1-qism: Kortikal ingibitor ohangning yoshga bog'liq pasayishi motor xotirasini mustahkamlaydi
Mar 20, 2022
Aloqa: Audrey Xu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com
Per Petiteta,b,1,∗, Gershon Spitsa,c,1, Uzay E. Emird,e, Heidi Yoxansen-Berga, Jacinta O'Sheaa,f
Integrativ neyroimaging uchun Wellcome markazi, FMRIB markazi, Nufild klinik nevrologiya bo'limi (NDCN), Jon Radklifi kasalxonasi, Headington, Oksford, Buyuk Britaniya
b Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, Equipe Trajectoires, Inserm UMR-S 1028, CNRS UMR 5292, Université Lion 1, Bron, Fransiya
c Tyorner miya va ruhiy salomatlik instituti, Monash universiteti, Melburn, Avstraliya
d Sog'liqni saqlash fanlari maktabi, Purdue universiteti, West Lafayette, Indiana, AQSh
e Weldon biotibbiyot muhandislik maktabi, Purdue universiteti, West Lafayette, Indiana, AQSh
f Wellcome Integrativ Neyroimaging markazi, Oksford Inson miya faoliyati markazi (OHBA), Oksford universiteti psixiatriya bo'limi, Warneford kasalxonasi, Warneford Leyn, Oksford, Buyuk Britaniya
a b s t r a c t:
Qarish ingibitor ohangning tabiiy pasayishi (-aminobutirik kislota, GABA) orqali korteks bo'ylab nozik sozlangan qo'zg'alish/inhibisyon muvozanatini (E:I) buzadi va funktsional pasayishlarga olib keladi. Biroq, yosh kattalarda sensorimotor korteksdagi GABA ni eksperimental ravishda pasaytirish sensorimotor funktsiyaning o'ziga xos sohasini kuchaytiradi: moslashish.xotira. Bu erda biz gipotezani sinab ko'rdik, chunki sensorimotor kortikal GABA yoshga, moslashishga qarab tabiiy ravishda kamayadi.xotiraortib boradi, birinchisi ikkinchisini tushuntirardi. Natijalar bu bashoratni tasdiqladi. Sabablilikni isbotlash uchun biz moslashish jarayonida sensorimotor kortikal GABA-ni yanada pasaytirish uchun miya stimulyatsiyasidan foydalandik. Turli odamlarda stimulyatsiya xotirani qanday o'zgartirishi sensorimotor kortikal E: I ga bog'liq. E: I darajasi past bo'lganlarda stimulyatsiya kuchayganxotira; E: I stimulyatsiyasi yuqori bo'lganlardaxotira. Shunday qilib, biz yoshga qarab tabiiy ravishda mustahkamlanadigan, sensorimotor korteks neyrokimyosiga bog'liq bo'lgan va sog'lom qarish va neyroreabilitatsiyada vosita mahoratini saqlash strategiyalari uchun kuchli maqsad bo'lishi mumkin bo'lgan vosita xotirasining shaklini aniqladik.
Cistanche xotirani yaxshilashi mumkin
1.Kirish
Dvigatel quvvatlari yoshga qarab pasayadi (Hunter va boshq., 2016; Krampe, 2002). Miya va tana yoshi ulg'aygan sari, harakatlar tezligini yo'qotadi (Bedard va boshq., 2002; Jiménez-Jiménez va boshq., 2011), kuch (Frontera va boshq., 2000) va muvofiqlashtirish (Serrien va boshq., 2000). Ushbu tabiiy funktsiyani yo'qotish yoshi bilan keskin o'sib boruvchi vosita kasalliklari (masalan, insult, sarkopeniya, parkinsonizm) bilan kuchayadi. Keksa aholi soni ortib borayotganligi sababli (Leeson, 2018), yoshga bog'liq vosita pasayishiga qarshi kurashish va kompensatsiya qilish strategiyalariga ehtiyoj bor.
Qarish davrida vosita tizimi doimiy ravishda neyro-mushak-skelet tizimining o'zgarishiga moslashishi kerak. Miyaning plastikligi bunga imkon beradi. Plastiklik yangi motorli ko'nikmalarni o'rganish, mavjudlarini moslashtirish va saqlab qolish va kasallik tufayli buzilgan funktsiyalarni tiklash uchun zarurdir (Dayan va Koen, 2011; Sampaio-Baptista va boshq., 2018). Shunday qilib, plastisiya yoshga bog'liq vosita pasayishini yumshatishda muhim rol o'ynaydi (McNeil and Race, 2018; Rozycka and Liguz-Lecznar, 2017).
Afsuski, plastiklik ham yoshga qarab pasayadi (Burke va Barnes, 2006), ayniqsa motor sohasida (Bhandari va boshq., 2016; Freitas va boshq., 2013; Rogasch va boshq., 2009). Asosiy sabab kortikal qo'zg'alish va inhibisyon o'rtasidagi nozik sozlangan muvozanatning buzilishi (E: I) (Rozycka va Liguz-Lecznar, 2017). Korteks bo'ylab E: I buziladi, chunki -aminobutirik kislota (GABA) - asosiy inhibitiv neyrotransmitter - asosan yoshga qarab kamayib boradi, 2018), avtomatik javoblarni bostirish qobiliyati buzilgan (Hermans va boshq., 2018a) va sekinroq. vosita ketma-ketligini o'rganish (King va boshq., 2020).
Bundan farqli o'laroq, bu erda biz M1 GABA yoshi bilan kamayib borayotganligi sababli, yuqori oyoq-qo'llarining motor funktsiyasining o'ziga xos shakli - moslashuv degan gipotezani sinab ko'rdik.xotira- ortadi. Hayot davomida moslashish - bu sensorimotor tizimning xususiyati bo'lib, odamlarga o'z harakatlarini sozlash orqali buzilishlarga qarshi turishga va shu tariqa muvaffaqiyatli vosita faoliyatini saqlab qolishga imkon beradi (Franklin va Wolpert, 2011; Wolpert va boshq., 2011). Ta'limning ushbu shakli amalga oshirilgandan so'ng va bezovtalanish olib tashlanadi, moslashishxotirakeyingi ta'sir (AE) sifatida ifodalanadi - tebranishga qarama-qarshi yo'nalishdagi harakatning moyilligi. Moslashuv kuchixotirabu AE vaqt davomida davom etishi bilan indekslanadi. Ko'pgina dalillar mavjud bo'lsa-da, keksa odamlar sensorimotor buzilish ta'sirida ko'pincha kamchiliklarni ko'rsatadilar (ya'ni, xatolar sekinroq kamayadi; Anguera va boshq., 2011; Bock, 2005; Buch va boshq., 2003; Fernandes-Ruiz va boshq., 2000; Huang va Ahmad, 2014; Panouillères va boshq., 2015; Vandevoorde va Orban de Xivry, 2019), bezovtalanishni olib tashlashdan keyin AE saqlanib qoladi (Bock, 2005; Buch va boshq., 2003; Hegele, Hegele va Xeu208) Panouillères va boshq., 2015; Roller va boshq., 2002; Vandevoorde va Orban de Xivry, 2019) yoki hatto ortdi (Fernández- Ruiz va boshq., 2000; Nemanich va Earhart, 2015; Wolpe va boshq., 2020). yosh kattalarga (garchi qarang: Malone va Bastian, 2016). MRS va tDCS o'lchovlari uchun dan va xavfsizlikka qarshi ko'rsatmalar. Tekshiruv eksperimentatorlardan biri tomonidan o'tkazildi va ishtirokchilarning kasallik tarixi o'z-o'zidan hisobot bilan aniqlandi. Barcha ishtirokchilar tomonidan yozma rozilik berildi. Tadqiqot Buyuk Britaniyaning NHS tadqiqot etika qo'mitasi tomonidan tasdiqlangan (Oxford A; REC ma'lumotnoma raqami: 13/SC/0163). 1-tajribada barcha ishtirokchilar (= 32) prizma moslashuvi (PA) va qisqa (10-daqiqa) va uzoq muddatli (24-soat) saqlanish sinovlarini o‘tkazdilar. Chap sensorimotor korteksda (= 22) va oksipital korteksdagi anatomik nazorat hajmida (= 20; S2-rasm) neyrokimyoni o'lchash uchun kichik namuna MRS tekshiruvidan o'tkazildi. Kichik namuna 2-tajribada (=25) ishtirok etishga rozilik berdi, u M1 ga anod/sham tDCS bilan birlashtirilgan ikki haftalik PA seansidan iborat. Har bir shaxs uchun qanday o'lchovlar olinganligi haqida to'liq ma'lumotlar S1-jadvalda keltirilgan.
1-tajribada namuna hajmi (=32) G∗Power (Faul va boshq., 2007) (3.1.9.2-versiya) da bajarilgan quvvat tahlili asosida aniqlandi, bu assotsiatsiyaning oldingi tadqiqotlari asosida shakllantirilgan. Xulq-atvor va motor sohasidagi yoshga bog'liq GABA o'zgarishi o'rtasida (Heise va boshq., 2013; Hermans va boshq., 2018a). Ushbu tadqiqotlar bo'yicha o'rtacha ta'sir hajmi || edi=0.52. Bunday oʻlchamdagi effektni aniqlash uchun I turdagi xatolik ehtimoli=0.05 va quvvat (1 − )=0.80 (asosiy) boʻlgan minimal=19 namuna kerak boʻladi. priori bir tomonlama korrelyatsion tahlil). Bizning neyrokimyoviy nuqtai nazarimiz, oldingi ishimiz shuni ko'rsatdiki, miya stimulyatsiyasi orqali moslashish paytida M1 inhibitiv ohangini eksperimental ravishda pasaytirish moslashish tezligiga ta'sir qilmadi, lekin yosh kattalardagi AE qat'iyligini oshirdi (Galea va boshq., 2010; O'Shea va boshq. , 2017). Bu erda, agar AE saqlanishi M1 ingibitor ohangiga sababiy jihatdan bog'liq bo'lsa, demak, bu shaklxotirayoshga bog'liq M1 GABA pasayishi tufayli yosh bilan tabiiy ravishda oshishi mumkin.
Ushbu gipoteza o'ttiz ikkita sog'lom keksa kattalar (o'rtacha yoshi: 67,46 yil, sd: 8,07) o'rtasida o'tkazilgan kesma tadqiqotida tasdiqlangan. Neyrokimyo miqdorini aniqlash uchun magnit-rezonans spektroskopiyasidan (MRS) foydalanib, biz M1 GABA yoshi bilan kamayib borishini ko'rsatdik. Prizma moslashuvidan (PA; von Helmholtz, 1867) foydalanib, biz ushlab turish yoshi bilan ortib borishini ko'rsatdik. A
Keyinchalik vositachilik tahlili shuni tasdiqladiki, GABA yoshi bilan pasayganligi sababli, moslashuvxotiraortib boradi va birinchisi ikkinchisini tushuntiradi. Sababni ko'rsatish uchun biz eksperimental ravishda qo'zg'atuvchi anodal transkranial to'g'ridan-to'g'ri oqim stimulyatsiyasi (a-tDCS) bilan aralashdik - M1 GABA ni yanada pasaytirishga harakat qildik (Antonenko va boshq., 2017; Kim va boshq., 2014; Stagg va boshq., 2009) va Shunday qilib, moslashishni yanada oshiradixotira. O'rtacha, stimulyatsiya kuchaymadixotirabu yosh guruhida. Aksincha, moderatsiyani tahlil qilish stimullanish qanday o'zgarganligini ko'rsatdixotirashaxslarning motor kortikal E:I ga bog'liq. Rag'batlantirish past E: I bo'lgan shaxslarda ushlab turishni kuchaytirdi, ammo E: I yuqori bo'lgan shaxslarda ushlab turishni kamaytiradi.
Xulosa qilib aytganda, biz motor kortikal inhibitiv pasayishning tabiiy natijasi sifatida yosh bilan yaxshilanadigan motor funktsional plastisiyasining o'ziga xos sohasini aniqladik. Ushbu xotira funktsiyasi neyrostimulyatsiya orqali yanada kuchaytirilishi mumkin, lekin faqat E:I motor kortikalining yoshga bog'liq disregulyatsiyasi bilan eng kam ta'sirlangan odamlarda. Ushbu topilmalar qarishni muqarrar funktsional pasayish sifatidagi hukmron qarashga qarshi chiqadi. Yangi vosita ko'nikmalarini o'rganish pasayishi mumkin bo'lsa-da, mavjud ko'nikmalarning moslashuvini saqlab qolish qobiliyati yosh bilan tabiiy ravishda yaxshilanadi. Bu moslashuvxotirayoshi bilan tabiiy ravishda kuchayib boradi, u sog'lom yoki patologik qarishda vosita funktsiyasini saqlab qolish, yaxshilash yoki tiklashga qaratilgan trening strategiyalari uchun maqsad sifatida foydalanilmagan potentsialga ega bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi (masalan, ko'rish fazoviy beparvolikni reabilitatsiya qilish uchun prizma terapiyasi; O'Shea va boshq., 2017; Rossetti va boshqalar, 1998).
2. Materiallar va usullar
2.1. Ishtirokchilar
Ushbu tadqiqotda 49 yoshdan 81 yoshgacha bo'lgan o'ttiz ikkita o'ng qo'l erkak ishtirok etdi (o'rtacha yosh: 67,5 yil, sd: 8,1). Hammasi shaxsiy yoki oilaviy tarixda nevrologik yoki psixiatrik buzilish namunalarining o'lchamlarini istisno qilish uchun tekshirildi (xulq-atvor tahlillari uchun=32; neyrokimyo tahlillari uchun=20) shuning uchun etarli kuchga ega edi. Tajriba 2da namuna hajmi avvalgi ishimizda bildirilgan stimulyatsiya ta'sirining o'lchami bilan ma'lum qilingan taqqoslanadigan quvvat tahlili asosida aniqlandi (O'Shea va boshq., 2017). Ushbu tadqiqotda chap M1 a-tDCS moslashgandan so'ng to'rt kungacha uzoq muddatli saqlashni kuchaytirdi, effekt hajmi=0.73.=0.73 I turdagi xatolik ehtimoli=0.05 va quvvat (1 - )=0.80 boʻlgan effektni aniqlash uchun zarur boʻlgan minimal namuna hajmi {{24} edi. }} (ikki qaramlik vositasining bir dumli farqiga asoslangan). Mumkin bo'lgan o'qishni tark etishga ruxsat berish uchun yigirma olti nafar ishtirokchi jalb qilindi. Bir ishtirokchi ushlab qolish kuzatuvidan mahrum bo'ldi va shuning uchun=25 yakuniy namunasiga kiritilmadi.
2.2. Prizma moslashuv protokoli
Ikkala tajribada ham PA maqsadli avtomatlashtirilgan apparat yordamida amalga oshirildi (S1a-rasm). Ishtirokchilar boshlarini iyak suyagiga o‘rnatib o‘tirishdi va suyuq kristall displey (LCD) panjasi orqali 32- dyuymli gorizontal sensorli ekranni ko‘rishdi (Dispersion film, Liquid Crystal Technologies, Ogayo, AQSh). Sensorli ekran vizual maqsadlarni ko'rsatish va kirish nuqtalarini yozib olish uchun ishlatilgan va LCD deklanşör ekran va oyoq-qo'llarning vizual fikr-mulohazalarini boshqarish uchun ishlatilgan. Chig'anoqning ustuniga tugma biriktirilgan va barcha ishora qiluvchi harakatlar uchun boshlang'ich pozitsiyasi bo'lib xizmat qilgan. Ishtirokchilarga tugmani har doim bosib turish va faqat maqsadga erishish harakatini boshlaganda qo'yib yuborish buyurildi. Faqat keyingi ta'sir (AE) sinovlarida tugmani bo'shatish LCD yopilishining shaffof bo'lishiga olib keldi va shu bilan yakuniy nuqta aniqligi haqida vizual fikr bildirishni to'sib qo'ydi. Bundan tashqari, o'rnatilgan panjur ishtirokchilarga o'zlarining oyoq-qo'llarini boshlang'ich holatida va traektoriyaga yetib borishning birinchi uchdan bir qismida ko'rishlariga to'sqinlik qildi. Ishtirokchilarga barmoqlarini sensorli ekran yuzasi bo'ylab siljitmaslik, balki faqat harakat oxirida ekranga teginish buyurildi. Ko'rsatish xatolari boshlang'ich pozitsiyasi va nishonni birlashtiruvchi to'g'ri chiziq va boshlang'ich pozitsiyasi va qayd etilgan qo'nish pozitsiyasini birlashtiruvchi to'g'ri chiziq o'rtasida hosil bo'lgan burchak sifatida hisoblangan. An'anaga ko'ra, prizmatik siljish yo'nalishidagi xatolar (o'ngga/soat yo'nalishi bo'yicha) ijobiy, teskari yo'nalishdagi xatolar (chapga/soat miliga teskari) esa salbiy deb kodlangan. Vazifa MATLAB 2014b versiyasida (MathWorks; https://uk.mathworks.com) MacBook Pro noutbukida ishlaydigan Psychtool-box (Kleiner va boshq., 2007) 3-versiyasi yordamida dasturlashtirilgan. Har bir sinovda ovozli yozuv ishtirokchilarga sensorli ekranda ko‘rsatilgan nishonga o‘ng ko‘rsatkich barmog‘i bilan yetib borishni buyurdi. Maqsad ekranning markazida (ochiq tsikldagi sinovlar) yoki chap yoki o'ngda 10 sm masofada joylashgan bo'lishi mumkin (yopiq tsiklli sinovlar). Ishtirokchilarning ko'zlari va markaziy nishon orasidagi masofa 57 sm edi.
PA davomida ishtirokchilar ikki turdagi vazifa bloklari o'rtasida almashdilar: yopiq pastadirga ishora qilish (CLP) va ochiq tsiklga ishora qilish (OLP). Yopiq davra sinovlarida ishtirokchilar 10◦ oʻngga siljiydigan prizmali koʻzoynak taqib yurishdi (muzlik koʻzoynaklari: Julbo, Longchaumois, Fransiya; linzalar: OptiquePeter, Lion, Fransiya) va ularga tez yetib borish harakatlari (oʻrtacha harakat davomiyligi: 452 milodiy, sd) boʻyicha koʻrsatma berildi. : 119 ms) psevdo-tasodifiy tartibda chap yoki o'ng nishonga. Ishtirokchilar qo'nish joyida barmoqlarini ushlab turish va kerak bo'lganda keyingi sinovda harakatlarini tuzatishga o'rgatilgan. Xulq-atvorni sinab ko'rish paytida strategik tuzatishlarni cheklash va xatolarni tuzatish (Redding va Wallace, 1996; 2001) Bunga xulq-atvorni tekshirishda ishtirok etmagan tadqiqotchi tomonidan taqdim etilgan ko'r-ko'rona kodlar (stimulyatorning "o'rganish rejimi") yordamida erishildi. Ma'lumotlar yig'ish tugallangandan so'ng, statistik tahlil bosqichida ko'r bo'lmadi.
Tajriba 2da ishtirokchilar ikkita PA plyus tDCS seansini (anodal/sham, buyurtma qarama-qarshi muvozanatli) bajarishdi, ularning har biri kamida bir hafta bilan ajratilgan (o'rtacha interval: 10 kun, SD: 6 kun). Bu interval DCS ning kortikal qo'zg'aluvchanlikka ta'sirini (Nitsche va boshq., 2003; Nitsche va Paulus, 2000) va AEni yuvishga (O'Shea va boshq., 2017) qaytishni ta'minlash uchun tanlangan. boshqa eksperimental seansning boshlanishi bilan asosiy ishora harakati va kortikal qo'zg'aluvchanlik. PA paytida rag'batlantirishning mantiqiy asosi - oldingi yoki keyin bo'lganidan farqli o'laroq - har bir yetib borish harakatining birinchi uchdan bir qismi oldingi ishda bo'lgani kabi, mahkamlangan deklanşör bilan o'zaro ta'sir qilish edi (Inoue va boshq., 2015; O'Shea va boshq., 2017; 2014). Har bir sinov oxirida qo'nish holatining vizual aloqasi teginish yozib olingandan keyin 500 ms davom etdi. Bu vaqtdan so'ng, LCD ekrani noaniq bo'lib qoldi va ishtirokchilar qo'llarining vizual aloqasisiz boshlang'ich pozitsiyasiga qaytishlari kerak edi (ya'ni tugmani bosing va ushlab turing). Ushbu protsedura orqaga qaytish harakatidan farqli o'laroq, yetib boradigan harakatga prizma ta'sirini cheklaydi. Ochiq tsikldagi sinovlarda prizmalar olib tashlandi va ishtirokchilarga markaziy nishonga ishora qilish buyurildi. Tezlik ustida aniqlik ta'kidlangan (o'rtacha harakat davomiyligi: 799 ms, sd: 135 ms). Vizual fikr-mulohazalar har bir sinovda LCD deklanşörü yetib borganida noaniq bo'lib, maqsadni ko'rishni, erishish va oxirgi nuqta xatosini va qaytish harakatini to'sib qo'yish orqali taqdim etildi. Bu chap tomondagi AEni ishtirokchilarning vizual xatolik haqidagi fikr-mulohazalariga javoban faol ravishda moslashmasdan o'lchash imkonini berdi.
Ikkala tajribada har bir PA sessiyasi boshlang'ich, moslashish, qisqa muddatli (10-daqiqa) va uzoq muddatli saqlash (24-soat; S1-rasm) davomida ishora aniqligini o'lchadi. Asosiy yopiq va ochiq pastadir ko'rsatish aniqligi mos ravishda 20 va 30 ta sinovdan iborat ikkita blokda o'lchandi. Moslashuv 1-tajribada oltitasi va 2-tajribada yettita yopiq va ochiq aylana koʻrsatuvchi bloklarning oʻzgaruvchan juftliklaridan iborat (S1-rasm). AEning saqlanishi PA tugaganidan 10-daqiqa va 24-soat o‘tgach, 45 ta ochiq sinovdan iborat bitta blok orqali o‘lchandi. 2-tajribada 10-daqiqa ushlab turishdan soʻng yuvish bosqichi boʻldi, unda ishtirokchilar prizma kiymasdan ishora qildilar, chapga qarab xatoliklarini kuzatdilar va shuning uchun moslashishni yoʻqotdilar. Yuvish oltita interleaved bloklar bo'ylab taqsimlangan 40 ta yopiq tsiklli sinovdan va 45 ta ochiq tsiklli sinovdan iborat edi (S1b-rasm). Yuvishning maqsadi ikki xil edi. Birinchidan, bu bizga soxta holatda keksa yoshning moslasha olmaslik bilan bog'liqligini tekshirishga imkon berdi, bu keyinchalik kuchli AEni tushuntirishi mumkin (Qo'shimcha natijalarga qarang). Ikkinchidan, biz shunday fikr yuritdik, agarxotirashakllanishi PA davomida stimulyatsiya bilan kuchaytirildi, keyin yuvish anod holatiga qaraganda soxta holatda uzoq muddatli saqlanishga xalaqit berishi mumkin edi, bu 24- soatlarda stimulyatsiya ta'sirini aniqlash uchun sezgirlikni oshirishi mumkin.
2.3. Transkranial to'g'ridan-to'g'ri oqim stimulyatsiyasi
Tajriba 2da tDCS batareya bilan boshqariladigan DC stimulyatori (Neuroconn GmbH, Ilmenau, Germaniya) tomonidan 0,9 foizli tuz eritmasiga namlangan ikkita 7 × 5 sm shimgichli elektrodga ulangan. Anod elektrod xalqaro 10-20 elektrod tizimiga (Herwig va boshq., 2003) ko'ra, chap asosiy vosita korteksiga mos keladigan C3 (Cz dan 5 sm lateral) ustida markazlashtirilgan. Katod o'ng supraorbital tizma ustiga joylashtirildi. Anodal tDCS paytida stimulyatsiya 1 mA da 20 daqiqa davomida, avvalgi ishimizda bo'lgani kabi, butun moslashish bosqichida qo'llanildi (O'Shea va boshq., 2017). Empedans onlayn nazorat qilindi va stimulyatsiya paytida har doim 10 kOhm ostida ushlab turildi. Rag'batlantirish boshlanganda va o'chirilganda oqim 10 soniya davomida yuqoriga va pastga ko'tarildi. Soxta tDCS paytida protsedura bir xil edi, faqat 20 daqiqa davomida hech qanday stimulyatsiya berilmagan. Buning o'rniga, haqiqiy stimulyatsiya bilan bog'liq vaqtinchalik karıncalanma hislarini taqlid qilish uchun har 550 msda kichik oqim impulslari (15 ms dan 110 A) sodir bo'ldi. Eksperimentchilar ham, ishtirokchilar ham stimulyatsiya holatiga ko'r bo'lishdi (anodal yokixotirauzoq muddatli saqlash bilan bog'liq bo'lgan vizual siljish ta'sirida yuzaga keladigan shakllanish jarayonlari (Inoue va boshq., 2015; Joiner va Smith, 2008; Kording va boshq., 2007; Smit va boshq., 2006). Biz ilgari M1 a-tDCS ilgari qo'llanilganligini ko'rsatdik - PA paytidagidan farqli o'laroq - moslashishga ta'sir qilmaydi.xotira, neyrostimulyatsiya va bir vaqtning o'zida kognitiv holat o'rtasidagi o'zaro ta'sirning muhimligini ko'rsatadi (O'Shea va boshq., 2017).
2.4. MRS sotib olish protokoli
MRS ma'lumotlari Oksford Klinik magnit-rezonans tadqiqotlari markazida (OCMR, Oksford universiteti) Siemens Trio {{0}}Tesla butun tana MR skanerida va 32-kanal lasan yordamida olingan. . Yuqori aniqlikdagi T1-vaznli strukturali MR tasvirlari (MPRAGE; 224 × 1 mm eksenel boʻlaklar; TR/TE=3000/4,71 ms; burilish burchagi=8◦; FOV=256; voksel oʻlchami=1 mm izotrop; skanerlash vaqti=528 soniya) MRS vokselini joylashtirish va roʻyxatdan oʻtkazish maqsadida olingan. MRS maʼlumotlari ikki jilddan (VOI; voksel oʻlchami=2 ×2 ×2 sm3) ketma-ket ikkita xaridda olingan. Birinchi VOI chap vosita qo'l tugmachasida markazlashtirilgan (Yousry va boshqalar, 1997) va markaziy girusdan oldingi va keyingi qismlarni o'z ichiga olgan (S2c-rasm). Ikkinchi (anatomik nazorat) VOI ikki tomonlama oksipital lobda (vizual korteks) kalkarin bo'shlig'ida joylashgan edi (Engel va boshq., 1997; Ip va boshq., 2017; Lunghi va boshq., 2015) (S2c-rasm). ). Ushbu nazorat hududi tanlangan, chunki u bizning ma'lumotlarimizga ko'ra, prizma AElarni ishlab chiqish va / yoki saqlashda ishtirok etmagan (ko'rib chiqish uchun qarang: Panico va boshq., 2020; Petitet va boshq., 2017). B0 shimming GRESHAM (64 × 4,2 mm eksenel bo'laklar, TR=862,56 ms, TE1/2=4,80/9,60 ms, burilish burchagi=12◦, FOV {{) yordamida amalga oshirildi. 40}}, skanerlash davomiyligi=63 soniya). MR spektroskopiya ma'lumotlari (spektrlar) adiabatik selektiv qayta fokuslash (yarim LASER) ketma-ketligi (TR/TE=4000/28 ms, o'rtacha 64 skanerlash, skanerlash vaqti=264 soniya) orqali yarim adiabatik lokalizatsiya yordamida olingan. optimallashtirilgan gevşeme kechikishlari (VAPOR), suvni bostirish va tashqi hajmning to'yinganligi bilan o'zgaruvchan quvvatli radiochastota impulslari bilan (Deelchand va boshq., 2015; Öz va Tkáč, 2011). Bundan tashqari, qoldiq girdob oqimi ta'sirini yo'qotish va fazali massiv spektrlarini qayta qurish uchun bir xil VOIlardan bostirilmagan suv spektrlari olingan (Natt va boshq., 2005). Bir martalik suratga olishlar alohida-alohida saqlangan (bir martalik olish rejimi), so‘ngra chastota va fazaga qarab o‘rtacha 64 ta skanerlashdan oldin tuzatilgan.
2.5. MRS ma'lumotlarini tahlil qilish
Metabolitlarning miqdori 0,5 dan 4,2 ppm gacha bo'lgan kimyoviy siljish oralig'idagi barcha spektrlarda amalga oshirilgan LCModel (Provencher, 2012; 1993; 2001) yordamida aniqlandi. Model spektrlari Vespa Project (Ko'p tomonlama stimulyatsiya, impulslar va tahlil) tomonidan ilgari xabar qilingan kimyoviy siljishlar va ulanish konstantalari asosida yaratilgan. Qiziqarli hajmdan olingan bostirilmagan suv signali girdobli oqim ta'sirini yo'q qilish va bosqichli qator spektrlarini qayta qurish uchun ishlatilgan (Natt va boshq., 2005). Yagona skanerlash spektrlari yig'indidan oldin ob'ekt harakati tomonidan chaqirilgan chastota va faza o'zgarishlari uchun tuzatildi. Glutamik (Glx) joriy tadqiqotda 3T MRI skaner yordamida glutamat va glutaminni ajrata olmasligi sababli ishlatilgan. Namuna yuqori konsentratsiyani baholashga yo'l qo'ymaslik uchun va kutilgan nisbiy Cramér-Rao Pastki chegarasi (CRLB) kontsentratsiyani baholashni hisobga olgan holda va barcha o'lchovlar bo'ylab doimiy shovqin darajasini hisobga olgan holda har bir alohida ma'lumot to'plami uchun hisoblab chiqilgan (batafsil usullar uchun Qo'shimcha ma'lumotga qarang). Kutilgan va kuzatilgan nisbiy CRLB o'rtasidagi Pearson qoldig'i 2 dan oshgan ma'lumotlar to'plamlari keyingi tahlildan chiqarib tashlandi. Aminobutirik kislota (GABA etiketli), Glutamiks (Glutamin plyus Gutamat, Glx etiketli) va umumiy kreatin (Kreatin plyus Fosfokreatin, yorliqli TCR) uchun ushbu sifatli filtrlash mezonidan foydalanib, to‘rtta V1 MRS ma’lumotlar to‘plami o‘chirildi va M1 MRS ma’lumotlar to‘plami bekor qilinmadi.
To'qimalarni tuzatish MRS ma'lumotlarini tahlil qilishda muhim qadamdir, ayniqsa miya atrofiyasi tufayli keksa kattalarda, R (Lüdecke) dagi sjPlot paketining "tab{0}}model" funksiyasining standart variantiga mos kelishi taklif qilingan. , 2021). Biz neyroanatomik va neyrokimyoviy o'ziga xoslikni aniqlash uchun LMM modeli parametrlarini to'g'ridan-to'g'ri solishtirdik. Model parametrlari Rdagi multi-komp paketi yordamida umumiy chiziqli gipoteza testi yordamida taqqoslandi (Hothorn va boshq., 2008). Vizualizatsiya maqsadida, shakl. 1b, 3 va 6 b blok-o'rtacha ma'lumotlarni saqlash o'lchovlari sifatida ko'rsatadi, ammo statistik tahlillar tasodifiy kesishmalar va qiyaliklar bilan individual sinov ma'lumotlari bo'yicha o'tkazildi. Ta'sir o'lchovlari - bu
R. Koenning d asaridagi effekt o'lchami to'plamidan (Ben-Shachar va boshq., 2020) foydalanib, barcha muhim tahlillar uchun hisobot qilingan, qisqa va uzoq muddatli saqlash uchun nolga qarshi bir namunali t-testi uchun effekt o'lchamlarini hisoblash uchun ishlatilgan. Hech bo'lmaganda qisman MRS tomonidan o'lchanadigan GABA darajalarida tez-tez kuzatiladigan yoshga bog'liq pasayish hisobga olinadi (Maes va boshq., 2018; Porges va boshq., 2017b). LCmodel butun qiziqish hajmi uchun metabolit kontsentratsiyasini chiqaradi. Shunday qilib, agar qiziqish hajmidagi asab to'qimalarining ulushi yoshga bog'liq atrofiya tufayli past bo'lsa (Good va boshq., 2001), metabolitlarning kontsentratsiyasini baholash ham albatta past bo'ladi. Ushbu potentsial chalkashlikni hisobga olish uchun bir nechta to'qimalarni tuzatish usullari taklif qilingan, hozirda adabiyotda konsensus yo'q (Harris va boshq., 2015; Maes va boshq., 2018; Porges va boshq., 2017b). Ushbu usullarning aksariyati qiziqish metabolitining turli to'qimalar bo'linmalarida taqsimlanishi haqida taxminlarni keltirib chiqaradi. Biroq, bunday taxminlar umr bo'yi davom etmasligi mumkin, chunki oddiy qarish jarayoni ba'zi qismlarga boshqalarga qaraganda ko'proq ta'sir qilishi mumkin. Shunday qilib, ushbu maqolada ko'rsatilgan barcha tahlillar to'qimalarda tuzatilgan bo'lmagan kontsentratsiyani baholashdan foydalangan va buning o'rniga MRS vokselidagi kulrang materiya (GM) va oq moddaning (WM) foizini qiziqtirmaydigan chalkash o'zgaruvchilar sifatida o'z ichiga olgan (Scholl va boshqalarda bo'lgani kabi, 2017). Ushbu qisman hajmni to'g'rilash usuli GABA va Glx ning turli to'qimalar turlarida taqsimlanishi haqida hech qanday taxmin qilmaganligi sababli, u ushbu tadqiqot uchun ayniqsa mos keladi (ishtirokchilarning yoshi 49 dan 81 gacha bo'lgan) va shuning uchun qolgan qismida atrofiyani nazorat qiladi. qarishning to'qimalar turlariga turlicha ta'siri haqida agnostik. VOIlarda mavjud bo'lgan kulrang materiya, oq materiya va miya omurilik suyuqligining foizlari FMRIBning avtomatlashtirilgan segmentatsiyasi vositasi yordamida hisoblab chiqilgan (Chjan va boshq., 2001). Ular MRS ma'lumotlar sifati ko'rsatkichlari bilan birga S2-jadvalda keltirilgan.
Jismoniy shaxslar bo'yicha umumiy kreatin (TCR) kontsentratsiyasini baholash M1 vokselidagi yosh bilan salbiy bog'liq edi ( (21)=−0.46,=0.04 ) V1 vokselida bo'lmasa ham ( (17)=-0,06,=0,81; S2b-rasm). Yosh bilan bog'liq bu chalkashlik tufayli TCR metabolitlarni baholash uchun haqiqiy ichki ma'lumotnoma sifatida ishlatilmaydi. Shunday qilib, ushbu ish davomida biz ma'lumotlarni TCR nisbati sifatida ifodalash o'rniga, GABA va Glx uchun mutlaq kontsentratsiyani baholadik.
2.6. Statistik tahlil
Xulq-atvorning statistik tahlillari R (R Core Team, 2017) da amalga oshirildi. Moslashuvdan oldingi ko‘rsatkichlar aniqligidagi individual farqlarni nazorat qilish uchun barcha sinovlar bo‘yicha yakuniy nuqta xatosi ma’lumotlari boshlang‘ich chiziqdagi o‘rtacha ko‘rsatish xatosini ayirish yo‘li bilan normallashtirildi (yopiq tsiklli bloklar uchun chap/o‘ng nishonlar bo‘ylab; ochiq tsiklli bloklar uchun o‘rta nishon). ). Agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, barcha statistik testlar ikki tomonlama edi. Tahlillar chiziqli regressiya yordamida amalga oshirildi va quyidagi taxminlarni tekshirishni o'z ichiga oldi: 1) chiziqlilik, 2) dispersiyaning bir xilligi va 3) qoldiqlarning normalligi. Bu taxminlar qoldiqlarning kuzatilgan qiymatlarga nisbatan (chiziqlilik), moslashtirilgan qiymatlarning qoldiqlarga nisbatan (dispersiyaning bir hilligi) va qoldiqlarning taqsimlanishi (qoldiqlarning normalligi) chizmalari yordamida vizual tarzda tekshirildi. Chiziqli aralash ta'sirli modellar (LMM) bo'ylama/takroriy o'lchovlar komponenti (masalan, moslashish, ushlab turish) bilan tahlillar uchun kesishmalar va qiyaliklarni ishtirokchi tasodifiy ta'sirlari sifatida qo'shish orqali ishlatilgan. Ushbu yondashuv takroriy o'lchovli dispersiya tahlillari (ANOVA) bilan solishtirganda ikkita afzalliklarga ega: bu bizga 1) faqat blokirovka qilingan o'rtacha xatolardan farqli o'laroq, blok ichidagi xatti-harakatlar dinamikasini ko'rib chiqishga imkon berdi va 2) individual o'zgaruvchanlikning tasodifiy manbalarini ajratib ko'rsatishga imkon berdi. mazmunlilari. Barcha model spetsifikatsiyalari qo'shimcha jadvallarda keltirilgan. P-qiymatlari Vald testi yordamida baholandi, u tajriba 1 va 2-tajribada qisqa va uzoq muddatli saqlanish bo'yicha sham va anodal stimulyatsiyaning juftlashtirilgan namunalari uchun t-testlari uchun. Chiziqli aralash uchun taxminiy qisman eta-kvadrat () ma'lum bir qat'iy ta'sir bilan bog'liq dispersiya ulushini umumlashtirish uchun regressiya tahlillarini ta'sir qiladi. Effekt o'lchamlarini talqin qilish uchun asosiy qoidalar taklif qilingan. Koenning d uchun bu normalar: kichik=[0.2{{30}}; 0.49]; oʻrtacha=[0.5; 0.79]; katta 0 dan katta yoki unga teng.8. Normlar: kichik=[0.01; 0,05]; o'rtacha=[0,06; 0,13]; katta 0,14 dan katta yoki unga teng (Cohen, 2013).
Tajriba 2da asosiy OLP va CLP o'rtacha aniqligi ikki usulda tahlil qilindi. Birinchidan, buyurtma effekti yo'qligini tekshirish (PA sessiyasi 1 va PA sessiyasi 2; juftlik t-testlari yordamida). Ikkinchidan, stimulyatsiya holati ta'sirining yo'qligini tekshirish (anodal tDCS seansi va soxta tDCS seansi; neyrostimulyatsiya holati bo'yicha qayta tartiblangan bir xil ma'lumotlar bo'yicha juftlik t-testlaridan foydalanish). Birinchi tahlil bir haftalik yuvish oralig'ining samarali bo'lishini ta'minladi (ya'ni 1-sessiyaning xatti-harakatlari 2-sessiyaning boshlanishi bilan yo'qoldi) va ikkinchisi anodal va soxta tDCS shartlari o'rtasidagi ishlashdagi farqlar bilan bog'liq bo'lishi mumkinligini ta'minladi. neyrostimulyatsiya ta'siri allaqachon boshlang'ichda mavjud bo'lgan tasodifiy sistematik farqlardan farqli o'laroq. Farqning yo'qligi (ya'ni, biz erishmoqchi bo'lgan narsa) foydasiga statistik dalillarni miqdoriy baholash uchun ushbu sifat nazorati tahlillari uchun Bayes omili (01) hisoblab chiqilgan. 01 > 3, ikkita eksperimental seans o'rtasida tegishli yuvish bilan mos keladigan farq yo'qligining muhim dalili deb hisoblandi.
GABA glutamatdan sintez qilinganligi sababli, bu ikki neyrotransmitterning kontsentratsiyasi odatda miyada ijobiy bog'liqdir (Jocham va boshq. (2012); Stagg va boshq. (2011a); bizning ma'lumotlar to'plamimizda M1 GABA × M1 Glx: (20)=0.34,=0. 13; V1 GABA × V1 Glx: (14)=0. 16,=0.55). Shuning uchun, voksel ichidagi GABA yoki Glxdagi mutlaq kontsentratsiya va natija o'rtasidagi munosabatni tahlil qilganda, boshqa neyrotransmitterning (GABA yoki Glx) kontsentratsiyasi ham modelga kiritilgan. Bundan tashqari, kulrang va oq moddalar kontsentratsiyasi ham neyrokimyoviy ma'lumotlarni o'z ichiga olgan barcha modellarda qiziqish uyg'otmaydigan kovariativlar sifatida kiritilgan.
Yosh, neyrokimyo va ushlab turish o'rtasidagi kuzatilgan korrelyatsiyalar asosidagi "mexanik" aloqalarni tavsiflash uchun vositachilik tahlili ishlatilgan. Bu sabab-vositachilik tahlili uchun R paketi vositachiligi yordamida amalga oshirildi (Imai va boshq., 2010). Mediatsiya parametrik bo'lmagan yuklash bilan regressiya yordamida (10,{2}} misollar) M1 inhibitiv ohangining yosh va uzoq muddatli saqlash o'rtasidagi bog'liqlikni hisobga olishini aniqlash uchun o'tkazildi. Modelga quyidagilar kiradi: yosh mustaqil o'zgaruvchi sifatida (X); mediator sifatida M1 GABA va Glx ning mutlaq kontsentratsiyasi (M1, M2); bog'liq o'zgaruvchi (Y) sifatida 24-soatda bloklangan o'rtacha ushlab turish (har bir shaxs uchun boshlang'ich chiziq bilan normallashtirilgan o'rtacha blok xatosi) va M1 vokselidagi GM va WM ulushini nazorat qilish (C1, C2). Vositachilik ulushi () bilvosita ta'sirlar (ab1 yoki ab2) hisobiga jami ta'sirning (c) ulushi sifatida hisoblangan.
