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억제 컨텍스트와 함께 수면 중 특정 기억 재활성화

2024년 11월 15일 업데이트: Eitan Schechtman-Drayman, Northwestern University

인간의 수면 관련 기억 재활성화에서 맥락의 역할: 억제 맥락과 함께 수면 중 특정 기억 재활성화

망각은 종종 정보를 유지하지 못하는 것으로 인식되지만 실제로는 적어도 일부 기억력 저하가 행동에 적응하는 활성 억제 프로세스로 인해 발생합니다. 이러한 능동적 과정은 새로운 억제 학습을 수반하는 것으로 생각되며, 이는 수면이 다른 형태의 학습과 마찬가지로 학습을 향상시키는 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 이 경우, 수면은 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 같은 장애의 기억 관련 증상으로 고통받는 건강하고 임상적인 집단에 유익할 수 있는 방식으로 비적응 기억을 약화시키는 데 이용될 수 있습니다. 이 아이디어를 테스트하기 위해 이 제안된 낮잠 연구는 뇌파 검사(EEG)로 모니터링되는 수면 중 억제 맥락에서 특정 기억을 통합할 것입니다. 첫째, 참가자들은 항목 기반의 지시된 망각 작업에 참여하게 되는데, 여기서 그들은 다른 단어에 노출되고 즉시 이전 단어를 기억하거나 기억하지 말라는 지시가 뒤따릅니다. 지침은 두 가지 다른 냄새를 사용하여 전달됩니다. 사실, 이 첫 번째 부분의 목적은 이러한 냄새와 지침의 연관성을 강화하는 것입니다. 다음으로 관련 없는 작업에서 참가자는 화면에서 이미지의 공간적 위치를 배웁니다. 이러한 이미지는 일치하는 소리(예: 고양이 - 야옹)와 함께 표시됩니다. 이어지는 낮잠 동안 이러한 소리 중 일부는 이전에 학습한 두 가지 냄새 중 하나 또는 새로운 냄새와 함께 눈에 띄지 않게 표시됩니다. 최종 공간 위치 테스트에서, 수면 중에 "잊어버리는" 냄새와 함께 소리가 제시된 이미지에 대한 기억력은 신호를 받지 않은 이미지에 대한 것보다 더 나쁠 것으로 예상됩니다. 수면 중에 다른 두 가지 냄새 중 하나와 함께 소리가 제시된 이미지의 위치에 대한 기억력이 향상될 것으로 예상되며, 아마도 새로운 냄새와 관련하여 "기억" 냄새와 함께 제시된 소리에 대해 더 그러할 것입니다. 성공한다면 이러한 결과는 수면 중에 선택적으로 기억력을 약화시키는 역할을 할 수 있는 개입을 향한 첫 번째 단계가 될 것입니다.

연구 개요

상세 설명

각 참가자는 90분의 낮잠 시간을 포함하는 단일 오후에 실행됩니다. 참가자들은 낮잠을 자기 전에 훈련과 테스트 세션을 거치게 되며, 그 후에는 최종 기억력 테스트에 참여하게 됩니다. 전기생리학적 장비를 사용하여 작업 전반에 걸쳐 신경 활동을 지속적으로 모니터링하고 기록합니다. 호흡 활동도 ​​측정됩니다.

이것은 주제 내 연구입니다. 주요 조작은 표적 기억 재활성화(TMR)라고 하는 기술인 수면 중 소리와 냄새를 눈에 거슬리지 않게 표현하는 것입니다. 모든 참가자는 세 가지 냄새를 모두 포함하여 이러한 자극을 경험하지만 각 참가자가 듣게 될 특정 소리는 다를 것입니다. 또한 세 가지 냄새 각각은 깨어 있는 동안 특정 지침과 연결됩니다(즉, 이전 단어를 기억하도록 지시하는 냄새 하나, 잊어버리라는 냄새 하나, 지시 사항과 관련되지 않은 하나의 냄새). 냄새는 참가자들 사이에서 균형을 이룰 것입니다. 결과는 다른 그룹이나 개인이 아닌 참가자 내에서 비교됩니다. 이러한 분석을 위한 적절한 통계적 방법에는 쌍체 t-테스트 및 분산의 반복 측정 분석이 포함됩니다. 각 참가자의 각 냄새와 함께 제공되는 소리(및 전혀 제공되지 않음)는 사전 수면 테스트에서의 성능을 기반으로 선택됩니다. 이것은 통계적 노이즈를 제거하기 위해 제시된 자극과 제시되지 않은 자극 사이의 수면 전 점수의 균형을 맞추려는 시도로 수행됩니다. 참가자와 실험자 모두 어떤 소리가 언제 표시되는지 알 수 없으며 선택은 컴퓨터에 의해 자동으로 이루어집니다. 이 기술은 광범위하게 사용되었으며 알려진 위험이 없습니다.

피험자 내 디자인을 사용하여 필요한 샘플 크기를 줄이는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 첫째, 개체 간 독립 변수가 없기 때문에 직관적으로 적은 참가자가 필요합니다. 둘째, 개인차로 인한 통계적 노이즈 수준이 감소합니다(즉, 각 참가자가 자신의 점수와 비교되기 때문). 중요한 단서 효과를 발견한 이전 TMR 연구에서는 일반적으로 20-25명의 참가자를 사용했습니다. 작업을 완료하지 못한 참가자와 수면 중에 신호를 충분히 받지 못한 참가자를 제외한 후 이 연구에 최소 30명의 참가자를 포함할 계획입니다. 30명의 참가자가 있으면 더 강력한 통계 방법을 사용할 수 있습니다(30명 이상의 참가자의 샘플 크기를 기반으로 한 평균은 정규 분포를 따르는 것으로 가정할 수 있다는 중앙 극한 정리에서 파생된 일반적인 경험 법칙에 따름). . 이 연구에서 나의 주요 관심사는 억제 TMR 효과입니다. 이 해로운 효과의 효과 크기를 추정하기는 어렵지만 공간 학습 기억에 대한 일반적인 TMR 효과보다 다소 작을 수 있습니다(최근 메타 분석에 기반한 Hedge의 g = 0.39). 안전을 위해 더 큰 샘플 크기를 포함했습니다. 이 혜택이 더 작은 규모이더라도 여전히 수면 중 기억력 약화 가능성을 나타낼 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 최소 30명의 참가자로 구성된 표본 크기를 목표로 하고 누락률을 80%로 가정하여 총 38명의 참가자를 확보할 계획입니다.

다음은 절차에 대한 간략한 요약입니다.

자극: 이 연구에서는 동일하게 자극적이고 기분 좋은 세 가지 냄새를 사용합니다. 100개의 명사 집합을 사용하여 지시된 망각 작업에 대해 참가자를 교육합니다(아래 참조). 마지막으로 60개의 개체 또는 동물 이미지가 사용되며 각각은 화면에 표시되는 원형 격자에 고유한 2D 위치가 있습니다.

교육: 참가자는 먼저 항목 기반 지시형 망각 작업에 참여합니다. 그들은 일련의 단어를 보여주고 모든 단어 후에 암기해야 하는지 여부를 지시합니다. 지침은 두 가지 냄새를 사용하여 전달됩니다. 하나는 마지막 단어를 기억하라는 신호(50단어 이후 제시)와 다른 하나는 잊으라는 신호(나머지 50단어 이후 제시)입니다. 피험자가 시간 제한 방식으로 냄새를 사용하도록 하기 위해 각 단어의 프레젠테이션에 따라 언제 냄새를 맡아야 하는지 지시를 받습니다(즉, 냄새 프레젠테이션과 냄새 지시로 절정에 이르는 온스크린 카운트다운이 있을 것입니다).

이전 연구에서는 각각 다른 그룹과 관련된 두 개의 억제 소리가 있었지만 여기에서는 하나의 억제 냄새만 있었습니다. 이에 대한 정당성은 이전 연구에서 소리가 지침과 개별 항목 모두와 연관되어 있다는 것입니다. 여기에서는 이러한 복잡성을 피합니다. 각 항목에는 고유한 소리가 있고 냄새는 진압 지침을 전달하는 데만 사용되기 때문입니다. 내 연구에서 냄새와 소리 사이의 상호 작용은 원하는 억제 효과를 달성해야 합니다. 따라서 이 디자인은 Simon과 동료들이 사용하는 단일 망각 신호를 사용한 디자인과 더 유사합니다.

이 작업이 끝나면 관련 없는 공간 학습 작업이 시작됩니다. 참가자는 2D 원형 그리드에 60개의 이미지를 배치하는 방법을 배워야 합니다. 이 작업은 4개의 블록으로 나뉘며 각 블록은 이미지 위치에 대한 노출로 시작하여 참가자가 올바른 위치에 항목을 배치해야 하는 배치 시험이 이어집니다. 참가자는 피드백을 사용하여 학습해야 하며 학습 기준에 도달할 때까지 계속됩니다. 중요한 것은 각 이미지가 학습 중에 뚜렷하고 일치하는 소리(예: 고양이 - 야옹)와 짝을 이룬다는 것입니다.

수면 전 테스트: 훈련 후 참가자는 피드백이나 소리 없이 모든 이미지의 공간 기억에 대해 테스트를 받게 됩니다.

수면: 다음으로 NREM(비급속 안구 운동) 수면 중에 후자 작업에서 이미지 관련 소리의 75%를 눈에 띄지 않게 표시합니다. 25%는 "잊어버리는" 냄새의 맥락에서 표시됩니다. 25%는 "기억" 냄새의 맥락에서 제시될 것이며; 25%는 새로운 냄새의 맥락에서 제시될 것입니다. 나머지 25%의 소리는 수면 중에 나타나지 않습니다. 냄새 사이의 오염을 방지하기 위해 블록 사이에 깨끗한 공기가 차단되는 블록 디자인(즉, 냄새가 지속적으로 나타나며 소리가 산재됨)을 사용합니다. 악취 습관화를 방지하기 위해 블록 길이는 ~20초이며 깨끗한 공기가 전달되는 20초 기간이 뒤따릅니다. 각 ~20초 블록에서 4개의 사운드가 제공됩니다. 이 설정을 사용하면 45개의 모든 사운드를 한 번 큐하는 데 약 7.5분이 소요됩니다.

수면 후 테스트: 낮잠이 끝난 후 최소 10분 후에 참가자는 수면 전 테스트와 동일한 테스트를 받게 됩니다. 그 직후에 그들은 냄새 지침 협회에서 테스트를 받게 됩니다. 그런 다음 참가자는 감사, 보고, 지불 및 해산됩니다.

연구 유형

중재적

등록 (실제)

23

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.

연구 장소

    • Illinois
      • Evanston, Illinois, 미국, 60208
        • Cognitive Neuroscience Lab - Northwestern University

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

18년 (성인)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

설명

포함 기준:

---

제외 기준:

신경 장애 또는 수면 장애의 병력이 있는 참가자는 제외됩니다.

연구실에서 잠들 수 있다고 생각하지 않는 참가자는 제외됩니다.

치료를 위해 입원이 필요한 중증 천식, 심각한 음식 또는 비음식 알레르기의 병력, 알려진 냄새, 미각 또는 귀-코-인후 장애 또는 부비동염 또는 알레르기성 비염의 병력이 있는 참가자는 제외됩니다.

수면 중에 입으로 숨을 쉰다고 확신하는 참가자와 코를 골기 때문에 입으로도 숨을 쉬는 참가자는 제외됩니다.

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 기초 과학
  • 할당: 해당 없음
  • 중재 모델: 단일 그룹 할당
  • 마스킹: 없음(오픈 라벨)

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: 실험군
나는 후각계를 사용하여 수면 중 학습 관련 냄새를 눈에 띄지 않게 반복적으로 제시합니다. 이 방법은 다양한 작업에서 기억력을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 냄새는 중간에 짧은 휴식 시간이 있는 블록으로 표시됩니다. 참가자를 깨우지 않도록 냄새가 즐거울 것입니다. 냄새는 비급속 안구 운동 수면(수면 2단계 및 서파수면) 중에 나타납니다. 제시된 냄새는 이전 학습 작업의 지침과 일치하지 않게 연결됩니다. 이 조작은 주제 내에서 이루어집니다. 모든 참가자는 수면 중에 모든 냄새에 노출되지만 냄새는 각 참가자에 대한 다른 지침과 연결됩니다(균형 조정됨).
스피커를 사용하여 수면 중에 학습 관련 소리를 눈에 띄지 않게 반복적으로 제시하겠습니다. 이 방법은 다양한 작업에서 기억력을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 사운드는 몇 초 간격으로 제공되며 참가자의 수면을 방해하지 않도록 볼륨이 조정됩니다. 소리는 비급속 안구 운동 수면(수면 2단계 및 서파수면) 중에 제공됩니다. 제시된 소리는 이전 학습 작업의 이미지와 일치하게 관련됩니다. 이 조작은 주제 내에서 이루어집니다. 모든 참가자가 소리에 노출되지만 개별 참가자마다 다른 특정 소리가 표시됩니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
다양한 조건에 대한 수면 전과 후 사이의 오류율 변화
기간: 동일한 실험 세션 내에서 수면 개시 약 15분 전 및 수면 오프셋 후 약 15분
이미지의 올바른 위치는 참가자가 배치한 위치와 비교됩니다. 컴퓨터 화면에서 픽셀 단위로 측정됩니다.
동일한 실험 세션 내에서 수면 개시 약 15분 전 및 수면 오프셋 후 약 15분
소리/냄새 표현에 따른 EEG 스펙트럼 출력의 변조
기간: 실험 세션 내 수면 중 최대 1.5시간 평가
시그마(12-16Hz), 세타(4-8Hz) 및 델타(0.5-4Hz) 범위 내의 전력 변조는 소리가 시작된 직후 또는 냄새 전달 후 첫 번째 스니핑에서 발생합니다. 서로 다른 EEG 채널에서 측정됩니다.
실험 세션 내 수면 중 최대 1.5시간 평가

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2022년 2월 10일

기본 완료 (실제)

2024년 5월 30일

연구 완료 (실제)

2024년 5월 30일

연구 등록 날짜

최초 제출

2021년 1월 7일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2021년 1월 7일

처음 게시됨 (실제)

2021년 1월 11일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (추정된)

2024년 11월 19일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2024년 11월 15일

마지막으로 확인됨

2023년 11월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

기타 연구 ID 번호

  • STU00213443-C

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

아니요

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

미국에서 제조되어 미국에서 수출되는 제품

아니

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