
   1. W dzienniczku snu poproś rodzica o dostarczenie pełnego dziennika wszystkich dni snu przez liczbę dni, w których zegarek aktywności będzie noszony, w tym czas, w którym dziecko kładzie się spać i kiedy się budzi. Rodzic powinien podać te informacje zarówno w przypadku drzemek, jak i regularnego snu w nocy. Dodatkowo poproś rodzica o podanie informacji o każdym momencie, w którym zegarek jest wyjmowany.

6. Analiza danych

1. Zadanie pamięci wzrokowo-przestrzennej
   1. Oblicz dokładność dla każdej fazy wycofania jako procent wycofanych elementów.
   2. Oblicz zmianę w przypominaniu w odstępach czasu drzemki i budzenia w następujący sposób.
      1. Oblicz zmianę w_drzemce przywołania, odejmując dokładność natychmiastowego przypomnienia (przed drzemką) od dokładności opóźnionego przypomnienia (po drzemce).
      2. Oblicz zmianę w_śladzie przywołania, odejmując dokładność natychmiastowego przywołania (przed wybudzeniem) od dokładności opóźnionego przywołania (po wybudzeniu).
2. Psg
   1. Scharakteryzuj fazy snu zgodnie ze standardowymi kryteriami punktacji (np. The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events v. 2.5).
   2. Wykrywaj wrzeciona uśpienia w C3 za pomocą specjalistycznego oprogramowania, oznaczając początki i przesunięcia wrzeciona.
   3. Sprawdź fazy snu oraz początki i przesunięcia wrzeciona z drugim przeszkolonym badaczem. W przypadku, gdy scorings nie są zgodne, poproś trzeciego wyszkolonego strzelca o podjęcie decyzji w drodze konsensusu.
   4. Analizuj gęstość wrzeciona za pomocą specjalistycznego oprogramowania i wewnętrznego kodu MATLAB opartego na wcześniejszych badaniach³¹. Krótko mówiąc, filtruj dane EEG od 0,5 do 35 Hz. Weź pod uwagę maksymalne napięcie między zidentyfikowanym początkiem wrzeciona i przesuń szczytową amplitudę wrzeciona. Użyj szybkiej transformaty Fouriera każdego wrzeciona, aby zidentyfikować szczytową częstotliwość widmową między 9−15 Hz^24,32.
3. Aktygrafia
   1. Oceniaj dane obserwacji aktywności za pomocą specjalistycznego oprogramowania zgodnego ze standardowymi protokołami²⁰.
      UWAGA: Aby zapewnić wiarygodność danych, wymagane są dane z wielu dni i nocy. Uczestnicy potrzebują co najmniej trzech dni i trzech nocy danych aktygraficznych (dni i noce nie muszą następować po sobie); Jednak 5 nocy jest preferowane, szczególnie gdy te dane są głównym zainteresowaniem³³.
   2. Korzystaj z informacji z dziennika snu i znaczników zdarzeń (naciśnięć przycisków), aby zweryfikować początek i przesunięcie snu.
      UWAGA: Te dwa elementy muszą znajdować się w odległości nie większej niż 20 minut od siebie, aby można było określić początek i koniec przerwy między odpoczynkami.
      1. Jeśli uczestnikowi brakuje informacji w dzienniku snu, znacznikach zdarzeń lub znaczniki dziennika i zdarzeń nie znajdują się w odstępie 20 minut, określ początek snu i przesuń go ręcznie³²: określ początek snu na podstawie pierwszych trzech minut ciągłego snu³³ i określ przesunięcie snu o ostatnie pięć minut ciągłego snu³⁴.

Wyniki

Korzystając z opisanych tutaj procedur, Kurdziel i współpracownicy²³ zbadali zależną od snu konsolidację pamięci podczas drzemek u dzieci w wieku przedszkolnym. Wyniki pokazały, że dokładność przypominania sobie przez dzieci w zadaniu pamięci wzrokowo-przestrzennej po drzemce była lepsza niż ich dokładność przypominania sobie po podobnym okresie, podczas którego pozostawały przytomne (tj. co oznacza "korzyść z drzemki", ryc. 4). Co więcej, ci, któr...

Dyskusja

W tym artykule opisano, jak badać zależną od snu konsolidację pamięci deklaratywnej podczas drzemek we wczesnym dzieciństwie. Metody obejmują behawioralną ocenę pamięci w warunkach drzemki i czuwania, aktygrafię i raport rodzicielski do oceny cykli snu oraz PSG do oceny architektury snu. Ta unikalna kombinacja ma kluczowe znaczenie dla oceny pamięci, charakteryzowania cykli snu i badania mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw korzyści płynących ze snu na pamięć. Reprezentatywne wyniki wskazują, że uczenie się i pami...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Zestaw startowy Actiwatch Spectrum Plus	Philips Respironics	1109516	zawiera: urządzenie Actiwatch Spectrum Plus, licencję na oprogramowanie Actiware i instrukcję
obsługi oprogramowania Actiware	Philips Respironics	1114828	Mogą być dostępne alternatywy.
Analizator mózgu	Produkty mózgowe	BV-BP-170-1000	Alternatywy mogą być dostępne.
Laptop Dell Latitude 5580	Dell	X5580T [210-AKJR]	Laptop do uruchamiania MatLab, Actiware i RemLogic, a także przechowywania/przesyłania danych
EC2 krem	Trawa	12643	Możliwe alternatywy to pasta Ten20 i krem elektryczny Lic2
Embla REMLogic oprogramowanie	Natus Medical Inc.	21475	Alternatywy mogą być dostępne.
Embletta MPR PG Sys - XR - US	Natus Medical Inc.	12077	System Embletta do nagrań PSG
Embletta MPR ST + Proxy Kit Natus	Medical Inc.	12696	Załącznik do Embletta do nagrywania czujników PSG
Roztwór czyszczący Nuprep	Natus Medical Inc.	12643	Mogą być dostępne możliwe alternatywy.
Zestaw startowy Sleep Supplies dla Embletta MPR ST/ST + Proxy	Natus Medical Inc.	12643	Zestaw startowy do spania, w tym guaze, krem EC2, roztwór czyszczący NuPrep, waciki i inne.