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시간과 수면에 따른 새로운 구조화된 정보의 인간 학습

2025년 7월 29일 업데이트: University of Pennsylvania

시간과 수면에 걸친 새로운 구조 학습

적응적으로 행동하려면 환경의 구조를 빠르게 선택하고 나중에 효과적으로 사용할 수 있도록 습득한 지식을 저장해야 합니다. 해마에 대한 지배적인 이론은 경험의 개별적인 스냅샷을 암호화하는 능력에 초점을 맞추었지만 연구자와 다른 사람들은 해마가 경험 전반에 걸쳐 구조를 찾는 데에도 중요하다는 증거를 발견했습니다. 이 필수적인 형태의 학습 메커니즘은 확립되지 않았습니다. 연구자들은 해마의 하위 필드 중 하나가 분산 표현을 사용하여 구조를 빠르게 인코딩할 수 있다는 이론을 인스턴스화하는 해마의 신경망 모델을 개발했습니다.

이 프로젝트의 첫 번째 목표는 경험 전반에 걸쳐 정보 통합이 필요한 패러다임에서 고해상도 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 사용하여 이 모델의 예측을 테스트하는 것입니다. 결과는 인간이 새로운 구조를 학습하고, 이 프로세스의 기존 모델을 판단하고, 추가 모델 개발을 알리는 기본 메커니즘을 명확히 할 것입니다. 새로운 해마 표현의 궁극적인 운명에 대한 경쟁 이론도 있습니다. 한 견해는 수면 중에 해마가 최근 정보를 재생하여 신피질에 장기간 분산된 표상을 구축한다고 가정합니다. 또 다른 견해는 기억이 해마와 신피질 내에서 직접적이고 독립적으로 형성되고 통합된다고 주장합니다.

이 프로젝트의 두 번째 목표는 이러한 이론 사이를 테스트하는 것입니다. 조사관은 참가자를 다시 스캔하고 1주일 지연된 기억의 변화를 추적하여 시간 경과에 따른 해마 및 피질 표현의 변화를 평가합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 뇌와 행동에서 관찰되는 모든 변화는 시간의 일반적인 영향 또는 수면 중 능동적 처리로 인한 것일 수 있습니다.

따라서 세 번째 목표는 구조화된 정보의 통합에 대한 수면의 특정 인과적 기여를 평가하는 것입니다. 연구자들은 실시간 수면 뇌파 검사를 사용하여 기억 재활성화를 편향시키기 위해 소리 신호를 재생할 것입니다. 연구자들은 이 작업이 해부학적 기질과 환경에서 새로운 구조의 인코딩 및 통합을 지원하는 표현의 특성을 명확히 할 것으로 기대합니다.

연구 개요

상태

모병

정황

개입 / 치료

연구 유형

중재적

등록 (추정된)

105

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

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

연구 연락처

연구 연락처 백업

연구 장소

  • 미국
    • Pennsylvania
      • Philadelphia, Pennsylvania, 미국, 19104
        • 모병
        • University of Pennsylvania
        • 연락하다:
          • Rishi Krishnamurthy, BA

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

  • 성인

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

예

설명

포함 기준:

  • 18세 이상 35세 미만(모두 대상)
  • 취약 인구의 구성원이 아님(모든 목표)
  • 정상 또는 정상으로 교정된 시력(모든 목표)
  • 정상 청력(모든 목표)
  • 영어를 유창하게 구사할 수 있는 분(모든 목표)
  • 주요 정신과 또는 신경학적 장애의 이전 병력 없음(목표 1 및 2, MRI 관련)
  • 현재 항우울제나 진정제를 복용하지 않음(목표 1 및 2; MRI 관련)
  • 알려진 신경 장애 없음(목표 3, EEG 특정)

제외 기준:

  • 조사관은 비이동식 생의학 장치 또는 신체 안이나 위에 있는 금속과 같은 MR 금기 사항이 있는 개인을 제외합니다(목표 1 및 2; MRI 특정).
  • 밀실공포증(목표 1 및 2, MRI 전용)
  • 임신에 대한 MR의 영향이 완전히 이해되지 않았기 때문에 임산부도 신경 영상에서 제외됩니다(목표 1 및 2; MRI 특정).

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: 무작위
  • 중재 모델: 병렬 할당
  • 마스킹: 하나의

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: 연관 추론의 학습 및 통합
제안된 기능적 자기 공명 영상 연구는 간단한 추론과 일반화를 지원하여 물체를 연관시키는 인간의 능력에 기여하는 신경 표현을 평가합니다. 모든 참가자는 동일한 절차를 거칩니다. 참가자는 한 쌍의 물체에 대해 배우고 물체 사이의 관계에 대해 판단하고 추론하도록 요청받습니다. 다른 학습 이론이 다른 순서 하에서 학습이 어떻게 전개될 것인지에 대해 다른 예측을 하기 때문에 객체의 제시 순서는 과목 내에서 조작될 것입니다. 참가자는 이러한 프로세스의 신경 기판이 통합에 따라 어떻게 변하는지 평가하기 위해 두 번째 스캔을 위해 일주일 후에 다시 가져올 것입니다.
행동: 연관 추론
참가자는 연관 추론 패러다임에 참여합니다. 기억은 행동적으로 평가되고 신경 표현은 기능적 자기 공명 영상을 사용하여 평가됩니다.
실험적: 범주 학습의 학습 및 통합
제안된 기능적 자기 공명 영상 연구는 새로운 범주의 물체를 학습하는 인간의 능력에 기여하는 신경 표현을 평가합니다. 모든 참가자는 동일한 절차를 거칩니다. 참가자들은 각각 여러 색상의 부품이 있는 새로운 물체에 대해 배웁니다. 일부 부품은 개별 개체에 고유하고 다른 부품은 범주의 구성원 간에 공유됩니다. 연구자들은 뇌의 다른 영역이 이러한 다양한 종류의 부분을 학습하고 기억하는 데 어떻게 기여하는지, 그리고 결과 표현이 범주 이해를 어떻게 지원하는지 평가할 것입니다. 참가자는 이러한 프로세스의 신경 기판이 통합에 따라 어떻게 변하는지 평가하기 위해 두 번째 스캔을 위해 일주일 후에 다시 가져올 것입니다.
행동: 카테고리 학습
참가자는 카테고리 학습 패러다임에 참여하게 됩니다. 기억력은 행동적으로 평가되고(Arm 2 및 3), 신경 표현은 기능적 자기 공명 영상(Arm 2)을 사용하여 평가됩니다.
실험적: 실시간 EEG를 사용하여 수면 중 재생 조작
제안된 뇌파 검사(EEG) 연구에서 모든 참가자는 동일한 절차를 거치게 됩니다. 참가자는 새로운 물체의 세 가지 범주와 관련된 시각적 특징과 이름을 배웁니다. 이러한 물체와 물체의 부분에 대한 참가자의 기억력은 낮잠 전후에 테스트됩니다. 조사관은 실시간으로 낮잠 동안 뇌 활동을 모니터링하고 최적의 순간에 조용히 개체의 음성 이름을 재생하여 특정 개체를 특정 순서로 재활성화하도록 장려합니다. 조사관은 이 조작이 이러한 개체의 메모리에 어떤 영향을 미치는지 평가할 것입니다.
행동: 카테고리 학습
참가자는 카테고리 학습 패러다임에 참여하게 됩니다. 기억력은 행동적으로 평가되고(Arm 2 및 3), 신경 표현은 기능적 자기 공명 영상(Arm 2)을 사용하여 평가됩니다.
행동: 잠
참가자는 뇌파 데이터가 수집되는 동안 범주 학습 패러다임에 참여한 후 잠을 자게 되며, 수면 후 기억력은 행동적으로 평가됩니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
다변량 표현의 변화
기간: 첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
학습 과정과 1주일 지연에 걸쳐 관련 개체와 관련된 MRI BOLD 패턴 간의 공간적 상관 관계의 변화.
첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
뇌 행동 상관 관계
기간: 첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
물체에 대한 판단 중 뇌의 BOLD 신호와 참가자 행동 간의 상관 관계.
첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
뇌 영역에 걸친 활동 간의 상관관계
기간: 첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
시험 유형 및 지연의 함수로서 뇌의 여러 영역에 걸친 BOLD 활동 간의 관계.
첫 번째 세션 내(2-3시간에 걸쳐) 및 두 번째 세션에서 약 1주일 지연(1-2시간에 걸쳐)
메모리 정확도
기간: 단일 스터디 세션 내(4~5시간 소요)
수면 중 물체 신호의 다양한 조건에 따른 낮잠 전후의 일반화 능력의 변화.
단일 스터디 세션 내(4~5시간 소요)

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

University of Pennsylvania

협력자

National Institute of Mental Health (NIMH)

수사관

  • 수석 연구원: Anna C Schapiro, PhD, University of Pennsylvania

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

일반 간행물

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)

2023년 6월 5일

기본 완료 (추정된)

2028년 3월 1일

연구 완료 (추정된)

2028년 3월 1일

연구 등록 날짜

최초 제출

2023년 5월 10일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2023년 6월 12일

처음 게시됨 (실제)

2023년 6월 20일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2025년 8월 1일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2025년 7월 29일

마지막으로 확인됨

2025년 7월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

키워드

기타 연구 ID 번호

  • 833228B
  • R01MH129436 (미국 NIH 보조금/계약)

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기초가 되는 모든 IPD는 출판물이 됩니다.

IPD 공유 기간

IPD는 연구 출판 시점에 이용 가능합니다.

IPD 공유 액세스 기준

IPD는 제한 없이 공개적으로 사용할 수 있습니다.

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

이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .

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