Summary
이 프로토콜은 어린 시절에 낮잠 동안 수면 의존적 기억 통합의 근본적인 신경 메커니즘을 검사하는 데 사용되는 방법을 설명합니다. 그것은 행동 기억 성과에 수면의 효력을 검토하기 위한 절차, 뿐만 아니라 polysomnography 와 actigraphy 둘 다의 응용 및 기록을 포함합니다.
Abstract
수면은 매일 의 기능을 위해 중요합니다. 수면의 한 가지 중요한 기능은 기억의 통합, 그들을 강하고 간섭에 덜 취약하게 하는 과정입니다. 메모리에 대 한 수 면의 혜택의 기본 신경 메커니즘 polysomnography를 사용 하 여 조사 될 수 있다 (PSG). PSG는 수면 단계를 분류하는 데 사용되는 뇌 (EEG), 눈 (EOG) 및 근육 (EMG)의 신호를 포함한 생리 학적 기록의 조합입니다. 이 프로토콜에서는 PSG가 행동 기억 평가, 행동 평가 및 부모 보고서와 함께 수면 의존적 기억 통합을 검사하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 설명합니다. 이 프로토콜의 초점은 어린 시절에, 아이들이 이편 수면 (낮잠과 하룻밤 수면으로 구성)에서 단상 수면 (하룻밤 수면만)으로 전환함에 따라 중요한 기간입니다. 메모리 성능에 수 면의 효과 수 면과 깨어 휴식의 기간에 걸쳐 visuospatial 메모리 평가 사용 하 여 측정 됩니다. 행동 및 부모 보고서의 조합은 수면 리듬을 평가하는 데 사용됩니다 (즉, 습관적 또는 비 습관적 기저귀로 아이들을 특성화). 마지막으로 PSG는 낮잠 중에 수면 단계와 그 단계(주파수 및 스핀들의 존재)의 특성을 특성화하는 데 사용됩니다. PSG를 사용 하 여 장점은 현재 수 면 품질 및 수 면 아키텍처를 평가 하는 사용할 수 있는 유일한 도구, 메모리 통합을 지 원하는 관련 뇌 상태를 가리키는. PSG의 주요 제한 사항은 녹음 몽타주를 준비하는 데 걸리는 시간이며 녹음은 일반적으로 구입 한 수면을 통해 촬영됩니다. 이러한 제한은 신청 하는 동안 산만 한 작업에 젊은 참가자를 참여 하 고 수 면 주기를 특성화 하는 actigraphy 및 자기/부모 보고서 측정 PSG를 결합 하 여 극복할 수 있습니다. 함께, 방법의이 독특한 조합은 낮잠이 미취학 아동의 학습을 지원하는 방법에 대한 조사를 할 수 있습니다.
Introduction
우리의 일상에 있는 잠의 보급을 주어, 그것의 기능을 이해하는 것이 중요합니다. 이 목표를 가진 연구는 잠의 정밀한 측정을 요구합니다. 폴리소노그래피(PSG)는 수면의 금본위제 척도입니다. PSG는 높은 시간적 분해능으로 수면을 객관적이고 정량적인 측정을 허용하며 연구 및 임상 목적 모두에 유용할 수 있습니다. PSG는 생리학적 기록의 조합이다. 최소한 PSG 몽타주에는 뇌전도(EEG), 전기전지(EOG), 근전도(EMG) 및 근전도(EMG)가 포함됩니다. 이러한 측정값은 뇌, 눈 및 근육의 전기적 전위를 각각 평가하고 수면 단계의 분류를 허용합니다(그림 1참조). 심전도(ECG), 호흡 및 맥박 산소 측정과 같은 다른 측정은 무질서한 수면의 존재를 확인하기 위해 포함될 수 있다.
그림 1: PSG를 통해 기록된 활동의 예시 전극 배치 및 설명. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
PSG는 비급속 눈 운동(non-REM) 스테이지 1(nREM1; 4−7 Hz), 비REM 단계 2(nREM2; 12−15Hz), 비REM 단계 3(더 일반적으로 슬로우 웨이브 수면[SWS]; 0.5−4Hz))) 및 빠른 눈 운동(REM)의 네 가지 수면 단계로 수면을 특징으로 합니다. )을 수면. nREM1은 수면 개시를 표시하고, 휴식 각성에서 관찰된 알파에 비해 EMG 재코딩 및 혼합 진폭 EEG 진동에서 감소된 근육 톤에 기초하여 확인된다. 이것은 eEG에 있는 수면 스핀들 (시그마 주파수 활동의 짧은 버스트; 11-16 Hz) 및 K 복합체 (주변 활동에서 눈에 띄는 단 하나 느린 파)의 존재에 의해 구별될 수 있는 nREM2에 선행됩니다. SWS는 뚜렷한 저속 고진폭 EEG 진동이 특징입니다. REM 수면은 깨어있는 동안 관찰된 것과 매우 유사한 빠른 저진폭 진동 뇌 활동을 특징으로 한다. 그러나, REM 수면과 항적을 구별하는 것은 또한 상하 빠른 눈 운동 (따라서 모니커 REM)과 근육 안토니아특징이 있다는 것입니다. 수 면 시합의 과정을 통해, 수 면 단계는 주기적으로 경험, 약의 속도로 90 분/주기.
수 면은 또한 circadian 리듬을 따릅니다., 수 면 시합에서 일어나는 24-h 주기. 수면 타이밍과 일관성은 수면 기능에 영향을 미칠 수 있으며 평가하는 것도 중요합니다. PSG는 수면 단계를 특성화하는 데 필요하지만, 적용하는 데 시간이 많이 걸리므로 여러 수면 발작 (예 : 여러 밤, 낮잠 및 하룻밤 수면)을 평가하는 데 적합하지 않습니다. 이를 위해, 성행위는 유익합니다. Actigraphy는 일반적으로 손목에 있는 삼축 가속도계를 사용하여 움직임의 부재에 근거를 둔 수면을 추정합니다. 비록 actigraphy는 수면 단계를 특성화하기 위하여 이용될 수 없더라도, 유아1에서 노인 2에 유아에서 인구의 범위에서 잠 개시 및 각성 개시 (수면 단편화 또는 수면 개시 후에 각성 포함)를 검출에 믿을 수 있는 것으로 보였습니다2 . PSG와 액티그래피 는 모두 자기 / 부모 보고서 측정보다 선호되는 방법입니다. 자체/부모 보고서 측정은 관리하기 쉽고 상대적으로 저렴하지만 편견과 비준수의 적용을 받습니다. 마지막으로, 이러한 방법을 조합하여 각 방법의 장점을 활용할 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어, PSG는 액티그래피 및/또는 셀프/부모 보고서와 결합하여 야간 수면 의 질뿐만 아니라 수면 수량 또는 수면-각성 주기 의 확인, 특히 긴 기간(예: 주 또는 월)에 걸쳐 확인할 수 있습니다.
특히 관심을 얻고있다 수면의 한 가지 기능은 수면 의존 적 메모리 통합, 그들을 강하게 하고 간섭에 덜 취약 떠나 기억의 처리3. 메모리 통합 어린이 에서 깨어 있는 동안 일어날 수 있지만4 그리고 성인5,통합 은 수 면 하는 동안 향상 된 실질적인 증거가 있다. 과거 연구는 수면 간격(예: 오후 8시-8시)에 따른 메모리 성능 의 변화를 깨어 있는 동등한 간격(예: 오전 8시-8시)에 따른 변경 사항을 비교하여 수면 의존적 기억 통합의 행동 예를 제공했습니다. 성인에서, 기억보호6 또는 향상7 수 면의 간격에 따라 기억은 일반적으로 각성의 동등한 간격에 부패 하는 동안. circadian 영향8,9,10에서성능 변화를 해리 하는 컨트롤이 사용 되었습니다. 예를 들어, 낮잠에 따른 성과를 동등한 한낮의 기상 기간9와비교할 때 수면의 유사한 이점이 관찰됩니다.
수면은 한 번 수동 적인 과정을 반영 하는 생각 되었다, 단순히 부패 또는 간섭으로부터 기억을 보호, 현대 이론 제안 수 면 더 적극적인 역할을 하 고 실제로 재활성화를 통해 메모리를 촉진11,12 ,13. 이 대 한 지원 수 면 (수 면 전에 비해 수 면 후 메모리 회수에 변화) 및 수 면 생리학의 특정 측면 을 통해 메모리 통합의 행동 측정 사이 관찰 된 상관 에서 온다. 많은 선언적 메모리 작업의 경우 메모리 통합은 nREM2 및 SWS에서 발견되는 SWS 또는 수면 스핀들의 특히 측정값인 비 REM 절음의 측면과 관련이 있습니다. 수면의 역할이 간섭으로부터 수동적인 보호였다면, 그러한 상관관계는 예상되지 않을 것이다. 오히려 수면 시간 (수면 단계에 관계없이)과 성능 사이의 상관 관계가 예상 될 것이다, 더 많은 시간이 잠자는 것은 간섭으로부터 더 많은 보호를 제공 할 것14.
메모리 통합에서 SWS의 적극적인 역할에 대 한 추가 지원 대상된 메모리 재활성화의 연구에서 분명 하다. 이러한 연구에서, 기억은 지각 큐의 맥락에서, 예를 들어 악취, 및 기억의 기억은 수면 중에 큐가 다시 제시되는 경우, 특히15. 기본 메커니즘은 토론하지만16,17, 하나의 저명한 이론, 시스템 통합 이론, 해마에 인코딩 된 기억이 해마 - 신피질 대화하지만 피질에서 안정화된다고 주장한다. 특히, 피질 느린 파도와 수면 스핀들, 메모리 재활성화와 관련된 해마 잔물결과 함께 발생하는, 메모리 전송을 지원3.
개발 하는 동안 메모리 통합에서 수 면의 역할은 덜 명확. 어린 시절은 아이들이 이별 (낮잠과 하룻밤 수면 시합으로 구성)에서 단상 수면 패턴으로 전환하기 시작하면서 특히 관심의 기간입니다. 최근 연구에 따르면 이러한 전환은 뇌의 성숙을 반영할 수 있습니다18. 이 인수는 피질성숙19의거울 (즉, 느린 파 활동의 지형)에서 의 발달 변화를 보여주는 경험적 데이터와 일치합니다.
20,21 및 유아22에서하룻밤수면 의존 통합의 여러 행동 데모가 있지만, 한낮의 수면과 메모리 통합의 신경 기초에 대한 연구는 조사를 시작했습니다. 미취학 아동의 기억에 대한 정오 낮잠의 역할을 조사하는 획기적인 작업에서 낮잠은 최근에 배운 정보의 기억을 보호하는 것으로 나타났으며 기억력은 감소했습니다 (~12 %). 아이들이 낮잠 간격 동안 깨어 있을 때23. 이 "낮잠 혜택"은 연령에 관계없이 습관적으로 낮잠을 자는 어린이(즉, 일주일에 5회 이상)를 측정한 어린이에게 가장 큰 혜택이었습니다. 낮잠 동안 PSG를 기록함으로써, 낮잠 기간 동안 메모리 성능의 변화는 수면 스핀들 밀도 (nREM의 분당 수면 스핀들 수)와 구체적으로 연관된 것으로 나타났으며, 낮잠 품질 (양이 아님)이 중요한 요인이었습니다. 메모리 보존을 촉진합니다(대표 결과 섹션 참조).
이 연구는 개발 하는 동안 수 면과 메모리 사이의 관계를 탐구에 PSG의 중요성을 강조. 그것은 메모리 통합을 위한 낮잠 도중 수면 매크로(수면 단계) 및 마이크로(주파수 및 스핀들의 존재와 같은 그 단계의 자질) 구조물을 특성화하는 것의 중요성을 가리킵니다. 그것은 또한 수 면 리듬을 평가의 중요성을 강조 (습관또는 비 습관적인 기저귀로 아이 들을 특성화). 우리의 작품은 visuospatial 학습에서 낮잠의 기능을 특징으로하지만 (그리고 더 최근에 감정24 절차25 학습), 많은 질문이 남아있다. 예를 들어, 이러한 발견의 일반성을 평가하고 유치원 교실에서 사용되는 작업을 평가하여 특정 매개 변수 (예 : 학습에 대한 낮잠 혜택의 양)를 평가하기 위해 다른 선언적 기억 작업을 검토하는 것이 중요합니다. 생태학적으로 유효한 작업. 또한 절전 모드 해제가 메모리 통합에 충분한 시기를 이해하는 데 추가 작업이 필요합니다. 따라서, 우리의 목표는 아이들에 있는 잠 과 수면 의존적인 기억 통합을 측정하는 과정을 신비화하는 것입니다. 우리는 전산화 된 visuospatial 메모리 작업뿐만 아니라 낮잠 습관을 평가하기위한 방법을 사용하여 일반적으로 미취학 아동 (약 3 ~ 4 세)을 개발하는 선언적 기억에 오후 낮잠의 혜택을 검사하기위한 실용적인 팁을 제공합니다 PSG를 사용하여 액티그래피, 부모 보고서 및 낮잠 생리학을 사용할 수 있습니다. 이 방법은 다양한 주파수로 낮잠을 자는 취학 전 연령의 아이들을 위해 개발되었지만, 이 방법은 어떤 연령 집단든지에 적응될 수 있었습니다.
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Protocol
연구 절차를 시작하기 전에 부모로부터 서면 동의를 얻어야하며 모든 연구 절차에 대해 자녀로부터 구두 동의를 받아야합니다.
참고: 절차 개요는 그림 2를 참조하십시오.
그림 2: 프로토콜 개요. 각 사각형은 하루를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
1. 낮잠 프로모션 조건
- 아래 설명된 대로 참가자 전체의 웨이크 프로모션 조건과 낮잠 프로모션 조건이 균형을 이루지 않도록 하십시오.
- 낮잠 프로모션 조건이 자녀의 일반적인 낮잠 기간 약 1시간 전에 시작되도록 예약하여 PSG를 적용하고 visuospatial 메모리 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 즉각적인 리콜과 지연된 리콜 사이의 시간이 웨이크 프로모션과 낮잠 프로모션 조건 간에 동일한지 확인합니다.
- 연령에 맞는 자료를 사용하여 어린이와 부모에게 이 세션의 절차를 설명한다.
참고: 연령에 적합한 자료에는 같은 절차를 밟는 다른 어린이의 동화책이나 짧은 동영상이 포함됩니다. - 폴리소노그래피 장비를 적용합니다(섹션 3 참조).
- visuospatial 메모리 작업에 대한 인코딩 및 즉각적인 메모리 평가를 수행합니다(섹션 4 참조).
- 아이가 화장실을 사용하고 아이의 전형적인 사전 낮잠 루틴을 시작한다.
- 부모/간병인이 평소처럼 아이를 잠들게 한다. 대부분의 아이들은 그들의 일반적인 일과 함께 제공될 때 빨리 잠들기 때문에 가능한 한 적게 방해하십시오.
- 어린이가 일반적인 낮잠 위치를 활용하여 낮잠을 자도록 합니다.
- 낮잠 승진 기술을 활용, 하지만 그들은 아이의 정상적인 루틴에서 너무 멀리 이탈 하는 경우 이러한 가정에서 덜 성공 입증 으로 필요한 경우에.
참고: 낮잠 프로모션 기법에는 가중 담요 사용, 참가자의 등을 문지르고, 아이를 담요에 싸서(안장과 유사), 진보적인 근육 이완, 부드러운 음악 연주 등이 있습니다.
- 자녀가 낮잠 프로모션 조건에서 잠자는 시간이 웨이크 프로모션 조건에서 플레이하는 시간과 일치하는지 확인합니다.
참고: 낮잠 촉진 조건이 첫 번째인 경우, 아이가 자연스럽게 깨어있는 시간을 사용하여 깨어 있는 세션의 지속 시간을 설정하도록 허용합니다. 절전 모드 해제 조건이 첫 번째인 경우 이 기간을 사용하여 낮잠 길이를 결정합니다. 낮잠이 이 시간을 초과하는 경우, 문을 열고, 침실 밖을 걷고, 점차적으로 더 크게 말함으로써 가능한 한 자연스럽게 아이를 깨워. - 수면 관성 피하기 위해 아이가 깨어난 후 약 15-30분 후에 visuospatial 메모리 작업에 대한 지연된 리콜 평가를 수행합니다.
- 시각 졸음 척도 (VSS)26 및 시각적 기분 척도 (VMS)27에대한 어린이 및 실험자 등급을 수집합니다.
- PSG 전극을 제거합니다.
2. 웨이크 프로모션 조건
- 위에서 설명한 낮잠 승격 조건과 웨이크 승격 조건이 균형을 이루는지 확인합니다.
- 기상 촉진 조건이 아이의 일반적인 낮잠 기간 약 1시간 전에 시작되어 조건에 따라 하루 중 시간을 동일시하도록 예약합니다. 즉각적인 리콜과 지연된 리콜 사이의 시간이 웨이크 프로모션과 낮잠 프로모션 조건 간에 동일한지 확인합니다.
- 연령에 맞는 자료를 사용하여 어린이와 부모에게 이 세션의 절차를 설명한다.
- 절전 모드 해제 및 낮잠 승격 조건을 동일시하려면 PSG 전극(섹션 3 참조)을 적용합니다.
참고: 수면은 예상되지 않지만, 이것은 조건을 동일시하고 의심스러운 경우 수면의 부재를 확인하는 데 사용할 수 있습니다. - visuospatial 메모리 작업에 대한 인코딩 및 즉각적인 메모리 평가를 수행합니다(섹션 4 참조).
- 어린이에게 화장실을 사용한 다음 일반적으로 낮잠이 있는 위치로 이동하게 한다.
- 대신, 아이가 낮잠을 자도록 허용하지 말고, 아이가 일반적인 낮잠과 같은 장소에서 자극적이지 않은 장난감으로 조용히 놀게하십시오.
참고: 허용되는 비자극 장난감에는 왁스 스틱과 연령에 적합한 연동 플라스틱 벽돌과 같은 작은 감각 운동 장난감이 포함됩니다. - 자녀가 일반적인 낮잠 길이 또는 낮잠 촉진 상태에서 잠을 자는 동안 놀게 하십시오(자세한 내용은 1.7단계 참조).
- 말하기, 방을 떠나, 제공되지 않은 장난감을 가지고 노는 것과 같은 비정상적인 활동을 기록한다.
- 대신, 아이가 낮잠을 자도록 허용하지 말고, 아이가 일반적인 낮잠과 같은 장소에서 자극적이지 않은 장난감으로 조용히 놀게하십시오.
- 자녀가 낮잠 프로모션 조건에서 잠자는 시간이 웨이크 프로모션 조건에서 플레이하는 시간과 일치하는지 확인합니다.
- 아이가 경기를 마친 후 약 15-30분 후에 조건 간에 유사한 지연 시간을 유지하기 위해 visuospatial 메모리 작업에 대한 지연된 리콜 평가를 수행합니다.
- VSS26 및 VMS27에대한 자식 및 실험자 등급을 수집합니다.
- PSG 전극을 제거합니다.
3. 폴리소노그래피 (PSG)
- 준비
- 아이가 책을 읽거나, 놀이반죽을 가지고 놀거나, 배가 고프면 간식을 먹거나, 짧은 영화를 보는 등 조용한 활동에 참여하도록 함으로써 PSG 전극 응용 프로그램을 용이하게 합니다.
참고: 영화를 사용하는 경우, 동영상이 연령에 맞는지 확인하지만 어린이의 노젓는 맛을 유도하지 마십시오(예: 인기 있는 어린이 용 애니메이션 영화 또는 프로그램). - 부모 또는 보호자에 대한 접근성은 필요하지 않습니다. 그러나 수줍음이 많고 잠정적인 아이들은 신뢰할 수있는 간병인을 사용할 수 있는지 확인하십시오.
참고: 소수의 어린이의 경우 부모와 보호자가 도움이 되지 않고 주의를 산만하게 할 수 있습니다. 이 경우, 부모에게 자녀의 시야에서 벗어날 의향이 있는지 물어보십시오.
- 아이가 책을 읽거나, 놀이반죽을 가지고 놀거나, 배가 고프면 간식을 먹거나, 짧은 영화를 보는 등 조용한 활동에 참여하도록 함으로써 PSG 전극 응용 프로그램을 용이하게 합니다.
- 머리 측정값을 수집합니다.
- 유연한 테이프 측정기와 중국 마커를 사용하여 후속 전극 적용을 위한 위치를 표시합니다.
- 이니션에서 nasion까지의 거리를 측정하고 중간 지점에 마크를 배치합니다. 한쪽 귀의 구안 노치에서 다른 귀의 구실 노치까지의 거리를 측정하고 중간 지점에 다른 마크를 놓습니다. 이 두 마크의 교차점은 "참조" 점(CZ)입니다.
- 10%를 측정 하여, 이온으로부터 최대 의자까지의 거리를 측정합니다. 그런 다음 양측의 이 지점에서 구실 노치 측정에 대한 구실 노치의 10%를 측정합니다. 각 면(O3 및 O4)에 하나씩 두 개의 마크를 만듭니다.
- 머리의 양쪽에 있는 기준점에서 구실 노치에서 구실 노치 측정의 20%를 측정합니다. 각 면(C3 및 C4)에 하나씩 두 개의 마크를 만듭니다.
- 기준점에서 최대 까지의 이니션에서 nasion 거리까지의 20%를 측정합니다. 그런 다음 양측의 이 지점에서 구실 노치 측정에 대한 구실 노치의 20%를 측정합니다. 각 면(F3 및 F4)에 하나씩 두 개의 마크를 만듭니다.
- 배치를 위해 한 번에 하나의 전극을 준비합니다.
- 알코올 면봉을 사용하여 각 전극 위치를 청소하십시오. 약간 연마 젤을 사용하여 각질을 제거한 다음 잔류 세정 재료를 제거하십시오.
- 전극 크림을 사용하여 각 전극을 채웁니다.
- 머리카락이 있는 곳에 배치된 전극의 경우, 거즈 사각형에 전극 크림을 한 방울 더 바르고 전극 뒤쪽에 놓습니다.
- 얼굴에 전극을 놓는 경우 의료 용 테이프를 사용하여 전극을 피부에 부착하십시오.
- 각각의 상응하는 EEG, EOG 및 EMG 위치에 전극을 놓습니다.
- 두피(CZ, O3, O4, C3, C4, F3 및 F4)의 표시된 각 위치에 전극을 놓습니다.
- 각 유양에 하나의 전극 (귀 뒤에 작은 뼈 과정)과 이마의 중앙에 하나를 놓습니다.
- 각 눈에 인접한 EOG 전극 1개를 놓습니다. 이러한 전극 중 하나를 오른쪽 눈의 바깥쪽(ROC라고 도는)보다 약간 우수하고 하나는 바깥쪽으로, 다른 하나는 왼쪽 눈보다 약간 열등합니다(LOC라고 도는).
- 턱 주변에 EMG 전극 2개를 놓습니다. 스마일 라인 바로 위에 오른쪽 뺨에 하나의 전극을 놓습니다. 턱이 목과 만나는 곳 바로 위에 다른 쪽을 놓고 식도에 인접합니다. 참가자가 목과 턱의 근육 수축이 최대인 위치에 대해 느끼면서 "우유"라는 단어를 큰 소리로 말하면 두 번째 위치를 찾습니다.
- 녹음 장치에 전극을 연결하고 녹음을 시작합니다.
- 모든 전극에 대한 임피던스 판독값을 기록합니다. 모든 전극이 임피던스 테스트를 통과하도록 합니다.
참고: 일부 장치는 '합격' 또는 '실패'를 기록할 수 있지만 다른 장치는 숫자 값을 제공할 수 있습니다. 후자의 경우 25kΩ 미만의 임피던스는 허용됩니다. 임피던스가 고장나거나 너무 높으면 배터리를 제거하고 교체하십시오. 문제가 수정되지 않으면 해당 전극을 다시 적용하십시오. - 각 조건이 완료되면 PSG 전극을 제거하십시오.
- 모발에 도포된 전극의 경우, 전극의 위치를 수성 스프레이로 담그십시오. 스프레이를 약 1분 동안 앉아 있게 한 다음 전극을 제거합니다.
참고: 탈지 헤어 스프레이는 모발 전극을 제거하는 데 매우 효과적입니다. - 일반적으로 얼굴과 유마인에 테이프로 도포된 전극의 경우 베이비 오일이 적용된 면 패드를 사용하여 테이프를 포화시합니다. 테이프가 베이비 오일로 완전히 덮여 있으면 모서리에서 테이프를 부드럽게 당깁니다.
- 모발에 도포된 전극의 경우, 전극의 위치를 수성 스프레이로 담그십시오. 스프레이를 약 1분 동안 앉아 있게 한 다음 전극을 제거합니다.
4. 바이스공간 메모리 작업
- 44개월 미만의 어린이에게 3 x 3 매트릭스로 배열된 9개의 기억에 남는 자극을 투여합니다. 44개월 이상의 어린이에게 3 x 4 매트릭스로 배열된 12가지 기억되는 자극을 투여한다.
참고: 12개 항목 행렬에 할당된 자식이 너무 문제가 있는 경우 9개 항목 행렬을 사용할 수 있습니다. 마찬가지로 9항목 행렬이 너무 쉽다는 것이 분명하면 천장 효과를 피하기 위해 12개 항목 행렬을 사용할 수 있습니다. 이것은 주체 내 의 정확도가 원시 점수가 아닌 관심 변수이기 때문에 정당화됩니다. 자극은 일반적으로 매트릭스에 배치되어 노트북 화면에 제시 일반적인 이미지 (예 : 곰, 자동차, 가위)의 만화 같은 사진입니다. 자극의 두 세트가 있습니다. 이렇게 하면 두 조건(즉, 낮잠 대 절전 모드 해제)에서 작업의 균형을 조정하여 두 조건에서 동일한 그림을 받지 않도록 할 수 있습니다. - 인코딩, 즉각적인 리콜 및 지연된 리콜의 세 단계로 작업을 관리합니다. 각 단계에 대해 아이가 자신의 속도로 각 질문에 대답 할 수 있습니다.
참고: 일반적인 기간은 인코딩 단계의 경우 6분, 즉각적인 리콜 단계의 경우 2분, 지연된 리콜 단계의 경우 2분입니다.- 인코딩 단계에서 는 자식에게 각 이미지를 이름으로 식별하도록 지시한 다음 어린이에게 그리드에서 각 항목의 위치를 기억하도록 지시합니다. 인코딩 후 카드는 '빈' 이미지로 대체되며, 아이는 인코딩 점수 ≥75%에 도달할 때까지 각 이미지의 위치를 찾아야 합니다.
참고: 75%의 임계값은28,29,30의 젊은 성인을 대상으로 한 연구를 기반으로 선택되었으며, 학습이 명확히 도달했지만 천장에 도달하지 않은 지점을 반영합니다.- 이 블록 동안 참가자는 각 응답 후 작업에서 시각적 피드백을 받습니다. 하위 에서 이미지 위치를 선택한 후 관련 이미지를 표시하여 해당 위치가 올바른지 잘못된 위치인지 여부를 어린이에게 알릴 수 있습니다.
- 자녀에게 동기를 부여하기 위해 성능에 대한 구두 피드백을 제공하지만 피드백의 양이 두 조건에서 일관되게 유지되도록 하십시오. 아이가 이미지 사용 언어를 찾는 데 성공하면 "좋은 일, 당신은 그 하나를 얻었다!" 아이가 실패하면 아이의 노력을 강조 언어를 사용 (예를 들어, "후프! 아니 꽤 하지만 좋은 시도! 다음 을 얻을 수 있는지 보자.").
- 4라운드 후 인코딩을 통과할 수 없는 12개 항목 매트릭스에 할당된 어린이에게 스트레칭, 점프 잭, 약 5분 동안 이동할 수 있는 기회를 제공합니다. 추가 2라운드 후에도 자식이 인코딩을 전달할 수 없는 경우 9항목 행렬로 인코딩을 다시 시작합니다.
- 첫 번째 라운드에서 100%의 인코딩 점수를 받는 9개 항목 행렬에 할당된 자식과 12개 항목 행렬에 대한 인코딩 작업을 제공합니다. 9항목 행렬로 되돌리는 데 필요한 모든 단계를 거치지 않으면 다음 두 단계에 대해 12개 항목 행렬을 사용합니다.
- 즉각적인 리콜 단계에서 이미지를 한 번에 하나씩 다시 제시하고 어린이에게 해당 위치를 불러오도록 요청합니다. 시각적 또는 구두 피드백을 제공하지 말고 각 항목을 한 번만 조사합니다. 그러나 노력에 대한 피드백을 제공하십시오 (즉, "최선을 다하는 좋은 일").
- 기상 또는 수면 상태 직후지연된 리콜 단계를 수행합니다.
참고: 이 단계는 즉각적인 리콜 단계와 동일합니다.- 때때로 아이들은 지연 된 리콜 단계에서 소란스러워질 것입니다. 이 경우, 상금으로 작업을 완료하거나 PSG 제거 중에 영화를 볼 수있는 더 많은 시간을 제공함으로써 작업을 완료하도록 어린이를 유혹. 이 시간 동안 아이가 장난감을 가지고 놀거나 메모리 작업이 완료 될 때까지 다른 작업에 종사하는 것을 허용하지 않습니다.
- 인코딩 단계에서 는 자식에게 각 이미지를 이름으로 식별하도록 지시한 다음 어린이에게 그리드에서 각 항목의 위치를 기억하도록 지시합니다. 인코딩 후 카드는 '빈' 이미지로 대체되며, 아이는 인코딩 점수 ≥75%에 도달할 때까지 각 이미지의 위치를 찾아야 합니다.
그림 3: visuospatial 메모리 작업 중에 화면 디스플레이의 예. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
5화 액티그래피
- 활동 시계를 프로그래밍합니다.
참고: 액티비티 워치는 32Hz에서 샘플링되며 감도는 0.01g입니다. 활동은 15-s 시대에 저장됩니다. - 각 참가자에게 미리 프로그램된 활동 감시 및 지침을 제공합니다. 항상 시계를 착용해야 한다고 부모에게 말하십시오. 장치를 제거 할 이유가 없도록 방수임을 강조하십시오.
- 아이에게 시계를 비지배적인 손에 계속 착용하도록 지시한다.
- 부모에게 자녀가 잠을 자려고 할 때마다 시계 측면의 버튼을 누린 다음 깨어있을 때 다시 누르라고 지시합니다.
참고: 점수 매기기 행위를 지원하는 데이터에서 이벤트 마커가 생성됩니다.
- 부모에게 수면 시간을 기록하고 제거를 볼 수 있는 수면 일기(로그 또는 스프레드시트와 유사)를 제공합니다.
참고: 이것은 또한 득점 행위와 함께 지원합니다.- 수면 일기에서, 부모에게 아이가 잠자리에 들고 아이가 깨어날 때를 포함하여 활동 시계가 착용될 일수에 대한 모든 수면의 완전한 로그를 제공하도록 요청한다. 부모는 낮잠과 규칙적인 하룻밤 수면 모두에 대해 이 정보를 제공해야 합니다. 또한 부모에게 시계가 제거될 때마다 정보를 제공하도록 요청합니다.
6. 데이터 분석
- 바이스공간 메모리 작업
- 각 리콜 단계의 정확도를 리콜 항목의 백분율로 계산합니다.
- 낮잠 및 절전 구간에 대한 리콜 변경 을 다음과 같이 계산합니다.
- 지연된 리콜 정확도(낮잠 후)에서 즉각적인 리콜 정확도(낮잠 전)를 빼서 리콜낮잠의 변화를 계산합니다.
- 지연된 리콜 정확도(절전 모드 해제 후)에서 즉각적인 리콜 정확도(절전 모드 해제)를 빼서 리콜절전 모드의 변경을 계산합니다.
- Psg
- 표준 점수 매기기 기준에 따라 수면 스테이지를 특성화합니다(예: 수면 및 관련 이벤트 점수 매기기 위한 AASM 매뉴얼 v. 2.5).
- 스핀들 온셋 및 오프셋을 표시하여 특수 소프트웨어를 사용하여 C3에서 수면 스핀들을 감지합니다.
- 두 번째 훈련된 연구원으로 수면 단계 와 스핀들 온셋 및 오프셋을 확인합니다. 점수가 일치하지 않는 경우, 세 번째 훈련 된 득점선수가 합의 결정을 내릴 수 있습니다.
- 전문 소프트웨어와 이전 연구31을기반으로 사내 MATLAB 코드를 사용하여 스핀들 밀도를 분석합니다. 간단히 말해서, 0.5-35Hz에서 EEG 데이터를 필터링합니다. 각 스핀들의 빠른 푸리에 변환을 사용하여 9-15 Hz24,32사이의 피크 스펙트럼 주파수를 식별합니다.
- 액티그래피 (액티그래피)
- 표준화된 프로토콜20에따른 특수 소프트웨어를 사용하여 데이터 점수 매기기
참고: 데이터의 안정성을 보장하려면 며칠 및 야간 데이터가 필요합니다. 최소한 참가자는 최소 3박 3일 동안 의 식비 데이터를 수집해야 합니다(낮과 밤은 연속적이지 않아도 됩니다); 그러나, 5 박은 바람직하다, 이러한 데이터가 주요 관심사 인 경우에 특히33. - 수면 일기 정보 및 이벤트 마커(버튼 누근거짐)를 사용하여 수면 발병 및 오프셋을 확인합니다.
참고: 이 두 항목은 휴식 간격의 시작과 끝을 채점하기 위해 서로 20분 이내여야 합니다.- 참가자가 수면 일기 정보, 이벤트 마커 또는 일기 및 이벤트 마커가 서로 20 분 이내에 없는 경우 수면 발병을 결정하고 수동으로32: 연속 수면의 처음 3 분까지 수면 발병을 결정하십시오. 도 33을 확인하고 연속수면(34)의마지막 5분에 의해 수면 오프셋을 결정한다.
- 표준화된 프로토콜20에따른 특수 소프트웨어를 사용하여 데이터 점수 매기기
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Representative Results
여기에 설명된 절차를 사용하여 Kurdziel과 동료23은 취학 전 어린이의 낮잠 중에 수면 의존적 기억 통합을 조사했습니다. 결과는 낮잠 후 visuospatial 메모리 작업에 아이들의 리콜 정확도가 깨어 있는 동안 유사한 기간 후 자신의 리콜 정확도보다 더 나은 것으로 나타났다 (즉, "낮잠 혜택"을 의미, 그림 4). 더욱이, 깨어 있는 상태에서 전날을 보낸 사람들은 밤새 잠자는 동안 기억을 복구하지 않았습니다. 마지막으로, actigraphy 및 부모 보고 수 면 측정 낮잠 혜택 습관 및 비 습관적인 기저귀에서 명백한 여부를 검사 하는 데 사용 되었다. 연구 결과에 따르면 낮잠 혜택은 규칙적으로 낮잠을 자는 어린이에게서만 유의한 것으로 나타났습니다(즉, 습관적인 기저귀, 그림 5).
그림 4: visuospatial 메모리 작업에 대한 리콜 정확도는 인코딩 직후("즉시"), 낮잠 기회("지연") 다음 날("지연") 및 다음 날("24시간")에 걸쳐 낮잠 으로 승격된 상태(회색)로 테스트되었습니다. 막대) 및 절전 모드 해제 상태(흰색 막대) 오류 막대는 ± 1 SE를 나타냅니다. 이 그림은 쿠르드지엘 외23의허가를 받아 재인쇄됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 낮잠(회색 막대) 및 웨이크(흰색 막대) 간격을 가로질러 리콜 정확도의 변화(주당 5~7개의 낮잠을 취한 사람) 및 비습관적 기저귀(주당 0~2개의 낮잠을 취한 사람). 오류 막대는 ± 1 SE를 나타냅니다. 이 그림은 쿠르드지엘 외23의허가를 받아 재인쇄됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
PSG는 습관적으로 그리고 비 습관적으로 낮잠 아이들 모두에서 수면 생리학과 낮잠 의존적 기억 통합 사이의 관계를 검사하는 데 사용되었습니다. 즉각적인 리콜 정확도와 수면 스핀들 밀도 사이에는 상당한 부정적인 상관 관계가 있었습니다. 즉각적인 리콜에서 수행 된 아이가 더 잘 수행 될수록 nREM2 수면 중에 표시되는 수면 스핀들이 적습니다(그림 6A). 이것은 수면 스핀들과 IQ35사이의 부정적인 상관 관계를 보고하는 이전 연구와 일치합니다. 중요한 것은, nREM2 동안의 회수낮잠 과 수면 스핀들 밀도의 변화 사이에 긍정적인 상관관계가있었다(도 6B). 그러나, 수면 생리학의 다른 측정 (즉, 스핀들 진폭, 스핀들 주파수 등)은 메모리 성능과 관련이 없었다.
그림 6: 수면 스핀들 밀도(비 REM 단계 2 수면의 분당 스핀들)는 (A) 즉각적인 리콜 정확도및 (B) 리콜 정확도의 변화를 즉각적에서 지연된 리콜 단계까지 연관시다. 이 그림은 쿠르드지엘 외23의허가를 받아 재인쇄됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
요약하면, 이러한 결과 표시 낮잠 향상 된 메모리 통합과 관련 된, 특히 습관적인 기저귀에. 메모리 성능에 낮잠 관련 개선은 초기 유년기에 PSG에 의해 평가 된 수 면 생리와 관련. 따라서 PSG는 어린 시절의 수면과 기억 력 통합 사이의 관계를 뒷받침하는 메커니즘을 이해하는 중요한 방법입니다. 함께, 이러한 결과 낮잠은 아이 들에 있는 장기 메모리 통합에 대 한 중요 한 제안.
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Discussion
이 문서에서는 어린 시절에 낮잠 동안 선언적 메모리의 수 면 의존 통합을 조사 하는 방법을 설명 합니다. 방법은 낮잠과 깨어 있는 조건에 걸쳐 기억의 행동 평가를 포함, 수면 주기를 평가하기 위하여 행동 및 부모 보고, 및 PSG는 수면 건축을 평가하기 위하여. 이 독특한 조합은 메모리를 평가 하기 위한 중요 한, 수 면 주기를 특성화, 메모리에 수 면의 혜택을 기본 신경 메커니즘을 검사. 대표적인 결과는 학습과 기억이 특히 습관적인 기저귀를 위해, 정오 수면에 의존했다는 것을 표시합니다. 특히, 습관적인 기저귀는 깨어 있는 것에 비해 낮잠에서 더 큰 이점을 보였습니다 (즉, 낮잠 혜택 점수). 또한, 모든 어린이에 걸쳐, 낮잠 기간에 걸쳐 더 나은 유지 (즉, 낮잠 변경 점수) nREM2 동안 기록 된 수면 스핀들과 관련이 있었다; 낮잠에 더 큰 보존은 더 많은 수면 스핀들과 연관되었다. 설명된 방법의 조합은 수면이 기억에 미치는 영향의 완전한 특성화에 매우 중요하지만, 아마도 이 방법의 가장 중요한 측면은 PSG를 사용하여 이 효과와 관련된 기본 신경 메커니즘을 식별하는 것입니다. 현재 PSG는 수면 단계의 측정을 통해 수면 의 질을 특성화 할 수있는 유일한 방법론 도구입니다. 따라서, 그것은 신경 생물학적 메커니즘에 대 한 통찰력을 허용 하는 유일한 방법은 근본적인 수 면 의존 효과, 메모리 통합 등.
PSG의 주요 장점은 비 침습적이며 수면 단계 nREM 1-3 및 REM을 포함한 4 개의 수면 단계의 특성화를 허용한다는 사실을 포함한다. PSG를 획득하는 데 가장 중요한 단계는 이러한 이점을 실현하기 위해 낮은 임피던스와 후속 고품질 데이터를 달성하기 위해 응용 전에 전극 사이트를 철저히 청소하는 것입니다. 또 다른 장점은 PSG가 휴대용이며 어린 아이들에게도 관리가 용이하다는 것입니다. 또한, 이 기술은 해상도를 높이기 위해 수정될 수 있다. 우리는 7 EEG 전극의 저밀도 몽타주를 설명하지만, 수면 스핀들과 같은 수면 관련 활동의 지형 분포를 조사하기 위해 특수 캡을 사용하여 고밀도 EEG 몽타주도 사용될 수 있다. 이는 지형이 발달적으로 변화함에 따라 유용할 수있습니다(14; 그러나 이러한 시스템은 외래가 아니며 덜 편안할 수 있습니다. 마지막으로, 우리는 정오 수면 동안 PSG를 기록하는 방법을 설명하지만, 같은 방법은 하룻밤 수면을 포함하여 다른 기간에 수면을 검사하기 위해 밤새 적용 할 수 있습니다. 또한 수면 장애(즉, 심전도, 호흡, 맥박 소 포함)를 평가하기 위해 임상용으로 수정될 수 있다. PSG 에서 얻은 데이터가 선언적 기억(즉, visuospatial 메모리)의 수면 의존적 통합과 어떻게 관련될 수 있는지 설명합니다. 그러나, 다른 유형의 기억 (예를 들어, 절차 적 기억, 정서적 기억, 언어 등) 및 수면 구성 요소에 대한 그들의 관계는 또한23,28,25,36,37을 검사 할 수 있습니다 ,38.
PSG의 주요 한계는 전극을 적용하는 데 걸리는 시간입니다. 아이들에서 이것은 지루함과 제한된 주의에 걸리기 쉽기 때문에 특히 중요 할 수 있습니다. 이러한 효과 관리 하는 동안 산만 과목을 제공 하 여 완화 될 수 있다 (예를 들어, 장난감, 책, 비디오). 또한 PSG는 일반적으로 한 번의 수면 시합 중 활동을 기록합니다. 그러나, 그것은 자기 보고 및/또는 더 긴 기간 (예를 들어, 주 또는 달)에 수 면 수 량 또는 수 면-각 성 주기에 대 한 통찰력을 얻기 위해 actigraphy와 결합 될 수 있습니다. 마지막으로 PSG는 불편할 수 있으며 때로는 수면을 방해할 수 있습니다. 이러한 이유로 적응 수 면 시합을 고려할 수 있습니다. 이것은 참가자에게 가해지는 추가 부담과 연구에 모집하는 것에 대한 도전과 관련이 있어야 합니다.
PSG는 수면 의존적 효과의 근본적인 신경 생물학적 메커니즘을 검사하는 데 중요하지만, 설명된 프로토콜의 다른 모든 측면의 적절한 투여(즉, 낮잠과 깨어있는 조건, 행동계에 걸친 기억의 행동 평가) 그리고 수 면 주기의 부모 보고서), 그것의 모든 잠재력을 실현 하기 위해 가장 중요 한. 낮잠 및 웨이크 프로모션 조건을 관리하는 데 가장 중요한 단계는 즉각적인 리콜과 지연된 리콜 사이의 시간이 조건 간에 동일하고 절전 모드 해제 조건 중에 간섭이 최소화되도록 하는 것입니다. 전자는 각 참가자에 대한 각 세션에 대한 명확한 프로토콜과 적절한 시간 문서를 준수하여 달성 할 수 있습니다. 후자는 절전 모드 해제 상태 동안 자녀의 활동을 모니터링하고 필요한 경우에만 방해할 가능성이 가장 낮은 활동(예: 선언적 기억을 피하는 visuospatial 메모리 작업)을 제공함으로써 달성할 수 있습니다. 책이나 구두 자료와 같은 선언적 체계를 관여하는 활동).
결론적으로, PSG는 수면 의 질에 대한 금본위제 평가입니다. 그것은 더 나은 수면 기능을 이해하는 데 유용 할 수있는 높은 시간 해상도와 수면의 객관적이고 정량적 인 측정을 할 수 있습니다. 다른 도구와 결합 할 때 (예를 들어, 기억의 행동 평가, actigraphy, 수면의 부모 보고서) 그것은 수면이 어린 아이들의 건강한 인지 발달에 기여하는 방법에 관한 중요하고 흥미로운 결과를 얻을 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
저자는 메릴랜드 대학의 신경 인지 발달 연구소, 대학 공원 및 매사추세츠 대학의 솜뉴나 연구소, 애머스트 (Amherst)에이 프로젝트에 도움을 주었습니다. 자금은 TR과 RS에 NIH (HD094758)와 NSF (BCS 1749280)에 의해 제공되었다. 대표적인 결과는 NIH HL111695에 의해 투자되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Actiwatch Spectrum Plus Starter Kit | Philips Respironics | 1109516 | Includes: Actiwatch Spectrum Plus Device, Actiware Software License, and manual |
| Actiware software | Philips Respironics | 1114828 | Alternatives may be available. |
| Brain Analyzer | Brain Products | BV-BP-170-1000 | Alternatives may be available. |
| Dell Latitude 5580 Laptop | Dell | X5580T [210-AKJR] | Laptop for running MatLab, Actiware, and RemLogic as well as storing/uploading data |
| EC2 cream | Grass | 12643 | Possible alternatives include Ten20 paste and Lic2 electride cream |
| Embla REMLogic software | Natus Medical Inc. | 21475 | Alternatives may be available. |
| Embletta MPR PG Sys - XR - US | Natus Medical Inc. | 12077 | Embletta system for PSG recordings |
| Embletta MPR ST + Proxy Kit | Natus Medical Inc. | 12696 | Attachment to Embletta to record PSG sensors |
| Nuprep cleaning solution | Natus Medical Inc. | 12643 | Possible alternatives may be available. |
| Sleep Supplies Starter Kit for Embletta MPR ST/ST + Proxy | Natus Medical Inc. | 12643 | Started kit for sleeping including guaze, EC2 cream, NuPrep cleaning solution, cotton swabs and more. |
References
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