Autonome mekanismer for søvnafhængig hukommelseskonsolidering (MemS)

Dårlig søvn er forbundet med betydelig kognitiv helbredsnedgang. For nylig er søvnforstyrrelser dukket op som bemærkelsesværdige forudsigende og forværrende faktorer i starten og udviklingen af ​​neurodegenerativ sygdom. Årtiers forskning har impliceret, at søvn spiller en afgørende rolle i hukommelseskonsolidering (dvs. transformationen af ​​nyere oplevelser til stabile, langsigtede minder), hvis tilbagegang er kritisk i de tidlige stadier af demens. Denne litteratur giver, at søvn, en periode med reduceret ekstern interferens, giver et optimalt vindue for hukommelseskonsolidering, og at elektrofysiologiske træk, der opstår under søvn, er integreret involveret i konsolideringsprocessen. Det meste af denne litteratur har fokuseret på centralnervesystemet og teknologier som elektroencefalografi (EEG) til at udpakke neurale korrelater involveret i hukommelsesbehandling. Imidlertid har kun ringe effekt fra dette arbejde omsat til praktiske behandlinger, og nyere gennemgange af litteraturen sætter spørgsmålstegn ved disse søvn-hukommelsesassociationer. Denne mangel på klarhed tyder på, at der kan være andre faktorer, der er afgørende for vores forståelse af søvnafhængig hukommelseskonsolidering, som ikke er blevet taget behørigt i betragtning. Dette forslag antyder, at det autonome nervesystem (ANS) under søvn kan afspejle en kritisk, men understuderet, vej, der forbinder søvn og hukommelse.

En ekspansiv forskning har understøttet ANS'ens rolle for hukommelsesdannelse. Gnaverundersøgelser har fundet ud af, at lagringen af ​​ny information i hukommelsen enten beriges eller svækkes efter indlæringstilegnelse ved direkte at modificere perifer aktivitet gennem vagusnerven. Vagusnerven er ansvarlig for at kommunikere information om perifer excitation og ophidselse via projektioner til hjernestammen, som derefter projicerer til hukommelsesrelaterede områder, herunder amygdala-komplekset, hippocampus og præfrontale cortex. Hos mennesker har forskere påvist, at direkte stimulering af vagusnerven via kirurgiske implantater kan forbedre den deklarative hukommelse hos epileptiske patienter og hos patienter med Alzheimers sygdom. For nylig, i en prøve af raske ældre voksne, øgede ikke-invasiv (transkutan) vagusnervestimulering under vågne hukommelsen for ansigtsnavneforeninger. Det er vigtigt, at tidligere forskning har vist overvægten af ​​parasympatisk/vagal aktivitet under søvn, især under langsom bølgesøvn, som har fået kritisk opmærksomhed for sin årsagsrolle i deklarativ hukommelseskonsolidering. Mere så har PI's arbejde vist, at søvn virker som en regulerende indflydelse på vagal aktivitet, og at vagalt medieret aktivitet under søvn kan forudsige forbedring af hukommelsen efter søvn. Alligevel har få undersøgelser undersøgt årsagsvirkningen af ​​vagal aktivitet under søvn for hukommelsesresultater, hvilket er det centrale formål med denne ansøgning.

I dette projekt vil efterforskerne bruge et inden-subjekt, sham-kontrolleret, modbalanceret design til at bestemme virkningen af ​​aktiv (indvendig side af venstre øre) versus sham (venstre øreflip) transkutan vagusnervestimulering (tVNS) på: 1) søvn arkitektur, 2) autonom aktivitet under søvn og 3) hukommelsesydelse efter søvn. Til dette formål vil efterforskerne bruge en lurprotokol i dagtimerne, et fælles metodologisk værktøj, der bruges til at vurdere søvnens rolle for kognition. En lur tilgang giver mulighed for streng døgnrytmekontrol af kognition og giver mulighed for en undersøgelse af tVNS's indvirkning på en fuld søvncyklus, der inkluderer både NREM- og REM-stadier. Forskerne vil vurdere den deklarative hukommelses ydeevne, ved hjælp af en ord-par associeret opgave, før og efter lurperioden for både aktive og falske stimuleringsbetingelser. Autonom fysiologi, herunder elektrokardiografi og impedanskardiografi, vil blive indsamlet ved baseline før ord-paropgaven og løbende under søvn for at undersøge vagal tonus (dvs. hjertefrekvensvariabilitet) og sympatisk aktivering (dvs. præ-ejektionsperiode) som reaktion på både de aktive og falske stimuleringsbetingelser. Polysomnografi vil også blive indsamlet under luren for at undersøge søvnarkitekturen.