Autonome mechanismen van slaapafhankelijke geheugenconsolidatie (MemS)

Slecht slapen wordt in verband gebracht met een aanzienlijke achteruitgang van de cognitieve gezondheid. Onlangs zijn slaapstoornissen naar voren gekomen als opmerkelijke voorspellende en verergerende factoren bij het ontstaan ​​en de ontwikkeling van neurodegeneratieve ziekten. Tientallen jaren van onderzoek hebben aangetoond dat slaap een cruciale rol speelt bij geheugenconsolidatie (d.w.z. de transformatie van recente ervaringen in stabiele langetermijnherinneringen), waarvan de achteruitgang cruciaal is in de vroege stadia van dementie. Deze literatuur geeft aan dat slaap, een periode van verminderde externe interferentie, een optimaal venster biedt voor geheugenconsolidatie en dat elektrofysiologische kenmerken die tijdens de slaap naar voren komen integraal betrokken zijn bij het consolidatieproces. De meeste van deze literatuur is gericht op het centrale zenuwstelsel en technologieën zoals elektro-encefalografie (EEG) om neurale correlaten die betrokken zijn bij geheugenverwerking uit te pakken. Weinig impact van dit werk heeft zich echter vertaald in praktische behandelingen en recente beoordelingen van de literatuur stellen deze slaap-geheugenassociaties in vraag. Dit gebrek aan duidelijkheid suggereert dat er mogelijk andere factoren zijn die van cruciaal belang zijn voor ons begrip van slaapafhankelijke geheugenconsolidatie waaraan niet voldoende aandacht is besteed. Dit voorstel suggereert dat het autonome zenuwstelsel (ANS) tijdens de slaap een kritieke, hoewel onderbelichte verbindingsweg tussen slaap en geheugen kan weerspiegelen.

Een uitgebreide hoeveelheid onderzoek heeft de rol van de ANS voor geheugenvorming ondersteund. Knaagdierstudies hebben aangetoond dat de opslag van nieuwe informatie in het geheugen ofwel wordt verrijkt of verslechterd na leerverwerving door perifere activiteit direct te wijzigen via de nervus vagus. De nervus vagus is verantwoordelijk voor het communiceren van informatie over perifere excitatie en opwinding via projecties naar de hersenstam, die vervolgens projecteert naar geheugengerelateerde gebieden, waaronder het amygdala-complex, de hippocampus en de prefrontale cortex. Bij mensen hebben onderzoekers inderdaad aangetoond dat directe stimulatie van de nervus vagus, via chirurgische implantaten, het declaratieve geheugen kan verbeteren bij epileptische patiënten en bij patiënten met de ziekte van Alzheimer. Onlangs, in een steekproef van gezonde oudere volwassenen, versterkte niet-invasieve (transcutane) vagale zenuwstimulatie tijdens het ontwaken het geheugen voor gezichts-naamassociaties. Belangrijk is dat eerder onderzoek de overheersing van parasympathische / vagale activiteit tijdens de slaap heeft aangetoond, met name tijdens slow wave-slaap, die kritische aandacht heeft gekregen vanwege zijn oorzakelijke rol bij de consolidatie van het declaratieve geheugen. Meer nog, het werk van de PI heeft aangetoond dat slaap een regulerende invloed heeft op vagale activiteit en dat vagaal gemedieerde activiteit tijdens de slaap geheugenverbetering na het slapen kan voorspellen. Toch hebben weinig onderzoeken de oorzakelijke invloed van vagale activiteit tijdens de slaap op geheugenuitkomsten onderzocht, wat het centrale doel van deze toepassing is.

In dit project zullen de onderzoekers een binnen-proefpersoon, schijngecontroleerd, tegenwicht ontwerp gebruiken om de impact te bepalen van actieve (binnenkant van het linkeroor) vs. schijnvertoning (linkeroorlel) transcutane vagale zenuwstimulatie (tVNS) op: 1) slaap architectuur, 2) autonome activiteit tijdens de slaap en 3) geheugenprestaties na de slaap. Daartoe zullen de onderzoekers een protocol voor een dutje overdag gebruiken, een algemeen methodologisch hulpmiddel dat wordt gebruikt om de rol van slaap voor cognitie te beoordelen. Een dutje-benadering zorgt voor een strikte circadiane controle van cognitie en voorziet in een onderzoek van de invloed van TVNS op een volledige slaapcyclus die zowel NREM- als REM-stadia omvat. De onderzoekers zullen de declaratieve geheugenprestaties beoordelen, met behulp van een taak met woordparen, voor en na de dutje-periode voor zowel de actieve als de schijnstimulatiecondities. Autonome fysiologie, inclusief elektrocardiografie en impedantiecardiografie, zal worden verzameld bij baseline vóór de woordparentaak en continu tijdens de slaap om de vagale tonus te onderzoeken (d.w.z. hartslagvariabiliteit) en sympathische activatie (d.w.z. pre-ejectieperiode) als reactie op zowel de actieve als de schijnstimulatiecondities. Tijdens het dutje zal ook polysomnografie worden verzameld om de slaaparchitectuur te onderzoeken.