Name: Pomiar mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek we wczesnym dzieciństwie (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 20 s
Description: Poznaj metody badania mechanizmów neuronalnych konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek u dzieci w wieku przedszkolnym. Protokół obejmuje polisomnografię i zadania pamięciowe wizualno-przestrzenne.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Laboratorium Rozwoju Neurokognitywnego na Uniwersytecie Maryland, College Park oraz Laboratorium Somneuro na Uniwersytecie Massachusetts, Amherst za pomoc w realizacji tego projektu. Finansowanie zostało zapewnione przez NIH (HD094758) i NSF (BCS 1749280) dla TR i RS. Reprezentatywne wyniki zostały sfinansowane przez NIH HL111695.

<ol><li>Sadeh, A., Acebo, C., Seifer, R., Aytur, S., Carskadon, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-based+assessment+of+sleep-wake+patterns+during+the+1st+year+of+life%5BTitle%5D)+AND+%22Infant+Behavioral+Development%22%5BJournal%5D)">Activity-based assessment of sleep-wake patterns during the 1st year of life.</a> Infant Behavioral Development. 18 (3), 329-337 (1998).</li>
<li>Sadeh, A., Urbach, D., Lavie, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Actigraphically-based+automatic+bedtime+sleep-wake+scoring%3A+Validity+and+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+Ambulatory+Monitoring%22%5BJournal%5D)">Actigraphically-based automatic bedtime sleep-wake scoring: Validity and clinical applications.</a> Journal Ambulatory Monitoring. 2 (3), 209-216 (1989).</li>
<li>Rasch, B., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((About+sleep%27s+role+in+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reviews%22%5BJournal%5D)">About sleep's role in memory.</a> Physiological Reviews. 93, 681-766 (2013).</li>
<li>Werchan, D. M., Gómez, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wakefulness+%28not+sleep%29+promotes+generalization+of+word+learning+in+2.5-year-old+children%5BTitle%5D)+AND+%22Child+Development%22%5BJournal%5D)">Wakefulness (not sleep) promotes generalization of word learning in 2.5-year-old children.</a> Child Development. 85 (2), 429-436 (2014).</li>
<li>Wang, J. Y., Weber, F. D., Zinke, K., Inostroza, M., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((More+effective+consolidation+of+episodic+long-term+memory+in+children+than+adults-unrelated+to+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Child+Development%22%5BJournal%5D)">More effective consolidation of episodic long-term memory in children than adults-unrelated to sleep.</a> Child Development. 89 (5), 1720-1734 (2018).</li>
<li>Sonni, A., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+protects+memories+from+interference+in+older+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Sleep protects memories from interference in older adults.</a> Neurobiology of Aging. 36 (7), 2272-2281 (2015).</li>
<li>Marshall, L., Helgadóttir, H., Mölle, M., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boosting+slow+oscillations+during+sleep+potentiates+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory.</a> Nature. 444 (7119), 610-613 (2006).</li>
<li>Baran, B., Wilson, J., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((REM-dependent+repair+of+competitive+memory+suppression%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">REM-dependent repair of competitive memory suppression.</a> Experimental Brain Research. 203 (2), 471-477 (2010).</li>
<li>Diekelmann, S., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+memory+function+of+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The memory function of sleep.</a> Nature Reviews Neuroscience. 11 (2), 114-126 (2010).</li>
<li>Stickgold, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+dependent+memory+consolidation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Sleep dependent memory consolidation.</a> Nature. 437 (27), 1272-1278 (2005).</li>
<li>Dudai, Y., Karni, A., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+consolidation+and+transformation+of+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The consolidation and transformation of memory.</a> Neuron. 88 (1), 20-32 (2010).</li>
<li>Feld, G. B., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sculpting+memory+during+sleep%3A+concurrent+consolidation+and+forgetting%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Sculpting memory during sleep: concurrent consolidation and forgetting.</a> Current Opinion in Neurobiology. 44, 20-27 (2017).</li>
<li>Staresina, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+nesting+of+slow+oscillations%2C+spindles+and+ripples+in+the+human+hippocampus+during+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Hierarchical nesting of slow oscillations, spindles and ripples in the human hippocampus during sleep.</a> Nature Neuroscience. 18 (11), 1679-1686 (2015).</li>
<li>Ellenbogen, J. M., Payne, J. D., Stickgold, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+sleep+in+declarative+memory+consolidation%3A+passive%2C+permissive%2C+active+or+none%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">The role of sleep in declarative memory consolidation: passive, permissive, active or none?</a> Current Opinion Neurobiology. 16 (6), 716-722 (2006).</li>
<li>Oudiette, D., Paller, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upgrading+the+sleeping+brain+with+targeted+memory+reactivation%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cognitive+Sciences%22%5BJournal%5D)">Upgrading the sleeping brain with targeted memory reactivation.</a> Trends in Cognitive Sciences. 17 (3), 142-149 (2013).</li>
<li>Yonelinas, A. P., Ranganath, C., Ekstrom, A. D., Wiltgen, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+contextual+binding+theory+of+episodic+memory%3A+systems+consolidation+reconsidered%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A contextual binding theory of episodic memory: systems consolidation reconsidered.</a> Nature Reviews Neuroscience. 20, 364-375 (2019).</li>
<li>Antony, J. W., Schapiro, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+and+effective+replay%3A+systems+consolidation+reconsidered+again%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Active and effective replay: systems consolidation reconsidered again.</a> Nature Reviews Neuroscience. , (2019).</li>
<li>Lam, J., Mahone, E. M., Mason, T., Scharf, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+napping+on+cognitive+function+in+preschoolers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Developmental+%26+Behavioral+Pediatrics%22%5BJournal%5D)">The effects of napping on cognitive function in preschoolers.</a> Journal of Developmental & Behavioral Pediatrics. 32 (2), 90-97 (2011).</li>
<li>Kurth, S., Ringli, M., Geiger, A., Lebourgeois, M., Jenni, O. G., Huber, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-density+sleep+electroencephalogram+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">High-density sleep electroencephalogram study.</a> Journal of Neuroscience. 30 (40), 13211-13219 (2010).</li>
<li>Backhaus, J., Hoeckesfeld, R., Born, J., Hohagen, F., Junghanns, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immediate+as+well+as+delayed+post+learning+sleep+but+not+wakefulness+enhances+declarative+memory+consolidation+in+children%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Immediate as well as delayed post learning sleep but not wakefulness enhances declarative memory consolidation in children.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 89 (1), 76-80 (2008).</li>
<li>Wilhelm, I., Diekelmann, S., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+in+children+improves+memory+performance+on+declarative+but+not+procedural+tasks+TT+-+Bei+Kindern+verbessert+Schlaf+die+Ged%C3%A4chtnisleistung+f%C3%BCr+deklarative+aber+nicht+f%C3%BCr+prozedurale+Aufgaben%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">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.</a> Learning and Memory. 15 (5), 373-377 (2008).</li>
<li>Seehagen, S., Konrad, C., Herbert, J. S., Schneider, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Timely+sleep+facilitates+declarative+memory+consolidation+in+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Timely sleep facilitates declarative memory consolidation in infants.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (5), 1625-1629 (2015).</li>
<li>Kurdziel, L., Duclos, K., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+spindles+in+midday+naps+enhance+learning+in+preschool+children%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+the+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Sleep spindles in midday naps enhance learning in preschool children.</a> Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America. 110 (43), 17267-17272 (2013).</li>
<li>Kurdziel, L. B. F., Kent, J., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep-dependent+enhancement+of+emotional+memory+in+early+childhood%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Sleep-dependent enhancement of emotional memory in early childhood.</a> Scientific Reports. 8 (12609), 1-10 (2018).</li>
<li>Desrochers, P. C., Kurdziel, L. B. F., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+benefit+of+naps+on+motor+learning+in+preschool+children%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Delayed benefit of naps on motor learning in preschool children.</a> Experimental Brain Research. 234 (3), 763-772 (2016).</li>
<li>Maldonado, C. C., Bentley, A. J., Mitchell, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pictorial+sleepiness+scale+based+on+cartoon+faces%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">A pictorial sleepiness scale based on cartoon faces.</a> Sleep. 27 (3), 541-548 (2004).</li>
<li>Stern, R. A., Arruda, J. E., Hooper, C. R., Wolfner, G. D., Morey, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+analogue+mood+scales+to+measure+internal+mood+state+in+neurologically+impaired+patients%3A+Description+and+initial+validity+evidence%5BTitle%5D)+AND+%22Aphasiology%22%5BJournal%5D)">Visual analogue mood scales to measure internal mood state in neurologically impaired patients: Description and initial validity evidence.</a> Aphasiology. 11 (1), 59-71 (1997).</li>
<li>Plihal, W., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+early+and+late+nocturnal+sleep+on+indicators+of+procedural+and+declarative+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Effects of early and late nocturnal sleep on indicators of procedural and declarative memory.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 9 (4), 534-547 (1997).</li>
<li>Donohue, K. C., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+re-exposure+to+environmental+sound+cues+during+sleep+does+not+improve+memory+for+semantically+unrelated+word+pairs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Education+and+Psychology%22%5BJournal%5D)">Continuous re-exposure to environmental sound cues during sleep does not improve memory for semantically unrelated word pairs.</a> Journal of Cognitive Education and Psychology. 10 (2), 167-177 (2015).</li>
<li>Wilson, J. K., Baran, B., Pace-Schott, E. F., Ivry, R. B., Spencer, R. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+modulates+word-pair+learning+but+not+motor+sequence+learning+in+healthy+older+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Sleep modulates word-pair learning but not motor sequence learning in healthy older adults.</a> Neurobiology of Aging. 33 (5), 991-1000 (2012).</li>
<li>Wamsley, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+sleep+spindles+and+spindle+coherence+in+schizophrenia%3A+Mechanisms+of+impaired+memory+consolidation%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Reduced sleep spindles and spindle coherence in schizophrenia: Mechanisms of impaired memory consolidation?</a> Biological Psychiatry. 71 (2), 154-161 (2012).</li>
<li>Mölle, M., Bergmann, T. O., Marshall, L., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+slow+spindles+during+the+sleep+slow+oscillation%3A+Disparate+coalescence+and+engagement+in+memory+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Fast and slow spindles during the sleep slow oscillation: Disparate coalescence and engagement in memory processing.</a> Sleep. 34 (10), 1411-1421 (2011).</li>
<li>Acebo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep%2Fwake+patterns+derived+from+activity+monitoring+and+maternal+report+for+healthy+1-+to+5-year-old+children%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Sleep/wake patterns derived from activity monitoring and maternal report for healthy 1- to 5-year-old children.</a> Sleep. 28 (12), 1568-1577 (2005).</li>
<li>Acebo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+sleep+patterns+with+activity+monitoring+in+children+and+adolescents%3A+How+many+nights+are+necessary+for+reliable+measures%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Estimating sleep patterns with activity monitoring in children and adolescents: How many nights are necessary for reliable measures?</a> Sleep. 22 (1), 95-103 (1999).</li>
<li>Geiger, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sleep+EEG+as+a+marker+of+intellectual+ability+in+school+age+children%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">The sleep EEG as a marker of intellectual ability in school age children.</a> Sleep. 34 (2), 181-189 (2011).</li>
<li>Wagner, U., Gais, S., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emotional+memory+formation+is+enhanced+across+sleep+intervals+with+high+amounts+of+rapid+eye+movement+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Emotional memory formation is enhanced across sleep intervals with high amounts of rapid eye movement sleep.</a> Learning and Memory. 8, 112-119 (2001).</li>
<li>Gómez, R. L., Bootzin, R. R., Nadel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naps+promote+abstraction+in+language-learning+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Science%22%5BJournal%5D)">Naps promote abstraction in language-learning infants.</a> Psychological Science. 17 (8), 670-674 (2006).</li>
<li>Konrad, C., Herbert, J. S., Schneider, S., Seehagen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gist+extraction+and+sleep+in+12-month-old+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Gist extraction and sleep in 12-month-old infants.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 134, 216-220 (2016).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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...

Biorąc pod uwagę powszechność snu w naszej codziennej rutynie, ważne jest zrozumienie jego funkcji. Badania realizowane w tym celu wymagają precyzyjnego pomiaru snu. Polisomnografia (PSG) jest złotym standardem pomiaru snu. PSG umożliwia obiektywny, ilościowy pomiar snu z wysoką rozdzielczością czasową i może być przydatna zarówno do celów badawczych, jak i klinicznych. PSG stanowi kombinację zapisów fizjologicznych. W minimalnym zakresie zestaw PSG obejmuje następujące pomiary: elektroencefalografię (EEG), elektrookulografię (EOG) oraz elektromiografię (EMG). Pomiary te oceniają odpowiednio potencjały elektryczne mózgu, oczu i mięśni oraz pozwalają na klasyfikację faz snu (patrz Rycina 1). W celu zidentyfikowania zaburzeń snu można dołączyć inne pomiary, takie jak elektrokardiografia (ECG), pomiar oddychania oraz pulsoksymetrię.
<img alt="badanie snu EEG/EMG/EOG; schemat rozmieszczenia elektrod; analiza fal mózgowych; tabela danych etapów snu." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60200/60200fig1b.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rycina 1: Przykład rozmieszczenia elektrod i opis aktywności rejestrowanej za pomocą PSG. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60200/60200fig1blarge.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
PSG pozwala na podzielenie snu na cztery odrębne stadia: stadium 1 snu bez szybkich ruchów gałek ocznych (non-REM) (nREM1; 4−7 Hz), stadium 2 snu non-REM (nREM2; 12−15 Hz), stadium 3 snu non-REM (częściej znane 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 obniżonego napięcia mięśniowego w zapisie EMG oraz oscylacji EEG o mieszanej amplitudzie w porównaniu z falami alfa obserwowanymi podczas czuwania w spoczynku. Po tym następuje nREM2, który można odróżnić po obecności wrzecion snu (krótkich serii aktywności o częstotliwości sigma; 1−16 Hz) oraz kompleksów K (pojedynczych wolnych fal wyróżniających się na tle otaczającej aktywności) w zapisie EEG. SWS charakteryzuje się wyraźnymi, wolnofalowymi oscylacjami EEG o wysokiej amplitudzie. Sen REM charakteryzuje się szybką, nisk amplitudową oscylacyjną aktywnością mózgu, bardzo zbliżoną do tej obserwowanej podczas czuwania. Jednak tym, co odróżnia sen REM od czuwania, jest występowanie fazowych szybkich ruchów gałek ocznych (stąd nazwa REM) oraz atonia mięśniowa. W ciągu jednego epizodu snu stadia te występują cyklicznie, w tempie około 90 min/cykl.
Sen również podlega rytmowi okołodobowemu, a epizody snu występują w cyklach 24-godzinnych. Pora i regularność snu mogą wpływać na jego funkcję i są również istotne do oceny. Chociaż PSG jest niezbędne do charakteryzowania faz snu, jego zastosowanie jest czasochłonne, przez co nie jest ono idealne do oceny wielu epizodów snu (np. wielu nocy snu, drzemek i snu nocnego). W tym celu pomocna jest aktygrafia. Aktygrafia wykorzystuje trójsiowy akcelerometr, zazwyczaj noszony na nadgarstku, aby szacować sen na podstawie braku ruchu. Mimo że aktygrafii nie można użyć do charakteryzowania faz snu, wykazano, że jest ona wiarygodna w wykrywaniu początku snu i początku czuwania (w tym fragmentacji snu lub wybudzeń po zaśnięciu) w różnych grupach populacyjnych, od niemowląt1 po osoby starsze2. Zarówno PSG, jak i aktygrafia są metodami preferowanymi w stosunku do pomiarów opartych na raportach własnych lub rodziców. Pomiary z raportów własnych/rodziców są łatwe w przeprowadzeniu i stosunkowo tanie, jednak są one również podatne na błędy poznawcze i brak współpracy uczestników. Na koniec warto zauważyć, że metody te można stosować w kombinacji, aby wykorzystać zalety każdej z nich. Na przykład PSG można połączyć z aktygrafią i/lub raportami własnymi/rodziców, aby uzyskać informacje zarówno o jakości snu nocnego, jak i weryfikację ilości snu lub cykli sen-czuwanie, zwłaszcza w długich okresach (np. tygodniach lub miesiącach).
Jedną z funkcji snu, która wzbudziła szczególne zainteresowanie, jest zależna od snu konsolidacja pamięci, czyli proces przetwarzania wspomnień, który sprawia, że stają się one silniejsze i mniej podatne na interferencje3. Chociaż konsolidacja pamięci może zachodzić podczas czuwania u dzieci4 i dorosłych5, istnieją istotne dowody na to, że proces ten jest wzmocniony podczas snu. Dotychczasowe badania dostarczyły behawioralnych przykładów zależnej od snu konsolidacji pamięci poprzez porównanie zmian w sprawności zapamiętywania po odstępie czasu obejmującym sen (np. 20:0–8:0) ze zmianami po równoważnym odstępie czasu spędzonym na czuwaniu (np. 8:0–20:0). U dorosłych wspomnienia są chronione6 lub nawet wzmacniane7 po okresie snu, podczas gdy wspomnienia zazwyczaj zanikają w analogicznym okresie czuwania. Zastosowano kontrole pozwalające oddzielić zmiany w sprawności od wpływów okołodobowych8,9,10. Na przykład podobne korzyści płynące ze snu obserwuje się przy porównywaniu sprawności po drzemce w ciągu dnia z równoważnym okresem czuwania w ciągu dnia9.
Choć kiedyś uważano, że sen odzwierciedla proces pasywny, polegający jedynie na chronieniu wspomnień przed zanikiem lub interferencją, nowoczesne teorie sugerują, że sen odgrywa bardziej aktywną rolę i w rzeczywistości wspomaga pamięć poprzez reaktywacje1,12,13. Dowodem na to są zaobserwowane korelacje pomiędzy behawioralnymi miernikami konsolidacji pamięci podczas snu (zmiana w przypominaniu sobie informacji po śnie w porównaniu do stanu przed snem) a konkretnymi aspektami fizjologii snu. W przypadku wielu zadań dotyczących pamięci deklaratywnej, konsolidacja pamięci wiąże się z aspektami snu nREM, a konkretnie z miernikami SWS lub wrzecionami snu występującymi w fazie nREM2 i SWS. Gdyby rola snu polegała na pasywnej ochronie przed interferencją, taka korelacja nie byłaby spodziewana; oczekiwano by raczej korelacji między czasem snu (niezależnie od jego fazy) a wynikami, ponieważ dłuższy czas snu zapewniałby większą ochronę przed interferencją14.
Dodatkowe potwierdzenie aktywnej roli SWS w konsolidacji pamięci znajduje się w badaniach nad ukierunkowaną reaktywacją pamięci. W badaniach tych wspomnienie jest zapamiętywane w kontekście bodźca percepcyjnego, na przykład zapachu, a przypominanie sobie tego wspomnienia po śnie jest skuteczniejsze, jeśli bodziec ten zostanie ponownie zaprezentowany podczas snu, a w szczególności podczas SWS15. Choć mechanizm ten jest przedmiotem dyskusji16,17, jedna z czołowych teorii, teoria konsolidacji systemowej, zakłada, że wspomnienia zakodowane w hipokampie są stabilizowane w korze poprzez dialog hipokampalno-neokortykalny. W szczególności korowe fale wolne i wrzeciona snu, występujące łącznie z falami hipokampalnymi (ripples) związanymi z reaktywacją pamięci, wspomagają transfer wspomnień3.
Rola snu w konsolidacji pamięci podczas rozwoju jest mniej jasna. Wczesne dzieciństwo jest okresem szczególnego zainteresowania, ponieważ dzieci zaczynają przechodzić z dwufazowego wzorca snu (składającego się z drzemki w ciągu dnia i nocnego odpoczynku) na wzorzec monofazowy. Niedawne badania sugerują, że przejście to może odzwiercielać dojrzewanie mózgu18. Argument ten jest zgodny z danymi empirycznymi wykazującymi, że zmiany rozwojowe w śnie nocnym (tj. topografia aktywności fal wolnych) odzwierciedlają dojrzewanie kory mózgowej19.
Mimo że istnieje kilka behawioralnych dowodów na nocną konsolidację zależną od snu u dzieci20,21 i niemowląt22, badania nad neuronalnymi podstawami konsolidacji pamięci podczas snu w ciągu dnia dopiero zaczynają być prowadzone. W przełomowej pracy badającej wpływ drzemek w ciągu dnia na pamięć u dzieci w wieku przedszkolnym wykazano, że drzemki chronią wspomnienia niedawno przyswojonych informacji, podczas gdy pamięć ulegała zmniejszeniu (o ok. 12%), gdy dzieci pozostawały rozbudzone w czasie przeznaczonym na drzemkę23. Ta „korzyść z drzemki” była największa u dzieci, które drzemały regularnie (tj. 5 lub więcej razy w tygodniu, co zmierzono za pomocą aktygrafii), niezależnie od ich wieku. Dzięki rejestracji PSG podczas drzemki stwierdzono, że zmiana w wydajności pamięci w okresie drzemki była konkretnie powiązana z gęstością wrzecion snu (liczbą wrzecion snu na minutę snu nREM), co sugeruje, że jakość (a nie ilość) drzemki była kluczowym czynnikiem sprzyjającym retencji pamięci (patrz sekcja wyników reprezentatywnych).
Niniejsze badanie podkreśla znaczenie PSG w badaniu zależności między snem a pamięcią podczas rozwoju. Wskazuje ono na istotę charakteryzacji makrostruktury snu (fazy snu) oraz mikrostruktury (cechy tych faz, takie jak częstotliwości i obecność wrzecion) podczas drzemek dla konsolidacji pamięci. Podkreślono również wagę oceny rytmów snu (klasyfikację dzieci jako drzemiących nawykowo lub nienawykowo). Chociaż nasza praca scharakteryzowała funkcję drzemek w uczeniu się wizualno-przestrzennym (a ostatnio także w uczeniu się emocjonalnym24 i proceduralnym25), wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Przykładowo, istotne będzie zbadanie innych zadań pamięci deklaratywnej w celu oceny uogólnialności tych wyników oraz analiza zadań stosowanych w przedszkolach, aby zrozumieć specyficzne parametry (np. stopień korzyści z drzemki w stosunku do uczenia się) dla zadań o wysokiej trafności ekologicznej. Konieczne będą również dodatkowe prace, aby zrozumieć, kiedy stan czuwania jest wystarczający dla konsolidacji pamięci. Zatem naszym celem jest wyjaśnienie procesu pomiaru snu i zależnej od snu konsolidacji pamięci u dzieci. Przedstawiamy praktyczne wskazówki dotyczące badania wpływu popołudniowej drzemki na pamięć deklaratywną u typowo rozwijających się przedszkolaków (w wieku około 3 do 4 lat) z wykorzystaniem komputerowego zadania pamięci wizualno-przestrzennej, a także metody oceny nawykowości drzemek za pomocą aktygrafii, raportów rodzicielskich oraz fizjologii drzemki za pomocą PSG. Choć metody te opracowano dla dzieci w wieku przedszkolnym, które drzemią z różną częstotliwością, mogą one zostać dostosowane do dowolnej grupy wiekowej.

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

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

Measuring Neural Mechanisms Underlying Sleep-Dependent Memory Consolidation During Naps in Early Childhood

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.

Stosując opisane tutaj procedury, Kurdziel i współpracownicy23 zbadali zależną od snu konsolidację pamięci podczas drzemek u dzieci w wieku przedszkolnym. Wyniki wykazały, że dokładność przypominania w zadaniu pamięci wizuprzestrzennej po drzemce była wyższa niż dokładność przypominania po podobnym okresie czasu, podczas którego dzieci pozostały rozbudzone (co wskazuje na tzw. „korzyść z drzemki”, Rysunek 4). Co więcej, osoby, które poprzedniego dn...

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.

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

Sleep is critical for daily functioning. One important function of sleep is the consolidation of memories, a process that makes them stronger and less ...

Protokół ten pozwala na pomiar konsolidacji pamięci zależnej od snu u dzieci i zapewnia praktyczne podejście do badania korzyści drzemki dla pamięci deklaratywnej u typowo rozwijających się dzieci. Wyniki uzyskane dzięki tej technice będą miały implikacje dla edukacji wczesnoszkolnej, ponieważ dostarczą empirycznych zaleceń dotyczących długości drzemek w klasach przedszkolnych. Główną zaletą tej metody jest to, że można ją wykorzystać do oceny zarówno rozkładu snu, jak i architektury snu, które dostarczają danych dotyczących stanów mózgu, które wspierają konsolidację pamięci.Chociaż metody te zostały opracowane do badania konsolidacji pamięci podczas drzemek u dzieci w wieku przedszkolnym, można je dostosować do stosowania w każdej grupie wiekowej i podczas nocnych napadów snu. Właściwy pomiar i przygotowanie miejsca elektrody ma kluczowe znaczenie dla uzyskania niskich impedancji i wysokiej jakości danych, co może być trudne u dzieci w wieku przedszkolnym. Procedurę z Tamarą Allard zademonstrują Arcadia Ewell i Benjamin Weinberg, asystenci naukowi w laboratorium.Po wyjaśnieniu dziecku i rodzicowi procedury przy użyciu materiałów odpowiednich do wieku, poproś dziecko, aby zaangażow

measuring-neural-mechanisms-underlying-sleep-dependent-memory

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Prezentujemy protokół używany do odkrycia interaktywnego wpływu między snem a kortyzolem na konsolidację pamięci, szczególnie w przypadku negatywnych obrazów pobudzających. W szczególności projekt eksperymentalny wykorzystuje śledzenie oczu, analizę kortyzolu w ślinie i testowanie pamięci behawioralnej – metody, które można stosować zarówno u uczestników zdrowych, jak i klinicznych.

Śledzenie ruchu gałek ocznych, kortyzol i opóźnienie konsolidacji snu i czuwania: połączenie metod w celu odkrycia interaktywnego wpływu snu i kortyzolu na pamięć

Procedura imitacji wywołanej została ustanowiona w celu zbadania rozwoju pamięci pamięciowej w niemowlęctwie i wczesnym dzieciństwie. Procedura ta jest szeroko stosowana w celu ustanowienia solidnych podstaw natury pamięci przywoławczej w niemowlęctwie i wczesnym dzieciństwie.

Badanie pamięci przywoławczej w niemowlęctwie i wczesnym dzieciństwie przy użyciu paradygmatu wywołanego naśladownictwa

Zapis elektroencefalogramu (EEG) i elektromiogramu (EMG) u swobodnie zachowujących się myszy jest kluczowym krokiem do skorelowania zachowania i fizjologii ze snem i czuwaniem. Opisany w niniejszym dokumencie protokół eksperymentalny zapewnia przewodowy system do pozyskiwania zapisów EEG i EMG u myszy.

Procedura rejestracji poligraficznej do pomiaru snu u myszy

Tutaj prezentujemy eksperymentalne i analityczne procedury opisujące dynamikę czasową zmiennych neuronalnych i sercowych snu nie-REM u myszy, które modulują reakcję snu na bodźce akustyczne.

Kwantyfikacja dynamiki mocy widmowej i tętna w podczerwieni u śpiących myszy

Opisujemy technikę pozbawiania snu znaną jako delikatne obchodzenie się, gdzie badacze delikatnie szturchają myszy za każdym razem, gdy obserwuje się zachowanie podczas snu. Ta metoda jest potężnym narzędziem, które pozwala naukowcom badać wpływ, jaki przewlekłe ograniczenie snu w trakcie rozwoju może mieć na przyszłą fizjologię i zachowanie mózgu.

Przewlekły brak snu u młodych myszy poprzez delikatne obchodzenie się z nim

Przedstawiony tutaj protokół dostarcza informacji na temat jednoczesnej elektroencefalografii (EEG) i oceny behawioralnej w czasie rzeczywistym. Omówiliśmy wszystkie kroki związane z tym protokołem jako atrakcyjnym rozwiązaniem dla badaczy z wielu dziedzin neuronauki, szczególnie w obszarach uczenia się i pamięci.

Jednoczesne monitorowanie bezprzewodowego testu elektrofizjologii i pamięci behawioralnej jako narzędzia do badania neurogenezy hipokampa

Prezentowany tutaj jest protokół dla modelu przewlekłej fragmentacji snu (CSF) osiągnięty przez elektrycznie sterowany wirnik orbitalny, który może wywołać potwierdzony deficyt poznawczy i zachowanie podobne do lęku u młodych myszy typu dzikiego. Model ten można zastosować do badania patogenezy przewlekłych zaburzeń snu i zaburzeń pokrewnych.

Model przewlekłej fragmentacji snu wykorzystujący wibrujący wirnik orbitalny do wywoływania deficytu poznawczego i zachowań podobnych do lęku u młodych myszy typu dzikiego

Ten artykuł opisuje protokół do manipulowania celami molekularnymi w korze mózgowej za pomocą wirusów związanych z adenowirusami oraz do monitorowania efektów tej manipulacji podczas czuwania i snu za pomocą zapisów elektrokortykograficznych.

Zapis elektrokortykograficzny obszarów kory mózgowej manipulowanych za pomocą wirusa związanego z adenowirusem skierowanym przeciwko kofilinie u myszy

Procedura opisana w niniejszym protokole wykazuje, że podawanie testosteronu oraz powszechne przekonania na jego temat mogą być powiązane z bezpośrednio przeciwstawnymi zachowaniami społecznymi.

Połączenie endokrynologii behawioralnej i ekonomii eksperymentalnej: testosteron a podejmowanie decyzji społecznych

Opisano metodę transferu genów do rozwijającego się mózgu myszy z wykorzystaniem unikalnej metody chirurgicznej oraz specjalnego kształtu elektrod. Ta wyjątkowa technika umożliwia czasową i przestrzenną transfekcję plazmidowego DNA, co pomoże wielu neuronaukowcom w badaniu rozwoju mózgu.

Elektroporacja myszy in utero: kontrolowana spatiotemporalna transfekcja genów

Poznaj metody badania mechanizmów neuronalnych konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek u dzieci w wieku przedszkolnym. Protokół obejmuje polisomnografię i zadania pamięciowe wizualno-przestrzenne.

Pomiar mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw konsolidacji pamięci zależnej od snu podczas drzemek we wczesnym dzieciństwie (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów