Apprentissage humain de nouvelles informations structurées à travers le temps et le sommeil
11 juillet 2023 mis à jour par: University of Pennsylvania
Apprendre une nouvelle structure à travers le temps et le sommeil
Agir de manière adaptative nécessite de saisir rapidement la structure de l'environnement et de stocker les connaissances acquises pour une utilisation future efficace. Les théories dominantes de l'hippocampe se sont concentrées sur sa capacité à encoder des instantanés individuels d'expérience, mais les enquêteurs et d'autres ont trouvé des preuves qu'il est également crucial pour trouver une structure à travers les expériences. Les mécanismes de cette forme essentielle d'apprentissage ne sont pas établis. Les chercheurs ont développé un modèle de réseau neuronal de l'hippocampe instanciant la théorie selon laquelle l'un de ses sous-champs peut rapidement coder la structure à l'aide de représentations distribuées, une forme puissante de représentation dans laquelle les populations de neurones deviennent sensibles à de multiples caractéristiques connexes de l'environnement.
Le premier objectif de ce projet est de tester les prédictions de ce modèle en utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) à haute résolution dans des paradigmes nécessitant l'intégration d'informations à travers les expériences. Les résultats clarifieront les mécanismes fondamentaux de la façon dont les humains apprennent une nouvelle structure, en arbitrant entre les modèles existants de ce processus et en informant le développement ultérieur de modèles. Il existe également des théories concurrentes quant au sort éventuel des nouvelles représentations hippocampiques. Un point de vue postule que pendant le sommeil, l'hippocampe rejoue les informations récentes pour construire des représentations distribuées à plus long terme dans le néocortex. Un autre point de vue prétend que les souvenirs sont directement et indépendamment formés et consolidés dans l'hippocampe et le néocortex.
Le deuxième objectif de ce projet est de tester entre ces théories. Les enquêteurs évalueront les changements dans les représentations hippocampiques et corticales au fil du temps en re-scannant les participants et en suivant les changements dans la mémoire avec un délai d'une semaine. Cependant, tout changement observé dans le cerveau et le comportement au fil du temps peut être dû à des effets génériques du temps ou à un traitement actif pendant le sommeil.
Le troisième objectif est donc d'évaluer les contributions causales spécifiques du sommeil à la consolidation des informations structurées. Les chercheurs utiliseront l'électroencéphalographie du sommeil en temps réel pour jouer des signaux sonores afin de biaiser la réactivation de la mémoire. Les chercheurs s'attendent à ce que ce travail clarifie les substrats anatomiques et, surtout, la nature des représentations qui soutiennent l'encodage et la consolidation de la nouvelle structure dans l'environnement.
Aperçu de l'étude
Statut
Recrutement
Les conditions
Intervention / Traitement
Type d'étude
Interventionnel
Inscription (Estimé)
105
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.
Coordonnées de l'étude
- Nom: Anna C Schapiro, PhD
- Numéro de téléphone: 6177974555
- E-mail: aschapir@sas.upenn.edu
Sauvegarde des contacts de l'étude
- Nom: Rishi Krishnamurthy, BA
- Numéro de téléphone: 4255050841
- E-mail: rishikr@sas.upenn.edu
Lieux d'étude
-
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Pennsylvania
-
Philadelphia, Pennsylvania, États-Unis, 19104
- Recrutement
- University of Pennsylvania
-
Contact:
- Rishi Krishnamurthy, BA
-
-
Critères de participation
Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
- Adulte
Accepte les volontaires sains
Oui
La description
Critère d'intégration:
- Entre 18 et 35 ans (tous objectifs)
- Ne pas faire partie d'une population vulnérable (tous objectifs)
- Vision normale ou corrigée à la normale (tous objectifs)
- Audition normale (tous objectifs)
- Capable de parler anglais couramment (tous objectifs)
- Aucun antécédent de troubles psychiatriques ou neurologiques majeurs (Objectifs 1 et 2 ; spécifique à l'IRM)
- Ne prend actuellement aucun antidépresseur ou sédatif (Objectifs 1 et 2 ; spécifique à l'IRM)
- Aucun trouble neurologique connu (objectif 3 ; spécifique à l'EEG)
Critère d'exclusion:
- Les enquêteurs excluront les personnes présentant des contre-indications à l'IRM telles que des dispositifs biomédicaux non amovibles ou du métal dans ou sur le corps (objectifs 1 et 2 ; spécifiques à l'IRM)
- Claustrophobie (Objectifs 1 et 2 ; spécifique à l'IRM)
- Les femmes enceintes seront également exclues de la neuroimagerie, car les effets de la RM sur la grossesse ne sont pas entièrement compris (Objectifs 1 et 2 ; spécifiques à l'IRM)
Plan d'étude
Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: Science basique
- Répartition: Randomisé
- Modèle interventionnel: Affectation parallèle
- Masquage: Seul
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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Expérimental: Apprentissage et consolidation en inférence associative
L'étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle proposée évalue les représentations neurales contribuant à la capacité des humains à associer des objets à l'appui d'inférences simples et de généralisation.
Tous les participants subiront la même procédure.
Les participants apprendront les paires d'objets et seront ensuite invités à faire des jugements et des inférences sur les relations entre les objets.
L'ordre de présentation des objets sera manipulé au sein des sujets, car différentes théories d'apprentissage font différentes prédictions sur la façon dont l'apprentissage se déroulera sous différents ordres.
Les participants seront ramenés une semaine plus tard pour un deuxième scan, afin d'évaluer comment les substrats neuronaux de ces processus changent avec la consolidation.
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Les participants s'engageront dans un paradigme d'inférence associative.
La mémoire sera évaluée sur le plan comportemental et les représentations neuronales seront évaluées à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle.
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Expérimental: Apprentissage et consolidation dans la catégorie apprentissage
L'étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle proposée évalue les représentations neuronales contribuant à la capacité des humains à apprendre de nouvelles catégories d'objets.
Tous les participants subiront la même procédure.
Les participants découvriront de nouveaux objets, chacun avec plusieurs parties colorées.
Certaines parties sont uniques à des objets individuels et d'autres sont partagées entre les membres de la catégorie.
Les chercheurs évalueront comment différentes régions du cerveau contribuent à l'apprentissage et à la mémorisation de ces différents types de parties, et comment les représentations résultantes soutiennent la compréhension des catégories.
Les participants seront ramenés une semaine plus tard pour un deuxième scan, afin d'évaluer comment les substrats neuronaux de ces processus changent avec la consolidation.
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Les participants s'engageront dans un paradigme d'apprentissage par catégorie.
La mémoire sera évaluée de manière comportementale (bras 2 et 3) et les représentations neuronales seront évaluées à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (bras 2).
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Expérimental: Manipulation de la relecture pendant le sommeil à l'aide de l'EEG en temps réel
Dans l'étude d'électroencéphalographie (EEG) proposée, tous les participants subiront la même procédure.
Les participants apprendront les caractéristiques visuelles et les noms parlés associés à trois catégories d'objets nouveaux.
La mémoire des participants pour ces objets et les parties d'objets sera testée avant et après une sieste.
Les enquêteurs surveilleront l'activité cérébrale pendant la sieste en temps réel et, aux moments optimaux, joueront tranquillement les noms parlés des objets pour encourager la réactivation d'objets particuliers dans des ordres particuliers.
Les chercheurs évalueront l'impact de cette manipulation sur la mémoire de ces objets.
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Les participants s'engageront dans un paradigme d'apprentissage par catégorie.
La mémoire sera évaluée de manière comportementale (bras 2 et 3) et les représentations neuronales seront évaluées à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (bras 2).
Les participants dormiront après s'être engagés dans un paradigme d'apprentissage de catégorie pendant que les données d'électroencéphalographie sont collectées, et la mémoire sera évaluée comportementale après le sommeil.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Changements dans les représentations multivariées
Délai: Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Changements dans les corrélations spatiales entre le modèle MRI BOLD associé aux objets connexes au cours de l'apprentissage et au cours du délai d'une semaine.
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Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Corrélations cerveau-comportement
Délai: Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Corrélations entre le signal BOLD dans le cerveau et le comportement des participants lors des jugements sur les objets.
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Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Corrélations entre l'activité dans les régions du cerveau
Délai: Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Relations entre l'activité BOLD dans différentes régions du cerveau en fonction du type d'essai et du délai.
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Au cours de la première session (d'une durée de 2 à 3 heures) et après environ une semaine de retard lors de la deuxième session (d'une durée de 1 à 2 heures)
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Précision de la mémoire
Délai: Au cours d'une seule session d'étude (d'une durée de 4 à 5 heures)
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Modification de la capacité de généralisation d'avant à après la sieste en fonction des différentes conditions de repérage d'objet pendant le sommeil.
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Au cours d'une seule session d'étude (d'une durée de 4 à 5 heures)
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Collaborateurs et enquêteurs
C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Anna C Schapiro, PhD, University of Pennsylvania
Publications et liens utiles
La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.
Publications générales
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Dates d'enregistrement des études
Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Réel)
5 juin 2023
Achèvement primaire (Estimé)
1 mars 2028
Achèvement de l'étude (Estimé)
1 mars 2028
Dates d'inscription aux études
Première soumission
10 mai 2023
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
12 juin 2023
Première publication (Réel)
20 juin 2023
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
12 juillet 2023
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
11 juillet 2023
Dernière vérification
1 juillet 2023
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Autres numéros d'identification d'étude
- 833228B
- R01MH129436 (Subvention/contrat des NIH des États-Unis)
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?
OUI
Description du régime IPD
Toutes les IPD qui les sous-tendent donnent lieu à une publication.
Délai de partage IPD
L'IPD sera disponible au moment de la publication de l'étude.
Critères d'accès au partage IPD
IPD sera accessible au public sans restriction.
Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Non
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
Non
produit fabriqué et exporté des États-Unis.
Non
Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .