La separació de patrons i la memòria de la font implica diferents regions hipocampals i neocorticals durant la recuperació

Contacte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correu electrònic:audrey.hu@wecistanche.com

Introducció

Les representacions detallades d'esdeveniments passats es basen en la capacitat de formar associacions entre els elements i les seves característiques contextuals (és a dir, la fontmemòria), així com la capacitat de representar clarament un nou esdeveniment d'un altre de similar emmagatzematmemòria(és a dir, separació de patrons). Tots dos se sap que aquests processos comprometen l'hipocamp, tot i que encara no està clar si comparteixen mecanismes similars. També es desconeix si l'activitat relacionada amb aquests processos es solapa i/o interactua, i en quines regions. Aquí, hem utilitzat fMRI d'alta resolució per examinar les contribucions dels subcamps de l'hipocamp i les àrees neocorticals a la separació i la font de patrons.memòriaamb un paradigma experimental que va provar tots dos alhora. Durant la codificació, els subjectes humans masculins i femenins van estudiar incidentalment elements en un dels quatre quadrants de la pantalla. Durant la prova, van veure elements repetits (objectius), articles similars (esquers) i articles nous (folis) i se'ls va demanar que indiquessin si cada element era vell, semblant o nou. Després del judici de cada ítem, es va demanar als subjectes que indiquessin el quadrant en què es presentava l'estímul original. Així, cada assaig d'esquer tenia un component de discriminació de l'esquer (separació de patrons d'impostos) i un judici de ubicació (memòria fontHem trobat dos perfils de resposta principals: (1) senyals relacionats amb la separació de patrons en DG/CA3 i còrtex perirhinal i (2) font.memòriasenyals a CA1 posterior, còrtex parahipocampal i gir angular. L'anàlisi de voxelwise de tot el cervell va revelar que l'activitat es relacionava amb la discriminació i la font d'atracciómemòriano es solapava en gran part. Aquestes troballes suggereixen que diferents processos són subjacents a la recuperació de representacions d'elements separats per patrons i a la recollida de la informació font.

Paraules clau: context; fMRI; hipocamp;memòria; separació de patrons;memòria font

el benefici de l'herba cistanche: millora la memòria

Els records episòdics detallats depenen de la capacitat de formar associacions entre elements i contextos (és a dir, la memòria font), així com de la capacitat de distingir entre elements o esdeveniments similars a la memòria (és a dir, la separació de patrons). Una gran quantitat d'evidències indica que la memòria font es basa en l'hipocamp, que es creu que representa l'associació entre els elements i el context (Diana et al., 2007). Els estudis en rosegadors han demostrat que les "cèl·lules de lloc" de l'hipocamp CA1 poden codificar per a associacions entre objectes i ubicacions (Komorowski et al., 2009), mentre que els estudis en humans que utilitzen fMRI d'alta resolució han demostrat una major activitat al CA1 i al subicul durant la memòria associativa. codificació i recuperació (Eldridge et al., 2005; Viskontas et al., 2009; Suthana et al., 2015). Els estudis de memòria font normalment comparen l'activitat relacionada amb el reconeixement d'elements amb (S) i sense (S μ ) un detall contextual específic (per exemple, la ubicació espacial) i tendeixen a equiparar el reconeixement d'elements sol (S μ ) amb una memòria menys detallada i de menor fidelitat. (Frithsen i Miller, 2014; Hutchinson et al., 2014). Aquests estudis sovint no mostren el compromís de l'hipocamp per al reconeixement d'elements sense la recuperació del context associat (S μ ). Tanmateix, la memòria d'elements en si pot ser molt detallada. S'han de formar representacions diferents i d'alta fidelitat dels elements (mitjançant la separació de patrons) per discriminar-los dels elements similars de la memòria. Igual que la memòria font, es creu que la separació de patrons es basa en l'hipocamp, amb proves en rosegadors (Leutgeb et al., 2007; Neunuebel i Knierim, 2014), així com en paradigmes de discriminació mnemotècnica humana (Bakker et al., 2008; Berron et al., 2008; al., 2016), cosa que suggereix que el gir dentat (DG) té un paper crític en l'ortogonalització de les entrades superposades.

Feu clic a Cistanche per a la memòria

Fora de l'hipocamp, es creu que una àmplia xarxa d'àrees corticals medials posteriors recolza el context i la memòria d'origen (Ranganath i Ritchey, 2012; Reagh i Ranganath, 2018). L'escorça parahipocampal (PHC) codifica informació espacial/contextual al costat de l'hipocamp, mentre que l'activitat a l'escorça parietal posterior lateral, especialment el gir angular, s'associa amb la recuperació de detalls episòdics (Johnson et al., 2013; Hutchinson et al., 2014). Més recentment, estudis han trobat que les regions corticals fora de l'hipocamp també podrien contribuir a la separació de patrons (Reagh i Yassa, 2014; Leal i Yassa, 2018). Per exemple, treballs recents del nostre grup van demostrar que l'escorça perirhinal (PRC), part del flux ventral "què" que es projecta a l'hipocamp, està implicada durant la discriminació mnemotècnica d'objectes similars (Reagh i Yassa, 2014).

Utilitzant una tasca de discriminació d'elements ben validada que es va modificar per incloure un component de memòria d'origen, el treball anterior al nostre laboratori ha demostrat que es poden produir judicis correctes de la memòria d'origen en absència de separació de patrons (és a dir, falses alarmes), cosa que indica que aquests processos, que presumiblement depenen de representacions detallades de l'hipocamp, són almenys conductualment dissociables (Kim i Yassa, 2013). Tanmateix, es desconeix fins a quin punt aquests processos produeixen senyals diferents o superposats a les subregions de l'hipocamp i a les àrees corticals. El present estudi va utilitzar fMRI d'alta resolució (1, 8 mm amb una cobertura gairebé total del cervell) per avaluar simultàniament el subcamp de l'hipocamp i l'activitat cortical durant la discriminació d'articles d'esquer similars i judicis de memòria font per a aquests articles. Estudis anteriors de fMRI han observat que l'activitat a la regió DG/CA3 durant el rebuig correcte d'esquers similars és igual a la de noves làmines (Bakker et al., 2008). Aquest patró d'activitat és coherent amb un senyal de separació de patró, ja que els articles similars es tracten com a articles nous i no indueixen la supressió de la repetició (és a dir, l'adaptació de la fMRI) observada per a repeticions idèntiques. Vam predir que veurem aquest senyal de separació de patró al DG/CA3 durant el rebuig correcte d'articles d'esquer similars, mentre que altres subregions de l'hipocamp (CA1 i subicul) serien sensibles a la memòria de la font (nivells més alts d'activitat per a una font correcta vs incorrecta). judicis de la font). Com que vam adquirir una cobertura de fMRI gairebé de tot el cervell, també vam poder examinar quines regions fora de l'hipocamp mostraven senyals de separació de patrons dissociats o superposats i de memòria font.

Cistanche pot millorar la memòria

Materials i mètodes

Matèries

Inicialment es van reclutar trenta-un subjectes sans per a l'estudi de la Universitat de Califòrnia a Irvine i la comunitat més gran del comtat d'Orange. D'aquesta mostra inicial, una es va excloure a causa d'un mal funcionament de l'equip a l'escàner, una es va excloure a causa de la retirada prematura de l'experiment, dues es van excloure a causa del rendiment a nivell d'atzar en almenys una condició de la tasca i dos es van excloure a causa d'un excés. moviment durant l'escaneig. Això va donar una mostra final de 25 subjectes inclosos a les nostres anàlisis (17 dones, rang d'edat 18-29 anys, mitjana 20,6 anys, SD 2,47 anys). Tots els subjectes van ser examinats per afeccions neurològiques (p. ex., antecedents d'ictus o malaltia mental), privació del son i símptomes principals de depressió (mitjançant l'Inventari de depressió de Beck) en el moment del reclutament. Els subjectes van donar el consentiment informat per escrit després de la Universitat de Califòrnia a Irvine Institutional Review Board i van ser compensats per la seva participació.

Tasca

La tasca es va adaptar del nostre treball anterior (Kim i Yassa, 2013) i es va optimitzar per utilitzar-la a l'escàner de ressonància magnètica (Fig. 1A). Els participants van completar per primera vegada una fase d'estudi incidental en la qual van aparèixer 226 objectes comuns en una de les quatre posicions de la pantalla durant 3 s (interval interestímul d'1 s) i se'ls va encarregar d'indicar si cada objecte es trobaria més habitualment a l'interior o a l'exterior. La pantalla es va dividir en quatre quadrants iguals i els objectes van aparèixer en una de les quatre posicions (aleatoritzats a través del conjunt d'estímuls per a cada subjecte). Després de la fase d'estudi, es va dur a terme una fase de prova sorpresa que consta de 300 assaigs. Dels 300, 74 objectes eren completament nous (folis), 74 eren idèntics als objectes estudiats (objectius) i 150 eren similars però no idèntics als objectes estudiats (esquers). Igual que la fase d'estudi, els objectes van aparèixer a la pantalla durant 3 segons, i els subjectes tenien l'encàrrec de jutjar si cada objecte era "vell", "semblant" o "nou" (corresponent a objectius, esquers i làmines, respectivament). A més, després del judici de l'ítem, els participants van completar un judici de memòria font. Si els participants seleccionaven "vell" o "similar", després d'un retard, se'ls va demanar una pantalla que mostrava quadrants numerats i se'ls donava 3 s per seleccionar el quadrant on havien vist l'objecte original. En el cas dels esquers, es va deixar clar als subjectes que el judici de la font és de l'objecte estudiat al qual l'esquer és similar (proporcionant una condició en la qual presumiblement s'ha produït la separació de patrons, així com la recuperació de la memòria contextual). Si els participants seleccionaven "nou" en comptes d'un judici de quadrant, se'ls va demanar que indiquessin si estaven "segurs" o "insegurs" sobre el seu judici (no vam diferenciar entre aquests judicis particulars a les nostres anàlisis i només vam incloure aquest seguiment). que els foils coincideixin amb el temps que triguen els judicis de la font en les proves d'objectius i esquers). Les respostes es van fer prement un botó i les icones de la pantalla corresponents a cada botó es van il·luminar en vermell quan es van prémer per ajudar a mapejar els participants amb les respostes desitjades.

ressonància magnètica

Adquisició Les dades de neuroimatge es van adquirir en un escàner Tesla Philips Achieva de 3.0, utilitzant una bobina de codificació de la sensibilitat de 32-canal al Neuroscience Imaging Center de la Universitat de Califòrnia a Irvine. Es va adquirir una exploració estructural MP-RAGE 3D d'alta resolució (0vòxels isòtrops, 75 mm) al començament de cada sessió: TR 11 ms, TE 4,43 ms, 200 rodanxes, 0,75 mm isòtrops, FOV 231 240 150. Les exploracions d'IRMf consistien en una seqüència EPI ponderada en T2* utilitzant contrast BOLD: TR 3000 ms, TE 26 ms, angle d'inflexió de 70 graus, 43 rodanxes, 1,8 1,8 mm de resolució en el pla, 1,8 mm de gruix de tija de rodanxes amb un espai de 0,2 mm, FOV 180 77,4 180. Les rodanxes es van adquirir com un volum axial parcial i sense desplaçament ni angulació, donant lloc a una cobertura gairebé total del cervell. Es van adquirir quatre "exploracions simulades" inicials per garantir l'estabilització del senyal T1. Es van adquirir un total de 6 execucions funcionals per a cada participant: 2 fases d'estudi i 4 fases de prova. Cada curs d'estudi va durar 387 s (123 dinàmiques) i cada prova va durar 468 s (150 dinàmiques).

Preprocessament de ressonància magnètica i segmentació del ROI

Totes les dades de neuroimatge es van processar prèviament i es van analitzar mitjançant Analysis of Functional NeuroImages (AFNI, versió 17.2.00) (Cox, 1996) a les plataformes GNU/Linux i Mac OSX. Les anàlisis es van dur a terme en gran part seguint el pipeline afni_proc.py estandarditzat. Els EPI es van corregir pel moviment (3dvolreg) i el temps de tall (3dTshift), emmascarats per excloure els voxels fora del cervell (3dautomask) i es van suavitzar (3dmerge) mitjançant un nucli FWHM gaussià de 2.{{10}} mm. . Els paràmetres de correcció de moviment es van desar en fitxers de text per utilitzar-los posteriorment en regressió lineal (vegeu anàlisi de dades de ressonància magnètica). Cada cursa també va ser menyspreada per reduir encara més la influència del moviment en les dades (3dDespike). Les exploracions funcionals es van alinear amb l'MP-RAGE despullat del crani de cada subjecte (align_epi_anat.py). Hem utilitzat les eines de normalització avançada per embolicar l'exploració estructural de cada participant a la nostra plantilla isòtropa d'alta resolució interna personalitzada 0.75 mm mitjançant el registre no lineal SyN (Avants et al., 2011). Els paràmetres d'aquestes deformacions es van utilitzar per deformar també les exploracions funcionals a l'espai de plantilla per a les anàlisis de ROI grupals. Les màscares es van tornar a mostrejar per coincidir amb la resolució de les dades de fMRI suavitzades (isòtropes de 2, 0 mm) i es van emmascarar encara més per excloure els voxels mostrejats parcialment dins i entre tirades (3dcalc). Finalment, vam normalitzar les dades a la mitjana global de l'execució (3dcalc) de manera que els coeficients següents reflecteixin el canvi percentual respecte a la línia de base.

Hem definit el ROI de l'hipocamp a partir dels nostres protocols establerts (p. ex., Yassa et al., 2010; Reagh i Yassa, 2014) (Fig. 2). Breument, la segmentació dels subcamps de l'hipocamp es va dur a terme seguint el protocol SY informat per Yushkevich et al. (2015) utilitzant la nostra plantilla personalitzada de grup d'alta resolució, tot i que el límit del subicul CA1-es va actualitzar per reflectir els esforços recents per harmonitzar els protocols de segmentació de l'hipocamp (Wisse et al., 2017). Igual que amb estudis anteriors (Reagh et al., 2017), vam segmentar les porcions anteriors i posteriors dels subcamps de l'hipocamp donades hipòtesis sobre la implicació específica del lòbul temporal medial posterior (MTL) en la memòria contextual (Ranganath i Ritchey, 2012). Aquesta divisió es va col·locar a la llesca immediatament posterior a l'àpex uncal, de manera que la nostra divisió hipocampal "anterior" es refereix específicament al cap de l'hipocamp, mentre que la divisió "posterior" es refereix al cos i la cua. El ROI del gir angular es va definir com un ROI inclusiu centrat en el gir angular però que inclou regions veïnes de l'escorça parietal posterior.

Disseny experimental i anàlisi estadística

Anàlisis de comportament. Les anàlisis estadístiques es van realitzar mitjançant GraphPad Prism 8.1.2. Els assaigs es van classificar segons l'ítem (vell, semblant, nou) i el judici de la font (font correcta i font incorrecta), i es va calcular la proporció de respostes per a cada tipus d'assaig. Per provar els efectes del comportament, vam executar un ANOVA de mesures repetides tant per a objectius com per esquers amb resposta a l'ítem (antiga i similar) i memòria font (font correcta i font incorrecta) com a factors dins del subjecte. Les proves t post hoc es van realitzar mitjançant la prova de comparació múltiple de Holm-Sidak per examinar les interaccions significatives.

Mètodes de ressonància magnètica. A les anàlisis només es van incloure dades de recuperació. Hem construït un GLM amb regressors per a cops d'objectiu, rebuigs correctes d'atre (LCR) i falses alarmes (LFA) amb judicis de font corresponents correctes i incorrectes, així com rebuigs correctes (col·lapsant entre judicis de confiança). Les falses alarmes, els errors d'objectiu, els errors d'atracció i els assajos de no resposta es van col·lapsar en un regressor de no interès donada la seva raresa i dificultats pel que fa a la interpretació. A més, hem inclòs regressors per a sis vectors de moviment derivats del pas de preprocessament de correcció de moviment (x, y, z, to, rotllo, guidada). El GLM es va executar a AFNI mitjançant 3dDeconvolve. La desconvolució de la resposta hemodinàmica es va fer mitjançant funcions de tenda que cobrien l'inici de l'estímul fins a 15 s després de l'inici amb 6 funcions d'estimador distribuïdes en aquesta finestra de temps. Els paràmetres de moviment es van introduir al model com a regressors explícits per reduir la influència del moviment del cap en les estimacions dels paràmetres relacionats amb la tasca, i es van introduir assajos de no resposta per excloure que aquests assaigs ambigus afectessin els residus del model. A més, es van introduir vectors que modelaven la deriva temporal com a regressors que cobreixen polinomis de primer, segon i tercer ordre. En generar les nostres estimacions de resposta per a les nostres condicions d'interès, vam restar explícitament els nous rebuigs de làmines com a condició de referència. Breument, això produeix la interpretació que les desviacions de la línia de base probablement estan impulsades per la memòria. Per a totes les tirades funcionals, es van censurar a partir de les anàlisis els TR amb moviment superior a 0,5 mm de desplaçament del marc (però per sota del nostre llindar d'exclusió de 3 mm), així com els TR immediatament anteriors i següents. Finalment, el senyal global dels ventricles i la matèria blanca es va excloure dels voxels de la matèria grisa mitjançant ANATICOR (Jo et al., 2010). Aquests procediments de "fregada de dades" es van utilitzar per excloure els efectes del moviment del cap sobre els perfils d'activació en la mesura del possible (Power et al., 2012).

Els pesos finals introduïts en les anàlisis de segon nivell consistien en la mitjana de les tres primeres funcions d'estimació (orientades a capturar el pic de la resposta BOLD). Anàlisi del ROI. Per a les nostres anàlisis de ROI, els pesos es van convertir en percentatge de canvi des de la línia de base i després es van extreure de ROI a priori (3dmaskave). Les anàlisis estadístiques es van realitzar mitjançant GraphPad Prism 8.1.2 i SPSS 26.0 (IBM). Es van utilitzar ANOVA bidireccionals de mesures repetides amb discriminació d'esquer (LCR i LFA) i memòria font (correcta i incorrecta) com a factors dins del subjecte per investigar els efectes en els ROI de l'hipocamp i el neocortical. Per a les regions en què l'activitat difereix entre els hemisferis, els hemisferis dret i esquerre es van considerar per separat. Per a les regions en què l'activitat era molt consistent (per exemple, DG/CA3 posterior i gir angular), les dades es van col·lapsar entre hemisferis. Per comparar directament la separació dels patrons de l'hipocamp observats i els efectes de memòria font, vam convertir l'arrel quadrada de μ 2 parcial tant per a la discriminació de l'esquer com per als efectes de la memòria font a z de Fisher. A continuació, vam puntuar la diferència d'aquests valors entre les subregions (p. ex., la puntuació Z de Fisher z (esquer) a DG/CA3 μ Fisher z (esquer) a CA1). La correcció Holm-Sidak a través dels subcamps de l'hipocamp (n 12) es va utilitzar per examinar quins efectes de l'hipocamp van sobreviure a la correcció de comparació múltiple. Per a les regions on vam observar un efecte principal de la discriminació dels esquers, vam realitzar proves t d'una mostra comparant l'activitat dels LCR amb la línia de base (rebuigs correctes de paper). A les regions on l'activitat no era coherent amb els senyals de memòria de la font de separació de patrons predits, es van incloure a l'anàlisi els cops d'objectiu. Per a aquestes regions, es van realitzar ANOVA bidireccionals de mesures repetides amb memòria d'elements (LCR, LFA i èxits de destinació) i memòria font (correcta i incorrecta) com a factors dins del subjecte. Es van utilitzar proves t post hoc utilitzant la prova de comparació múltiple de Holm–Sidak per provar els principals efectes de la memòria d'elements.

Anàlisis Voxelwise. A més del nostre enfocament basat en el ROI basat en hipòtesis, vam examinar mapes funcionals exploratoris de gairebé tot el cervell de la discriminació dels esquers i els efectes principals relacionats amb la font, així com les àrees de superposició mitjançant AFNI, versió 17.2.00. Per fer-ho, vam introduir els coeficients de cada subjecte en un ANOVA de mesures repetides (3dANOVA3), amb discriminació d'esquer (LCR i LFA) i memòria font (correcta i incorrecta) com a factors fixos dins del subjecte, i subjectes com a factor aleatori. Els mapes d'activació significatius es van ajustar per a múltiples comparacions mitjançant la correcció de la taxa d'error familiar, amb una extensió mínima de 46 voxels contigus a un llindar de p 0,05 (3dClustSim, actualitzat recentment per abordar la inflació no desitjada). Per a la visualització, vam binaritzar mapes estadístics F significatius per als efectes individuals de la discriminació de l'esquer i la memòria font i després els vam combinar en un únic mapa mitjançant una funció de pas senzill (és a dir, els voxels d'efecte de discriminació de l'esquer van rebre un valor d'1, els voxels d'efecte font van rebre un valor de 2 i els voxels amb efectes superposats van rebre un valor combinat de 3).

Resultats

Descobertes de comportament

Primer vam examinar la proporció mitjana de respostes antigues, similars i noves per a cada tipus d'estímul (objectiu, esquer o làmina) (Fig. 1B). En general, els subjectes van ser capaços d'identificar correctament els objectius com a antics (65 per cent) i les làmines com a nous (69 per cent), mentre que els articles d'esquer sovint s'identificaven incorrectament com a antics (36 per cent) en lloc de similars (49 per cent). Aquest patró de comportament indica una distribució de LCR i LFA i replica els resultats anteriors mitjançant la mateixa tasca (Kim i Yassa, 2013). A continuació, vam examinar el rendiment a la segona etapa del judici de la memòria font. Vam executar un ANOVA de mesures repetides a través de la resposta de l'element (antiga i similar) i la memòria d'origen (font correcta i font incorrecta) tant per a objectius com per esquers. Per als objectius, hem trobat l'efecte principal de la resposta de l'element i la memòria font, així com una interacció (resposta de l'element: F(1,24) 53,4, p 1,5 10 μ 7, font: F(1,24). ) 5,7, p 0.3, interacció: F(1,24) 16,6, 0.0004), amb més resultats d'objectius (objectius identificats correctament com a antics) que hi havia objectius identificats erròniament com a similars i més correctes que judicis de fonts incorrectes. Les proves t post hoc van mostrar que els subjectes feien judicis de memòria font correctes amb més freqüència per als cops d'objectius (F (1,24) 5,7, p 0,02; font correcta vs font incorrecta: diferència mitjana 0,14, p 0,05), cosa que indica que, quan els subjectes tenien una representació més precisa de l'element objectiu, tendeixen a tenir una millor memòria d'origen per a aquest element. Per als esquers, vam trobar que hi havia una taxa més alta de rebuigs correctes (esquers identificats correctament com a similars, LCR) que les alarmes falses (esquers identificats erròniament com a antics, LFA) (F (1,24) 4,8, p 0,04) (Fig. 1C) , però cap diferència significativa en el nombre de judicis de font correctes i incorrectes (F(1,24) 3,14, p 0,09). De manera crítica, aquestes dades repliquen resultats anteriors que indiquen una dissociació de comportament entre la memòria font i la separació de patrons, mostrant que es poden produir judicis correctes de memòria font en absència de separació de patrons (és a dir, falses alarmes) i que la separació de patrons a nivell d'element es pot produir amb una font incorrecta. judicis de memòria.

Trobades de neuroimatge

Hem utilitzat fMRI d'alta resolució (isòtropa d'1,8 mm), que permet l'adquisició de gairebé tot el cervell, per examinar l'activitat regional realitzada durant els judicis de memòria d'elements i fonts. Per a cada ROI, vam executar un ANOVA de mesures repetides sobre elements d'esquer amb discriminació d'esquer (LCR i LFA) i memòria font (font correcta i font incorrecta) com a factors fixos. Per a les regions on vam observar un efecte principal de la discriminació dels esquers, vam realitzar proves t que comparaven l'activitat dels LCR amb la línia de base (rebuigs correctes de paper). Les figures 3 i 4 presenten el canvi percentual del senyal per a cadascuna de les subregions considerades en totes les condicions d'interès (LCR, LFA, èxits d'objectiu, considerats per separat per a les condicions S i Sμ).

Separació de patrons hipocampals diferents i senyals de memòria font

L'activitat a la DG/CA3 anterior esquerra i la DG/CA3 posterior bilateral va ser més gran per als rebuigs correctes que les falses alarmes, amb una activitat per a rebuigs correctes a l'igual que la dels rebuigs correctes de la làmina (és a dir, la línia de base) (Fig. 3C, E, F; DG/CA3 anterior esquerre: F(1,24) 6,9, p 0.016, prova t LCR vs línia de base: t (24) 0,46, p {{ 21}},65; DG/CA3 posterior esquerre: F(1,24) 5,426, p 0.{029, LCR de la prova t vs línia de base: t (24) 1,3, p {{ 38}}.22; posterior dret DG/CA3: F(1,24) 1{{4{{50}}}},6, p 0.0{ {80}}3, prova t LCR vs línia de base: t(24) 0,35, p {{1{{107}}1}},73 ). Aquest patró d'activitat és coherent amb un senyal de separació de patrons (Fig. 3A) en què els esquers rebutjats correctament es tracten com si fossin articles nous (és a dir, rebuigs correctes de paper), mentre que els esquers identificats erròniament com a antics mostren supressió de repeticions. L'activitat a la CA1 posterior dreta es va comprometre amb més força per a judicis de font correctes que per a judicis de font incorrectes (Fig. 3J; CA1 posterior dret: F(1,24) 12,6, p 0,002), d'acord amb un senyal de memòria font (Fig. 3B). ). També hi va haver un efecte marginal de la font al subiculum posterior dret (F(1,24) 2,7, p 0,11; Fig. 3N). Aquests efectes font també es van observar quan es van incloure a l'anàlisi els cops de destinació (CA1 posterior dret: F (1,24) 18,8, p 0,0002; subiculum posterior dret: F (1,24) 8,9, p 0,006). Per comparar més directament la separació dels patrons i els efectes de la font entre les subregions, vam convertir μ 2 parcials en z de Fisher i, a continuació, vam puntuar amb Z la diferència d'aquests valors entre les subregions. Vam trobar que l'efecte de separació del patró era marginalment més gran al DG/CA3 posterior dret (esquer DG/CA3 posterior dret μ esquer CA1 posterior dret Z diferència 1,8, p 0,07) i que l'efecte de la font era marginalment més gran al CA1 posterior dret. (font DG/CA3 posterior dreta μ font CA1 posterior dreta Z diferència μ 1,9, p 0,05). Es va trobar un patró similar en comparar els efectes en el DG/CA3 i el CA1 anterior i posterior esquerre (esquer anterior esquerre DG/CA3 μ esquer posterior dret CA1 Z diferència 1,4, p 0,16; font DG/CA3 anterior esquerra μ font CA1 posterior dret Z diferència μ 2,05, p 0,04; esquer posterior esquerre DG/CA3 μ esquer posterior dret CA1 diferència Z 1,2, p 0,2; font DG/CA3 posterior esquerra μ font CA1 posterior dreta diferència Z μ 1,85, p 0,06). L'efecte de separació del patró al DG/CA3 posterior dret, així com l'efecte font al CA1 posterior dret, van sobreviure a la correcció Holm-Sidak per a múltiples comparacions entre subcamps de l'hipocamp (n 12).

Senyals de familiaritat i novetat al CA1 posterior esquerre i al PHC esquerre L'activitat al CA1 posterior esquerre i al PHC esquerre mostrava perfils de resposta que no eren coherents amb la separació de patrons prevista o els senyals de memòria font o una interacció entre ambdós. En el CA1 posterior esquerre, hi va haver un efecte principal de la font; tanmateix, l'activitat per a judicis de font incorrectes va ser més gran que per a judicis de font correctes (S μ ＝ S ) (F(1,24) 5,9, p 0.02). Al PHC esquerre, hi va haver un efecte principal de la discriminació dels esquers, amb una activitat per als rebuigs correctes dels esquers més gran que per a les falses alarmes dels esquers (F(1,24) 6,3, p 0.02). Tanmateix, l'activitat dels rebuigs correctes de l'esquer es va incrementar en relació amb la línia de base (LCR ＝ línia de base) (t(24) 2,5, p 0.02). Com a tal, es van incloure hits objectiu a l'ANOVA per examinar millor la implicació d'aquestes regions durant la memòria de reconeixement, donant lloc a un ANOVA de 2 2 mesures repetides amb memòria d'elements (LCR, LFA i hits objectiu) i memòria font (font correcte i font incorrecta) com a factors fixos. Quan s'han inclòs els cops d'objectiu, hem observat un efecte de la memòria de l'element (Fig. 3I; F(2,48) 5.4, p 0.008) i la font (F( 2,48) 6.2, p 0.02) a la CA1 posterior esquerra, amb proves post hoc que mostren una activitat més gran per als hits objectius que per als LCR i LFA (LCR vs Hits: diferència mitjana μ { {60}}.{07, p 0,01; LFA vs Hits: diferència mitjana μ 0,06, p 0,03). Aquest patró d'activitat podria reflectir un "senyal de familiaritat" que sovint s'observa a l'hipocamp, amb una activitat més gran per als articles vists anteriorment que per als articles nous (Reagh et al., 2014; Rutishauser et al., 2015). El PHC esquerre va mostrar un efecte tant de l'ítem (Fig. 4E; F(2,48) 6,7, p 0,003) com de la font (F(1,24) 7,9, p 0,01), amb una major activitat per als rebuigs correctes (LCR vs LFA). : diferència mitjana 0,08, p 0,01; LCR vs Hits: diferència mitjana 0,1, p 0,004) i per a judicis de font incorrectes. Tot i que aquesta regió va mostrar una activitat més gran per als LCR que per als LFA, això no segueix el senyal de separació de patrons estàndard vist en molts estudis de fMRI, ja que l'activitat per als rebuigs correctes de l'esquer no era igual a la dels rebuigs correctes de la làmina (LCR ＝ FCR). Més aviat, l'augment de l'activitat per atraure rebuigs correctes podria reflectir una senyalització de novetats d'articles especialment robusta. La incertesa sobre la font de la informació de l'article podria contribuir a l'augment de l'activitat dels assaigs incorrectes de la font observats tant al CA1 posterior esquerre com al PHC esquerre.

Anàlisi Voxelwise

Per identificar regions on hi podria haver efectes superposats tant de la discriminació de l'esquer com de la memòria font que estaven fora del nostre ROI a priori, vam realitzar una anàlisi exploratòria de voxelwise. Vam executar un ANOVA de mesures repetides amb discriminació d'esquer (LCR vs LFA) i memòria font (font correcta vs font incorrecta) com a factors fixos. La figura 5 mostra grups de voxels que van mostrar un efecte principal de la discriminació de l'esquer (vermell) o la font (blau), així com els vòxels que van mostrar un efecte principal tant de la discriminació de l'esquer com de la font (verd). Aquesta anàlisi va revelar tres grans temes. En primer lloc, l'activitat relacionada amb la discriminació d'atracció va impulsar una activitat robusta al flux visual ventral i al MTL anterior, especialment a l'hipocamp anterior i a la PRC. Per contra, l'activitat relacionada amb la memòria font va impulsar l'activitat en regions com mPFC, còrtex retrosplenial i gir angular, que sovint s'han implicat en la memòria font (Ranganath i Ritchey, 2012; Johnson et al., 2013; Hutchinson et al., 2014). ). A més, els efectes de la memòria de la font estaven presents en gran mesura a la MTL posterior, inclosos l'hipocamp i la PHC. En segon lloc, tot i que això era menys evident en les nostres anàlisis basades en el ROI, la discriminació dels esquers i els efectes de la font semblaven mostrar un grau sorprenent de lateralitat en el MTL. A més de les dissociacions anterior-posterior, l'activitat relacionada amb l'esquer a la MTL estava més lateralitzada a l'esquerra, mentre que l'activitat relacionada amb la memòria d'origen estava més lateralitzada a la dreta. En tercer lloc, malgrat alguns vòxels compartits a l'escorça retrosplenial, el precuneus i el gir angular dret, els mapes de discriminació d'esquers i d'activitat de la memòria d'origen no es superposaven sorprenentment. Això és especialment sorprenent tenint en compte els molts voxels impulsats per atraccions o fonts que són adjacents però no compartits.

Suplement de cistanche:millorar la memòria

Discussió

Descrivim un estudi de fMRI d'alta resolució dissenyat per provar simultàniament la memòria font i la separació de patrons i per avaluar el subcamp de l'hipocamp i les contribucions neocorticals a aquests processos. Replicant el nostre treball de comportament anterior, vam trobar que es poden produir judicis correctes de memòria font en absència de separació de patrons (i viceversa), cosa que indica que aquests processos són conductualment dissociables. També vam trobar una dissociació en els perfils de senyal associats amb aquests processos, amb subcamps de l'hipocamp i ROI corticals que mostren efectes en gran part no superposats. No es va observar cap interacció entre la memòria font i la discriminació d'esquers en cap de les regions provades. Aquestes troballes suggereixen que, tot i que la memòria font i la separació de patrons contribueixen a la memòria episòdica detallada i depenen de l'hipocamp, aquests processos estan recolzats per diferents mecanismes neuronals.

Tal com s'havia previst, vam observar un senyal al DG/CA3 coherent amb la separació del patró, amb una activitat per als LCR més gran que per als LFA i a l'alçada de l'activitat per a noves làmines. Això és coherent amb el paper proposat d'aquesta regió a l'hora d'ortogonalitzar l'entrada superposada. Vam observar un senyal de memòria font al CA1 posterior dret i al subiculum posterior dret, en línia amb estudis anteriors que mostraven una major activitat en la recuperació per a judicis correctes de memòria associativa en aquestes regions (Eldridge et al., 2005; Viskontas et al., 2009; Stevenson). et al., 2018). Cap subcamp de l'hipocamp no va mostrar efectes superposats de la discriminació de l'esquer i la memòria font o una interacció significativa.

Observem que el nostre mètode per provar la discriminació mnemotècnica i la manca d'adaptació de la resposta BOLD en resposta a elements similars és una mesura indirecta de la separació de patrons. A més, malgrat la dissociació observada en els perfils del senyal a través dels subcamps de l'hipocamp, aquestes dades no s'han de prendre per suggerir que aquestes regions no estan implicades tant en la memòria font com en els processos de separació de patrons. Hi ha moltes evidències que suggereixen que la regió DG/CA3 admet la memòria font quan hi ha una superposició entre els elements i el seu context associat (p. ex., aparcar un cotxe al mateix solar cada dia). A més, fa temps que s'ha pensat que la subregió CA3 està implicada en la realització de patrons o en la recuperació d'informació associada quan es presenta amb una indicació parcial (O'Reilly i Norman, 2002; Kumaran et al., 2016). Es creu que aquest procés és crític per a la memòria d'origen (per exemple, la visualització d'un ítem pot provocar la recuperació de la ubicació d'aquest ítem). Es creu que el CA1 admet la separació de patrons enllaçant representacions separades per patrons al CA3 amb patrons d'entrada a l'escorça entorrinal (Norman, 2010). El CA1 també pot contribuir a la discriminació mnemotècnica actuant com un detector de "concordança-desconcordança", senyalitzant discrepàncies entre l'element original recuperat i l'esquer (Duncan et al., 2012). Com que el subículo serveix com a sortida principal de l'hipocamp, és probable que aquesta regió estigui implicada en molts processos dependents de l'hipocamp, inclosa la memòria font i la separació de patrons. En conseqüència, mantenim que tant la memòria font com la separació de patrons es basen en circuits hipocampals complexos en lloc de regions diferents. De fet, un estudi recent de Libby et al. (2018) van trobar que els patrons d'activitat de l'hipocamp discriminaven entre elements similars i contextos similars, però es generalitzaven entre elements similars en el context, cosa que suggereix interaccions complexes. Tanmateix, els senyals dissociats provocats per la memòria font i la separació de patrons en el present estudi indiquen que aquests processos poden dependre de mecanismes neuronals diferents que es poden identificar quan els dos processos s'enfronten en un disseny experimental.

Aquesta dissociació també es va observar fora de l'hipocamp, amb el PHC i el gir angular mostrant una activitat augmentada per a judicis de font correctes (sense senyal de separació de patró) i el PRC mostrant un senyal de separació de patró (sense senyal de memòria font). Aquest patró d'activitat és coherent amb el paper ben establert del PHC en el processament espacial/contextual i el paper del gir angular en la recuperació de detalls episòdics. Com a part del flux ventral del "què", fa temps que se sap que la PRC està implicada en el reconeixement d'elements. El treball recent del nostre grup que utilitza una tasca similar ha demostrat que aquesta regió està implicada durant la discriminació mnemotècnica d'objectes similars (Reagh i Yassa, 2014). Els resultats actuals reprodueixen aquest efecte, afegint-se a una literatura creixent que examina els efectes semblants a la separació de patrons a les àrees corticals (Reagh i Yassa, 2014; Kent et al., 2016; Pidgeon i Morcom, 2016). Es creu que el PRC està implicat en discriminacions perceptives complexes, que poden contribuir a la discriminació mnemotècnica posterior (Barense et al., 2011). Aquests resultats també són coherents amb el model jeràrquic de representació, que sosté que el PRC representa característiques complexes d'elements que tenen menys probabilitats de ser compartides entre elements similars i, com a tal, poden resoldre la interferència entre aquests elements (Kent et al., 2016). . Tot i que això pot no reflectir la separació de patrons en el sentit tradicional dels models computacionals, sí que suposa una manera de discriminar entre entrades superposades. La dissociació entre la memòria font i els senyals de separació de patrons es va corroborar encara més per una anàlisi voxelwise, que va revelar que, tret d'alguns voxels compartits a les àrees corticals posteriors, l'activitat relacionada amb la discriminació d'atracció i la memòria font no es solapaven en gran mesura.

Tot i que vam intentar interpretar els resultats en el marc de les nostres hipòtesis, no podem descartar la possibilitat que altres factors hagin contribuït al patró de resultats observat. Atès que el nostre paradigma experimental va utilitzar objectes similars a la separació de patrons d'impostos i a la ubicació espacial per provar la memòria font, una interpretació alternativa és que la separació dels patrons observats i els efectes de la memòria font podrien reflectir el processament d'objectes versus l'espai, respectivament. Tanmateix, aquesta interpretació no explica per què els efectes observats s'ajusten al perfil de resposta específic delineat pel nostre senyal de separació del patró previst, amb una activitat per als rebuigs correctes més gran que per a les falses alarmes i a l'igual que els rebuigs correctes de paper d'alumini. A més, si aquest efecte està sent impulsat únicament pel processament d'objectes, no per la separació de patrons, no hauríem d'esperar necessàriament veure aquest efecte al DG/CA3 perquè el reconeixement d'objectes sovint no implica l'hipocamp. En canvi, el reconeixement d'objectes davant la interferència, suposadament la separació de patrons, implica el DG/CA3, cosa que suggereix que això és el que impulsa els efectes observats en aquesta regió. La dissociació observada a la PRC i la PHC és coherent amb la interpretació de l'objecte versus l'espai, ja que se sap que aquestes regions estan implicades en el processament d'objectes i espacials, respectivament. Tanmateix, com que s'ha demostrat que el DG/CA3 respon tant al processament d'objectes com a l'espai, l'especificitat del domini no explica clarament el patró de resultats observat. Estudis futurs podrien utilitzar diferents tipus de separació de patrons o judicis de fonts per determinar si els fenòmens observats són específics del processament d'objectes/espacials o es generalitzen entre modalitats.

Una segona possibilitat és que la separació de patrons i els efectes de memòria font podrien haver estat impulsats per la codificació versus la recuperació, respectivament, ja que el rebuig correcte d'esquers similars podria implicar processos relativament més relacionats amb la codificació. Tanmateix, la codificació i la recuperació són processos altament dinàmics, i una combinació de processos de codificació i recuperació contribueix tant a la discriminació d'elements com a la memòria font. Per exemple, el rebuig correcte d'esquers similars probablement implica una estratègia de "recordar per rebutjar". Una tercera possibilitat és que la separació de patrons i els efectes de memòria font podrien haver estat impulsats per la separació de patrons i la finalització de patró, respectivament, ja que els judicis de la memòria font impliquen la recuperació d'una ubicació espacial basada en una indicació parcial (l'element). Tanmateix, la separació de patrons i la finalització de patrons no s'exclouen mútuament i, de la mateixa manera que els processos relacionats amb la codificació i la recuperació, probablement estan implicats en tots els nostres diferents tipus de proves. Per exemple, podríem argumentar que la discriminació d'elements també implica la finalització del patró, ja que aquests assaigs probablement impliquen una estratègia de "recordar per rebutjar", com s'ha indicat anteriorment. Com a tal, ni la codificació versus la recuperació ni la separació de patrons versus les dissociacions de finalització de patrons expliquen clarament el patró de resultats observat.

Els efectes de memòria de la font estaven presents en gran mesura a l'MTL posterior, inclosos l'hipocamp posterior i la PHC, d'acord amb les teories recents que inclouen aquesta regió com a part d'una xarxa posterior altament interconnectada que es pensava que participava en el processament contextual i espacial, inclòs el gir angular i l'escorça retrosplenial. (Ranganath i Ritchey, 2012). Curiosament, els efectes de separació de patrons estaven presents tant a la DG/CA3 anterior com a la posterior. Tot i que algunes teories han relacionat l'hipocamp anterior amb més memòria basada en l'essència, com va assenyalar Poppenk et al. (2013), això podria reflectir la distribució desigual del subcamp DG/CA3 a través de l'eix llarg de l'hipocamp, amb l'hipocamp posterior amb una proporció més alta de DG/CA3 en comparació amb altres subcamps. Els nostres resultats suggereixen que, almenys dins del DG/CA3, tant l'hipocamp anterior com el posterior admeten una memòria episòdica detallada.

Aquests resultats posen de manifest el valor de provar múltiples aspectes de la memòria episòdica en un únic paradigma experimental. Tot i que la memòria font i la separació de patrons afecten l'hipocamp, provant simultàniament ambdós processos hem pogut observar si i on l'activitat relacionada amb aquests processos es solapa i/o interactua. Aquí, hem trobat que la memòria font i la separació de patrons semblen utilitzar mecanismes diferents. Aquesta dissociació pot explicar per què les persones poden tenir una memòria molt clara del context però identificar malament persones o elements concrets. Estudis futurs poden examinar les circumstàncies en què la memòria font i la separació de patrons podrien interactuar.

millorar la memòriacistanche