Autonomní mechanismy konsolidace paměti závislé na spánku (MemS)

Špatný spánek je spojen s výrazným zhoršením kognitivního zdraví. V poslední době se poruchy spánku objevily jako významné prediktivní a exacerbující faktory při nástupu a rozvoji neurodegenerativních onemocnění. Desítky let výzkumu ukázaly, že spánek hraje kritickou roli při konsolidaci paměti (tj. přeměně nedávných zážitků ve stabilní, dlouhodobé vzpomínky), jejichž pokles je kritický v raných fázích demence. Tato literatura uvádí, že spánek, období snížené vnější interference, poskytuje optimální okno pro konsolidaci paměti a že elektrofyziologické rysy, které se objevují během spánku, jsou integrálně zapojeny do procesu konsolidace. Většina této literatury se zaměřuje na centrální nervový systém a technologie, jako je elektroencefalografie (EEG), k rozbalení nervových korelátů zapojených do zpracování paměti. Nicméně malý dopad této práce se přenesl do praktické léčby a nedávné přehledy literatury tyto asociace spánku a paměti zpochybňují. Tento nedostatek jasnosti naznačuje, že mohou existovat další faktory kritické pro naše chápání konsolidace paměti závislé na spánku, kterým nebyla věnována náležitá pozornost. Tento návrh naznačuje, že autonomní nervový systém (ANS) během spánku může odrážet kritickou, i když nedostatečně prostudovanou cestu spojující spánek a paměť.

Rozsáhlý soubor výzkumů podpořil roli ANS pro tvorbu paměti. Studie na hlodavcích zjistily, že ukládání nových informací do paměti je buď obohaceno, nebo zhoršeno po získání učení přímou modifikací periferní aktivity prostřednictvím bloudivého nervu. Nervus vagus je zodpovědný za sdělování informací o periferní excitaci a vzrušení prostřednictvím projekcí do mozkového kmene, který se pak promítá do oblastí souvisejících s pamětí, včetně komplexu amygdaly, hippocampu a prefrontálního kortexu. U lidí vědci skutečně prokázali, že přímá stimulace bloudivého nervu pomocí chirurgických implantátů může zlepšit deklarativní paměť u pacientů s epilepsií au pacientů s Alzheimerovou chorobou. Nedávno u vzorku zdravých starších dospělých neinvazivní (transkutánní) stimulace vagového nervu během bdění posílila paměť na asociace se jménem. Důležité je, že předchozí výzkum prokázal převahu parasympatické/vagové aktivity během spánku, zejména během spánku s pomalými vlnami, kterému se dostalo kritické pozornosti pro jeho kauzální roli v deklarativní konsolidaci paměti. Práce PI navíc ukázala, že spánek působí jako regulační vliv na vagovou aktivitu a že vagálně zprostředkovaná aktivita během spánku může předpovídat zlepšení paměti po spánku. Přesto jen málo výzkumů zkoumalo kauzální dopad vagové aktivity během spánku na výsledky paměti, což je hlavním cílem této aplikace.

V tomto projektu vyšetřovatelé využijí v rámci subjektu, falešně kontrolovaný, vyvážený design k určení vlivu aktivní (uvnitř levého ucha) vs. falešné (levý ušní lalůček) transkutánní stimulace vagového nervu (tVNS) na: 1) spánek architektura, 2) autonomní aktivita během spánku a 3) výkonnost paměti po spánku. Za tímto účelem vyšetřovatelé využijí protokol denního zdřímnutí, běžný metodický nástroj používaný k posouzení role spánku pro poznávání. Přístup zdřímnutí umožňuje přísnou cirkadiánní kontrolu kognice a poskytuje vyšetření dopadu tVNS na celý cyklus spánku, který zahrnuje jak NREM, tak REM fáze. Vědci budou hodnotit deklarativní paměťový výkon pomocí úkolu spojených se slovními páry před a po zdřímnutí pro podmínky aktivní i simulované stimulace. Autonomní fyziologie, včetně elektrokardiografie a impedanční kardiografie, bude shromážděna na základní linii před úkolem párování slov a průběžně během spánku, aby se prozkoumal vagový tonus (tj. variabilita srdeční frekvence) a aktivace sympatiku (tj. pre-ejekční období) v reakci na podmínky aktivní i simulované stimulace. Polysomnografie bude také shromážděna během spánku, aby se prozkoumala architektura spánku.