Vi presenterar ett protokoll som används för att upptäcka en interaktiv effekt mellan sömn och kortisol på minne konsolidering, särskilt för negativa upphetsande bilder. Specifikt använder den experimentella designen ögonspårning, salivkortisolanalys och beteendeminnestester – metoder som kan användas med både friska och kliniska deltagare.
Trots höjda kortisol kan gynna minne konsolidering, som kan sova snart efter kodning, finns det för närvarande en brist på litteratur om hur dessa två faktorer kan samverka för att påverka konsolideringen. Här presenterar vi ett protokoll för att undersöka den interaktiva påverkan av kortisol och sova på minne konsolidering, genom att kombinera tre metoder: eye tracking, salivkortisolanalys och beteende minne testning över sömn och vakna förseningar. För att bedöma vila kortisolnivåer, deltagarna gav ett salivprov innan du visar negativa och neutrala objekt i scener. För att mäta öppen uppmärksamhet, var deltagarnas ögon blick spåras under kodning. För att manipulera om sömn inträffade under konsolideringsfönstret deltagarna antingen kodade scener på kvällen, sov över en natt, och tog ett erkännande testa nästa morgon, eller kodade scener på morgonen och var vaken under en jämförelsevis lång uppehållstid intervall. Ytterligare kontrollgrupper var tested efter en 20 minuters försening på morgonen eller kvällen, för att kontrollera om tid av dagen effekter. Tillsammans visade resultaten att det finns ett direkt samband mellan vila kortisol vid kodning och efterföljande minne, endast efter en period av sömn. Genom ögonstyrning, var det vidare fastställt att för negativa stimuli, kan denna positiva effekten av kortisol på senare minne bero på kortisol stärka relationen mellan där deltagarna ser under kodning och vad de senare kan komma ihåg. Sammantaget resultat som erhålls genom en kombination av dessa metoder avslöjade en interaktiv effekt på sömn och kortisol på minneskonsolidering.
Förmågan att konsolidera informationen är beroende av otaliga faktorer, med sömn och stresshormonet kortisol är två av de mest inflytelserika variablerna. Tidigare forskning har visat att förhöjda kortisolnivåer, antingen inducerade genom exogen kortisol förvaltning eller psykosocial stress, ofta förknippas med en selektiv förstärkning av minne för känslomässig relation till neutral stimuli 1-7. Sömn har visat sig ha en liknande selektiv effekt på emotionell minnes 8,9: När deltagarna presenteras med scener består av en negativ eller neutral föremål placeras på en neutral bakgrund, unbinds sömn kulisserna, bevara minnet för negativa föremål, samtidigt som minne för de mindre framträdande scen komponenter (neutrala objekt och neutrala bakgrunder) förfalla 10-12.
Även om dessa två litteratur fokuserar på de oberoende effekterna av kortisol och sova på emotionellt minne, är det möjligt att samrtisol och sömn har en interaktiv effekt. Intressant, eftersom studier som undersöker effekterna av kortisol på minnet innefattar en kvarhållande försening på minst 24 timmar, som nödvändigtvis omfattar en natts sömn, är det omöjligt att avgöra om sömnen är nödvändig för kortisol har en underlättande effekt på konsolidering. På samma sätt, medan forskning har visat att sömn företrädesvis gynnar minne för emotionell information, är det möjligt att dessa effekter kan förstärkas hos individer med högre kortisolnivåer under kodning.
Av dessa skäl är det viktigt att förstå inte bara hur sömn och kortisol självständigt stödja minnesbildande, men också för att undersöka om sömn och kortisol samverkar för att stödja minnesbildande. När allt, det finns viktiga kopplingar mellan sömn och kortisol i normalt åldrande 13, och former av psykopatologi som är associerade med minnesunderskott 14,15. Endast genom att använda en kombination avmetoder är det möjligt att förstå de komplexa sambanden mellan sömn och kortisol, och deras effekt på minne konsolidering. Närmare bestämt genom att kombinera metoden för salivkortisolsamling med en sömn kontra vakna design, är det möjligt att avgöra om det finns en interaktiv effekt av dessa två variabler på konsolidering. Också värdefullt är att med hjälp av eye tracking för att mäta ögon blick under kodning, är det möjligt att belysa en potentiell attentional mekanismen bakom denna effekt.
Denna experimentella designen förutsättning första bevis för att de positiva effekterna av pre-kodning kortisol på minnet är signifikant endast när sömnen inträffar under konsolideringsperioden. Endast genom både mäta kortisolnivåer och manipulera huruvida konsolideringsintervallet ingår sömn var det möjligt att bestämma att sömn och kortisol har en interaktiv effekt på minnet. Denna design var avgörande för att bestämma att, i de tidigare studierna som har bundna pre-learning kortisol till lättat minne för negativa stimuli 1,5 kan effekterna av kortisol manifestera på grund av sömn som inträffar under konsolideringsintervallet.
Detta resultat blir ännu mer intressant med tanke på att sömn kontra kölvattnet designen nödvändig testa deltagarna i de två grupperna vid olika tider på dagen. Kortisol följer en dygnsrytm 26, med de högsta kortisolnivåerna i tidigt på morgonen, och det lägsta i evening. Som sådan, de Sömn deltagarna var alla inom ett snävt intervall av relativt låga kortisolnivåer, efter att ha kodade på kvällen, medan spåren deltagarna hade högre och fler rörliga kortisolnivåer, efter att ha kodat på morgonen. Genom att använda denna konstruktion framgår det att även små skillnader i relativt låga kortisolnivåer är tillräckliga för att påverka minne konsolidering under en period av sömn. Samtidigt är emellertid den dygnsvariation i kortisol komplicerar även konstruktionen. Framtida arbete kan tänka sig att kontrollera för effekterna av den dygnsvariation av kortisol på olika sätt. Ett sådant sätt är att replikera de nuvarande resultaten med hjälp av en middagslur paradigm. Eftersom kortisolnivåer mellan en tupplur och Wake villkor skulle vara statistiskt likvärdiga, skulle dygnsrytm svängningar i kortisol i ett sådant paradigm inte vara ett bekymmer.
Även om många frågor kvarstår om hur kortisol påverkar varandra med sömn för att förbättra emotionella minnes konsolilidation, ger den nuvarande arbets bevis för att den underlättande effekten av pre-kodning kortisol på emotionella minnet följande förseningar på minst 24 timmar inklusive sömn 1,5,27 kan bero på interaktioner mellan kortisol och sömnberoende konsolideringsprocesser. Utan en konstruktion där en förutsättning fördröjning inkluderar sömn och den andra inte, vore det inte möjligt att isolera om sömn är nödvändigt för att denna effekt skall iakttas. Dessutom, genom att bedöma deltagarnas ögon blick under kodning, bestämdes det att denna underlättande effekt av kortisol på emotionellt minne kan bero på kortisol modulering av förhållandet mellan vikt vid emotionell information på kodning och den efterföljande konsolideringen av den informationen under sömnen: Med förhöjd kortisol, det finns ett starkare samband mellan vad deltagare tittar på under kodning och vad de senare kommer ihåg. Det är möjligt att detta beror på förhöjda kortisol vid kodning "taggar"Denna emotionell information som viktigt att komma ihåg vilket leder sömn att selektivt förstärka det viktig information under konsolideringsintervallet.
Denna unika kombination av metoder – en sömn kontra vakna konstruktion, en mätning av vila salivkortisolvärden, en bedömning av ögon blick under kodning, och en förvaltning av en beteende erkännande minnestest – ledde inte bara till att avslöja en interaktiv effekt av kortisol och sömn på konsolidering, men också att bestämma en potentiell attentional mekanismen bakom detta. Sammantaget kan denna studie användas som ett exempel på hur man kombinerar metoder som vanligtvis används självständigt för att uppnå en bättre förståelse av komplexa interaktioner mellan variabler som påverkar kognition.
The authors have nothing to disclose.
Denna studie stöddes av bidrag BCS-0963581 från National Science Foundation (till EAK och JDP). Författarna tackar Christine Cox för hennes hjälp diskussion av data, såväl som Halle Zucker, John Morris, Christopher Stare, Sondra Corgan, och Maite Balda för deras hjälp med datainsamling. Vänligen itu korrespondens till Kelly A. Bennion (kelly.bennion @ bc.edu, 140 Commonwealth Avenue, Boston College Psykologi, McGuinn 300, Chestnut Hill, MA 02467).
Salimetrics oral swabs (SOS) | Salimetrics | 5001.02 | |
Swab storage tubes (SST) | Salimetrics | 5001.05 | |
Eye-tracker | SensoMotoric Instruments (SMI) | iView X Hi-Speed |