Effeithiau Lluosog Ac Anghymdeithasol Hanes Synhwyraidd Ar Berfformiad Cof Gweithio Rhan 2

caffael MEG

Roedd y cyfranogwyr yn eistedd yn y sganiwr MEG ar ôl cael eu cyfarwyddo am fanylion y dasg. Fe wnaethant gwblhau un bloc ymarfer tra'n eistedd yn y sganiwr cyn i'r recordiad MEG ddechrau.

Mae Magnetoenseffalograffeg (MEG) yn dechnoleg fodern sy'n gallu cofnodi gweithgaredd ymennydd dynol a signalau niwral. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn ymchwil niwrowyddoniaeth, diagnosis a thrin clefydau niwrolegol, ac ati O safbwynt cof, gall magnetoenseffalograffeg ein helpu i ymchwilio'n ddyfnach i fecanweithiau cof dynol a swyddogaethau ardaloedd yr ymennydd.

Trwy ddefnyddio magnetoenceffalograffeg, mae gwyddonwyr wedi gwneud rhai darganfyddiadau am y cof. Er enghraifft, daethant o hyd i ranbarthau'r ymennydd sy'n ymwneud â gweithio a chof hirdymor, megis y cortecs rhagflaenol, llabed amserol, a hippocampus. Yn ogystal, gall magnetoenseffalograffeg ganfod annormaleddau mewn gweithgaredd ymennydd sy'n gysylltiedig ag anhwylderau cof, megis clefyd Alzheimer. Felly, mae gan y dechnoleg hon ragolygon cymhwyso eang wrth wneud diagnosis a thrin anhwylderau cof.

Yn ogystal â chael potensial therapiwtig sylweddol, gall magnetoenseffalograffeg hefyd helpu pobl gyffredin i wella eu cof. Trwy ddeall sut mae ein hymennydd yn prosesu gwybodaeth ac yn storio atgofion, gallwn ddeall yn well sut i ddysgu a chofio'n fwy effeithiol. Mae gwyddonwyr wedi darganfod rhai technegau hyfforddi cof profedig, megis ailadrodd a chysylltiad, a all ein helpu i gadw gwybodaeth yn well.

Yn fyr, mae magnetoenseffalograffeg yn dechnoleg sy'n gysylltiedig yn agos ag ymchwil cof. Gall gynnal archwiliad manwl o'n mecanwaith cof a swyddogaethau ardal yr ymennydd, gan helpu i ddatrys anhwylderau cof a gwella cof. Gadewch inni archwilio a dysgu sut i ddefnyddio potensial magnetoenseffalograffeg yn well i'n helpu i ddeall a defnyddio ein hymennydd yn well. Gellir gweld bod angen i ni wella cof, a gall Cistanche deserticola wella cof yn sylweddol, oherwydd gall Cistanche deserticola hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis cynyddu lefelau acetylcholine a ffactorau twf. Mae'r sylweddau hyn yn bwysig iawn ar gyfer cof a dysgu. Yn ogystal, gall Cig hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo darpariaeth ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn derbyn digon o faetholion ac egni, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod ffyrdd i wella gweithrediad yr ymennydd

Cyfarwyddwyd y cyfranogwyr i gadw eu syllu ar y dot gosod canolog ac i leihau amrantiad trwy gydol y treial.

Cafwyd data niwromagnetig gan ddefnyddio VectorViewsystem pen cyfan gan gynnwys 204 graddiomedr planar a 102 magnetomedr (Elekta Neuromag Oy) mewn ystafell a gysgodwyd yn magnetig.

Trwy gydol yr arbrawf, cafodd safle pen y cyfranogwyr ei fonitro'n barhaus gan ddefnyddio coiliau mynegai a osodwyd ar bedwar pwynt ar y pen. Cafodd cryfder maes magnetig ei samplu ar gyfradd o 1000 Hz a chafodd bandpass ei hidlo ar-lein rhwng 0.03 a 300 Hz. Yn ogystal, mesurwyd electro-ocwlogramau fertigol a llorweddol gan ddefnyddio electrodau a osodwyd uwchben, isod, ac yn gyfagos i'r llygaid. Cafodd symudiadau llygaid eu monitro gan ddefnyddio traciwr llygaid EyeLink 1000 (SR Research) ar amledd o 1000 Hz.

Rhagbrosesu data MEG

Cafodd y data eu rhagbrosesu all-lein gan ddefnyddio Fieldtrip (Oostenveld et al., 2011), llyfrgell feddalwedd OHBA (OSL) gan ddefnyddio SPM8 (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spam), a meddalwedd Elekta.

Cyn unrhyw ragbrosesu, archwiliwyd y data MEG yn weledol i ddileu a rhyngosod unrhyw synwyryddion a oedd yn dangos lefelau gormodol o sŵn ac a gafodd eu dad-sŵn a'u cywiro wedyn gan ddefnyddio Maxfilter Signal SpaceSparation (Taulu et al., 2004) cyn tynnu cydrannau annibynnol yn ymwneud â chardiaidd. ac arteffactau llygad-blink.

Cafodd data eu hailadrodd o amgylch y gratio cyntaf a'r ail gratio (o 400 ms cyn i'r gratio ddechrau i 900 ms ar ôl cychwyn) a'i lawr-samplu i 200 Hz. Cafodd treialon ag amrywiant uchel naill ai mewn graddiometers neu fagnetomedrau eu nodi a'u heithrio gan ddefnyddio prawf ESD cyffredinol (gwyriad myfyriwr eithafol; Rosner, 1983) ar drothwy arwyddocâd 0.05.

Ar gyfer dadansoddiadau o duedd rhwng treialon, gwnaethom hyfforddi'r dosbarthwr ar bob cyflwyniad ysgogiad o bob treial nas gwrthodwyd. Gan i ni eithrio treialon ag amrywiant uchel (7.49 6 3.85%, 6 SD cymedrig, sy'n cyfateb i45 6 23 gyflwyniadau ysgogiad) o ddadansoddiadau pellach, hyfforddwyd y dosbarthwr ar y 555 6 23 cyflwyniadau ysgogi sy'n weddill.

Cyn cyfrifo rhagfarnau, fe wnaethom ddileu treial cyntaf pob bloc (2%), a threialon gyda gwahaniaeth onglog absoliwt gyda'r cyfeiriadedd targed ar y treial blaenorol o .60 gradd (; 33%), gan arwain at 370 6 21 o dreialon ar gyfer hyn dadansoddiad fesul cyfranogwr.

Ar gyfer dadansoddiadau tuedd o fewn treial, fe wnaethom hyfforddi'r dosbarthwr ar bob treial lle cyflwynwyd ysgogiad 2 ac eithrio'r rhai a dynnwyd ar gyfer amrywiant uchel, gan adael 278 6 11 treialon yn y dadansoddiad.

Ar gyfer y cyfrifiad tuedd, ymhlith y treialon hyn, dewiswyd y rhai yr oedd ysgogiad 1 wedi'i gyflwyno arnynt hefyd, a chyda gwahaniaeth onglog absoliwt o .10 gradd a,50 gradd rhwng ysgogiadau 1 a 2. Yn dilyn hynny, cyfrifwyd y gogwydd ar wahân ar gyfer treialon gyda diogelu a diweddaru ciwiau, gan arwain at 62 6 5 a 63 6 5 treial, yn y drefn honno.

Dosbarthiad dadansoddiad gwahaniaethol llinol

Cafodd data eu prosesu ymlaen llaw ymhellach. Roedd meintiau magnetomedrau yn cyfateb yn fras i raddiometers trwy luosi (ffactor 20) ac yn destun datgodio spatiotemporal (cod ar gael yn https://pypi.org/project/temp-dec/; fel y disgrifiwyd eisoes, Wolff et al., 2017, 2020; Hajonides et al., 2021). Cafodd data o bob un o'r 306 o synwyryddion MEG ar draws ffenestr lithro o 30-bwyntiau amser (150 ms) eu cydgadeu i mewn i fector 9180-dimensiwn.

Lleihawyd y dimensiwn gan ddefnyddio dadansoddiad prif gydrannau, a gyfrifwyd ar wahân ar gyfer pob pwynt amser, gan gynnal 90% o'r amrywiant (rhwng 250 a 600 ms, roedd hyn tua 209 6 39 o gydrannau fesul cyfranogwr, cymedrig 6 SD).

Roedd hyn yn fodd i ddad-sŵn y data, cynyddu'r amrywiant unigryw a amgodiwyd gan bob dimensiwn, a galluogi'r dosbarthwr i gyfrifo matricsau cyfamrywiant yn fwy effeithiol. Ni ddefnyddiwyd prestimulusbaselining i gynnal gwybodaeth sefydlog o ysgogiadau a gyflwynwyd yn flaenorol.

I hyfforddi dosbarthwr dadansoddiad gwahaniaethol llinol (LDA), rhannwyd y data yn setiau hyfforddi a phrofi gan ddefnyddio {{0}}croes-ddilysu haenedig plygu. Cafodd onglau gratio eu binio i finiau cyfeiriadedd â bylchau cyfartal, gan greu 10 dosbarth gwahanol (0–18 gradd, 18–36 gradd, 36–54 gradd, 54–72 gradd, 72–90 gradd, 90–108 gradd, 108–126 gradd, 126–144 gradd , 144–162 gradd , 162–180 gradd ). I hyfforddi dosbarthwr LDA, rhannwyd y data yn setiau hyfforddi a phrofi gan ddefnyddio 10-plyg traws-ddilysiad haenedig.

Yn seiliedig ar y set hyfforddi, mae'r dosbarthwr LDA yn taflunio'r data i ofod dimensiwn isel (o naw dimensiwn; nifer y dosbarthiadau llai 1) sy'n gwahanu'r data i'r eithaf o'r 10 dosbarth. Yna cafodd data o'r set prawf eu taflunio i'r un {{ 3}}gofod dimensiwn. Cawsom 10 pellter LDA ar gyfer pob treial yn y set prawf trwy gyfrifo ei bellter Ewclidaidd o bob dosbarth hyfforddi cymedr yn y gofod dimensiwn isel.

Roedd y pellteroedd hyn yn ein galluogi i amcangyfrif y tebygolrwydd y byddai unrhyw brawf prawf penodol yn cyfateb i bob un o'r deg dosbarth. Ailadroddwyd hyn ar gyfer pob plygiad traws-ddilysu a phob pwynt amser. Dadansoddiadau dadgodio ysgogiad, defnyddiwyd yr ongl a gyflwynwyd ar gyfer dosbarthu.

Mewn dadansoddiadau traws-ddadgodio, hyfforddwyd dosbarthwyr LDA ar finiau cyfeiriadedd un digwyddiad (ee, gratio a gyflwynwyd) ond roedd tystiolaeth y dosbarthwr wedi'i alinio o amgylch biniau o gyfeiriadedd arall (ee, cyfeiriadedd targed ar y treial blaenorol). Roedd y cromliniau tebygrwydd cynrychioliadol canlyniadol wedi'u cysylltu â chosin.

Er mwyn profi pa synwyryddion a gyfrannodd fwyaf at y tebygolrwyddau dosbarthwr a welwyd yn ein dulliau aml-amrywedd, cynhaliom hefyd ddadansoddiad datgodio chwilolau (Kriegeskorte et al., 2006).

Yn y dadansoddiad hwn, ystyriwyd yn weiterative grŵp bach o synwyryddion a thrwy hynny gallent fapio bras locws yr effaith a arsylwyd. Yn fwy penodol, roedd data wedi'i we-ddewis o bob synhwyrydd ynghyd â'i 47 o gymdogion cyfagos agosaf (magnetomedrau a graddiomedrau wedi'u cynnwys) ac yn rhedeg yr un dadansoddiad dosbarthiad ag a ddisgrifir uchod.

Cyfrifo'r sgôr anghymesuredd niwral fel mesur o ragfarn niwral

Ar gyfer rhagfarnau o fewn treial, fe wnaethom asesu prosesu'r ail gratio ac ystyried treialon dwy eitem yn unig. Hyfforddwyd y dosbarthwr ar bob cyflwyniad o'r ail gratio a chynhyrchwyd tebygolrwydd bin ar gyfer ectrial. Ar gyfer dadansoddiadau rhwng treialon, dadansoddwyd prosesu cyfeiriadedd y gratio cyntaf a'r ail gratio yn y treial presennol. Am y rheswm hwn, hyfforddwyd y dosbarthwr ar bob treial a chynhyrchwyd rhagfynegiadau bin ar gyfer pob treial.

Yn dilyn hynny, yn seiliedig ar ganlyniadau'r dadansoddiadau o ragfarn perfformiad, fe wnaethom ddewis treialon lle'r oedd y pellter onglog rhwng yr inducer a'r cyfeiriadedd gratio ar yr arddangosfa wedi arwain at ymddygiad ymddygiadol sylweddol ar lefel grŵp.

Yn achos y gogwydd gwrthyriadol o fewn y treial, y inducer oedd cyfeiriadedd y gratio cyntaf ar yr un treial. Ar gyfer y dadansoddiadau rhwng treialon, y inducer oedd y cyfeiriadedd targed a adroddwyd ar y treial blaenorol (ac eithrio ar gyfer dadansoddiadau rheoli, lle defnyddiwyd y cyfeiriadedd heb ei adrodd fel y targed). Fel newidyn dibynnol, fe wnaethom ystyried amcangyfrifon tebygolrwydd ar gyfer pob bin cyfeiriadedd, lle rydym yn disgwyl y tebygolrwydd uchaf ar gyfer y bin onglog sydd â sero gwrthbwyso i'r cyfeiriadedd a gyflwynwyd a thebygolrwydd gostyngol ar gyfer biniau â phellteroedd onglog mwy i'r cyfeiriadedd a gyflwynwyd.

Fe wnaethom asesu ar wahân amcangyfrifon tebygolrwydd ar gyfer treialon lle'r oedd cyfeiriadedd y inducer yn clocwedd (CW) yn erbyn gwrthglocwedd (CCGC) ynghylch y cyfeiriadedd presennol. Ar gyfer treialon GC a CCGC ill dau, gwnaethom gyfartaleddu'r dystiolaeth o'r biniau cyfeiriadedd CW (72 gradd i 18 gradd ) a thystiolaeth o finiau CCGC ar wahân (18 gradd i 72 gradd ).

Cyfrifwyd sgorau anghymesuredd trwy ganfod y gwahaniaeth rhwng y ddau grŵp o finiau onglog (CWminus CCGC). Yn olaf, fe wnaethom gyfrifo sgôr tuedd niwral gyffredinol trwy dynnu sgorau anghymesuredd ar dreialon gyda inducers CW yn erbyn CCGC.

Arweiniodd rhagfarnau niwral atyniadol at sgôr cadarnhaol (hy, arweiniodd treialon â phellteroedd CWangular at fwy o dystiolaeth CW, arweiniodd pellteroedd onglog CCGC at fwy o dystiolaeth CCGC), tra bod rhagfarnau niwral ymwrthol wedi arwain at sgôr negyddol (hy, arweiniodd pellteroedd onglog CW at lai o dystiolaeth CW na treialon CCGC, ac i'r gwrthwyneb).

Profion ystadegol

Cyfrifwyd profion ystadegol gan ddefnyddio JASP (Tîm JASP, 2020) a Scipy (Virtanen et al., 2020).

Fe wnaethon ni brofi'r gyfres amser o dystiolaeth dosbarthwr sy'n gysylltiedig â chosin yn erbyn sero gan ddefnyddio prawf trynewid yn seiliedig ar glwstwr, sy'n mynd i'r afael â phroblem gymharu lluosog (gan ddefnyddio MNE; Gramfort et al., 2013). Weran 100,000 iteriadau.

Mae'r clystyrau gyda grwpiau o bwyntiau amser sy'n sylweddol wahanol i sero wedi'u nodi yn y ffigurau perthnasol gan ddefnyddio llinellau llorweddol. Cymhwyswyd profion permutation seiliedig ar glwstwr hefyd i ragfarn perfformiad ar draws y pellter onglog rhwng y cyfeiriadedd a gyflwynwyd a chyfeiriadedd y inducer.

Er mwyn profi arwyddocâd ein dadansoddiadau o duedd, cynhyrchwyd dosbarthiad siffrwd ar ôl y cam datgodio. Pan gafodd treialon eu didoli ar sail cyfeiriadedd cymharol y treial/ysgogiad blaenorol, fe wnaethom ni fflipio'r pellter onglog hwn ar hap ac ailgyfrifo'r gogwydd. Gwnaethom gyfrifo'r gogwydd ar gyfer yr holl gyfranogwyr a rhoi'r sgôr hwn ar gyfartaledd. Ailadroddwyd y broses hon 10,000 o weithiau, a rhoddwyd sgôr z i'r dosbarthiad canlyniadol.

Cymhwyswyd trawsnewid sgôr z yr un peth i'r sgôr tuedd a arsylwyd pan na ddefnyddiwyd unrhyw fflipio arwyddion ar hap. Yna gellid defnyddio'r sgôr z hwn i gael gwerth-p (dwy gynffon) yr effaith wreiddiol o'i gymharu â'r dosbarthiad shuffling (ym mhob cyfartaledd amser a adroddwyd, defnyddiwyd pwyntiau amser rhwng 250 a 600 ms).

Roedd pob prawf yn ddwy ochr oni nodir yn wahanol.

Canlyniadau

Cyfraddau gwall

Roedd y cyfranogwyr yn gywir wrth atgynhyrchu'r cyfeiriadedd targed (gwall ymateb cymedrig 11.73 6 0.70 gradd SEM; SD cymedr 17.61 61.07 gradd SEM; gweler y Tabl 1 ar gyfer perfformiad cyflwr-wise). Dangosodd ANOVA dau-wrth-dau ailadrodd ar wall ymateb brif effeithiau math ciw (F(1,19)=16.49, p, 0.001, h2=0.374)a sawl un ysgogiadau a gyflwynir (F(1,19)=29.78, p, 0.001,h2=0.075).

Roedd y math ciw yn arwyddocaol ar gyfer y ddau dreial un-eitem ortwo-eitem, gyda gwall absoliwt yn uwch ar dreialon adroddiad cyntaf nag ail adroddiad ar gyfer y ddau dreial dwy eitem (t(19)=3.972,p, {{6} }.001, d=0.888; gweler Tabl 1) a threialon un eitem (t(19) =3.948, Bonferroni-cywiro p, 0.001, d {{ 18}}.883). Mewn cyferbyniad, roedd sawl eitem a gyflwynwyd yn effeithio'n bennaf ar amodau cyntaf yr adroddiad.

Roedd y gwall yn uwch ar adroddiad dau gyntaf na threialon un-eitem adrodd cyntaf (t(19)=5.665, p, 0.001, d=1.267)ond nid oedd yn arwyddocaol gwahaniaethu rhwng ail adrodd dau-eitem ac adrodd ail dreialon un eitem (t(19)=1.885, p=0.075,d=0.421), gan arwain at arwyddocaol rhyngweithio rhwng y ddau ffactor (F(1,19)=10.90, p=0.004, h2=0.026).

Cadarnhaodd dadansoddiadau gan ddefnyddio modelu cymysgedd (Bays et al., 2009) fod gwallau sy'n deillio o ymatebion i'r cyfeiriadedd gratio heb giwiau yn brin (cyfradd cyfnewid o 0.033 6 0.01 ar dreialon dwy eitem; seealso Huang , 2020).

Tueddiadau perfformiad gwrthyriadol o fewn treialon

Fe wnaethom ddadansoddi tueddiadau o fewn y treial mewn perfformiad ymddygiadol trwy asesu a oedd y cyfeiriadedd a adroddwyd yn cael ei adrodd yn systematig fel un sy'n agosach at neu ymhellach i ffwrdd o'r cyfeiriadedd nontarget ar yr un treial (gweler Deunyddiau a Dulliau).

Fe wnaethom gyfyngu'r dadansoddiadau i dreialon dwy eitem. Mae Ffigur 2A yn dangos y rhagfarnau perfformiad ar gyfer yr holl bellteroedd onglog absoliwt rhwng y cyfeiriadedd gratio cyntaf a'r ail ar gyfer treialon adrodd yn gyntaf ac adrodd yn ail. y dasg dan sylw (t(19)=0.74, p=0.467).

Mewn cyferbyniad, datgelodd treialon gyda chiwiau ail adroddiad ragfarnau arwyddocaol i ffwrdd o'r cyfeiriadedd gratio cyntaf a amgodiwyd yn wreiddiol (t(19)=2.33, p=0.031; darluniwyd yn Ffig. 2B). Cadarnhawyd ail dreialon yr adroddiad biasin gwrthyrru gan ddefnyddio prawf permutation seiliedig ar glwstwr, gan ddangos clwstwr sylweddol (p=0.012) pan oedd pellter theangular rhwng y ddau gyfeiriadedd rhwng 10 gradd a 49 gradd (Ffig. 2A).

Gogwydd perfformiad deniadol rhwng treialon

Rydym yn gwerthuso nesaf y rhagfarn rhwng-treial ar ymatebion yn y treial ar hyn o bryd tuag at y cyfeiriadedd a oedd yn ciwio ar y previoustriail (Ffig. 3). Aseswyd y gogwydd perfformiad gennym fel swyddogaeth o wahaniaethau onglog rhwng y gratio targed ar y presennol ac ar y treial blaenorol.

Roedd y dadansoddiad hefyd yn ystyried lleoliad y gratio targed yn y treial presennol (cyntaf neu ail) a nifer yr eitemau ar y treial presennol (un eitem neu ddwy eitem). Am gysondeb, rydym yn galw pob treial lle mae cyfranogwyr yn adrodd am yr adroddiad cyfeiriadedd gratio cyntaf treialon a threialon cyntaf lle mae cyfranogwyr yn adrodd yr ail adroddiad cyfeiriadedd ail dreialon, waeth beth fo nifer y rhwyllau a gyflwynir.

Unwaith eto, rydym yn cyfrifo swmof y gogwydd ar draws pellteroedd onglog rhwng targedau yn y treialon presennol a blaenorol (Ffig. 3 A, B). Yn wahanol i'r rhagfarn ymwrthol a ddisgrifiwyd yn yr adran flaenorol, canfuom fod pob cyflwr yn dangos tuedd perfformiad deniadol (pob un, 0.{4}}5 mewn profion ystadegol dwy ochr). Roedd y gogwydd cyfresol ddeniadol yn fwyaf amlwg ar gyfer pellteroedd onglog bach i ganolraddol rhwng yr anwythydd a chyfeiriadedd presennol (0–60 gradd ).

Mae ANOVA yn mesur dro ar ôl tro roedd swm y rhagfarnau ar draws pellteroedd onglog yn dynodi effaith math ciw, gyda thueddiadau mwy yn digwydd mewn treialon adroddiad cyntaf(F(1,19)=5.706, p=0.027, h2=0.172), ond nid o'r nifer o sgoriau a gyflwynwyd mewn treial (F(1,19)=0.980, p=0.335, h2 =0 .007). Nid oedd y ddau ffactor yn rhyngweithio (F(1,19)=0.377, p=0.547,h2=0.002). Mae hyn yn dangos bod y gogwydd yn gryfach wrth ddwyn yr eitem gyntaf i gof, a gafodd ei hamgodio mewn amser yn agosach at y treial blaenorol.

For more information:1950477648nn@gmail.com