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

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 zaangażowało się w cichą aktywność. Za pomocą elastycznej taśmy mierniczej i markera do porcelany zmierz odległość od wcięcia do nasion i umieść znak w połowie drogi. Zmierz odległość od wcięcia przedusznego w jednym uchu do wcięcia przedusznego w drugim uchu i umieść znak w połowie drogi.

Przecięcie tych dwóch znaków jest punktem odniesienia, czyli CZ. Zmierz 10% odległości od wcięcia do nasiona w górę od wcięcia i 10% wcięcia przedusznego do wcięcia przedusznego od tego punktu po obu stronach. Następnie wykonaj trzy znaki O po jednej stronie i znak O cztery po drugiej. Odmierz 20% wcięcia przedusznego do wcięcia przedusznego od punktu odniesienia po obu stronach głowy i wykonaj znaki C trzy i C cztery z każdej strony.

Zmierz 20% odległości od wcięcia do wcięcia od początku do punktu odniesienia i odmierz 20% odległości od wcięcia do wcięcia przedusznego od tego punktu po obu stronach. Następnie wykonaj trzy F i F cztery znaki z każdej strony tego punktu. Po umieszczeniu wszystkich śladów użyj wacika nasączonego alkoholem, aby oczyścić pierwsze miejsce elektrody, a następnie użyj lekko ściernego żelu do złuszczenia skóry.

Usuń wszelkie resztki materiału czyszczącego i napełnij elektrodę kremem do elektrod. W przypadku umieszczania elektrod w miejscach, w których znajdują się włosy, nałóż dodatkową kroplę kremu do elektrod na kwadrat z gazy i umieść gazę z tyłu elektrody. Umieść elektrody elektroencefalograficzne w każdym zaznaczonym miejscu na skórze głowy, na każdym wyrostku sutkowatym i na środku czoła.

Umieść prawą elektrodę elektrookulograficzną przylegającą i nieco wyżej od zewnętrznej strony prawego oka, a lewą elektrodę elektrookulograficzną umieść na zewnątrz i nieco niżej od lewego oka. Umieść jedną elektrodę elektromiograficzną na prawym policzku, tuż nad linią uśmiechu, i poproś dziecko, aby wypowiedziało na głos słowo mleko, wyczuwając miejsce, w którym skurcze mięśni szyi i podbródka są maksymalne, aby umieścić drugą elektrodę elektromiografu po lewej stronie, tuż nad miejscem, w którym podbródek styka się z szyją, przylega do przełyku. Po umieszczeniu wszystkich elektrod przymocuj elektrody do urządzenia rejestrującego i rozpocznij nagrywanie, aby upewnić się, że wszystkie elektrody przeszły test impedancji.

Aby przeprowadzić fazę kodowania zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej, ustal odpowiednią do wieku liczbę bodźców, które mają zostać zapamiętane, i pokieruj dzieckiem do zidentyfikowania każdego obrazu po nazwie. Poinstruuj dziecko, aby zapamiętało położenie każdego obrazka w siatce i zastąp karty pustymi obrazkami. Następnie prezentuj obrazki pojedynczo i poproś dziecko, aby zidentyfikowało poprzednie położenie obrazu w siatce, informując dziecko, czy wskazano prawidłową lokalizację, czy nie.

Po osiągnięciu przez dziecko progu 75% poprawnej identyfikacji obrazu, należy przeprowadzić natychmiastową fazę przypominania. Prezentuj obrazy ponownie pojedynczo i poproś dziecko, aby przypomniało sobie odpowiednie miejsce bez udzielania wizualnej lub werbalnej informacji zwrotnej i sondowania każdego elementu tylko raz. Po zakończeniu fazy natychmiastowego przypominania sobie poproś dziecko o skorzystanie z toalety przed rozpoczęciem typowej dla dziecka rutyny przed drzemką.

Pozwól dziecku zdrzemnąć się w typowym miejscu drzemki. Następnie przeprowadź opóźnioną fazę przypominania dla zadania pamięci wzrokowo-przestrzennej, jak wcześniej wykazano dla fazy natychmiastowego przypominania, około 15 do 30 minut po przebudzeniu dziecka, aby uniknąć bezwładności snu. Pod koniec oceny opóźnionego wycofania użyj sprayu na bazie wody, aby usunąć elektrody.

W przypadku elektrod nałożonych taśmą użyj wacika nasączonego oliwką dla dzieci, aby nasączyć taśmę, a następnie delikatnie pociągnij taśmę do góry z rogów. W tym reprezentatywnym eksperymencie dokładność przypominania sobie przez dzieci w zadaniu pamięci wzrokowo-przestrzennej po drzemce była lepsza niż ich dokładność przypominania sobie po podobnym okresie, w którym pozostawały przytomne, co oznacza korzyść z drzemki. Co więcej, ci, którzy spędzili poprzedni dzień w stanie czuwania, nie odzyskali wspomnień podczas nocnego snu.

Co ciekawe, korzyści z drzemki były znaczące tylko u dzieci, które zwykle drzemały. Co więcej, wyniki w zadaniu pamięci wzrokowo-przestrzennej były związane z danymi uzyskanymi z nagrań PSG podczas drzemki. W szczególności mniejsza liczba wrzecion snu zarejestrowanych podczas drugiego etapu snu bez szybkich ruchów gałek ocznych wiązała się z lepszą dokładnością natychmiastowego przypomnienia.

Co ważne, zaobserwowano dodatnią korelację między zmianą przypomnienia sobie po drzemce a gęstością wrzeciona snu podczas drugiego etapu snu bez szybkich ruchów gałek ocznych. Żadna inna miara fizjologii snu nie została uznana za związaną z wydajnością pamięci. Chociaż ten artykuł koncentruje się na PSG, pełne zrozumienie konsolidacji pamięci zależnej od snu będzie zależało od prawidłowego podawania technik uzupełniających, takich jak aktygrafia i raport rodzica, w celu określenia cykli snu.

Aby porównać dane uzyskane z warunków promocji drzemki i czuwania, ważne jest, aby warunki te były jak najbardziej podobne pod względem czasu ich trwania i zakłócających, rozpraszających treści. Technika ta może poszerzyć nasze zrozumienie związku między snem a pamięcią we wczesnym dzieciństwie, w okresie o znaczeniu rozwojowym, gdy dzieci przechodzą z dwufazowych do monofazowych wzorców snu.