De effecten van directe contextreactivering tijdens slaap op het geheugen

Elke deelnemer wordt op één middag gerund, inclusief een dutje van 90 minuten. Voor het dutje doorlopen de deelnemers trainings- en testsessies - en daarna nemen ze deel aan de laatste geheugentests. Neurale activiteit wordt gedurende de hele taak continu gecontroleerd en geregistreerd met behulp van elektrofysiologische apparatuur.

Dit is een binnen-onderwerpen onderzoek. De belangrijkste manipulatie is de onopvallende presentatie van geluiden tijdens de slaap, een techniek die gerichte geheugenreactivatie (TMR) wordt genoemd. Alle deelnemers zullen deze geluiden horen, maar de specifieke geluiden die iedereen zal horen, zullen verschillen. De resultaten worden dan binnen de deelnemer vergeleken, niet tussen verschillende groepen of individuen. Geschikte statistische methoden voor dergelijke analyses omvatten gepaarde t-test en variantieanalyse met herhaalde metingen. De keuze welke geluiden aan elke deelnemer worden gepresenteerd, wordt gemaakt op basis van hun prestaties in de pre-slaaptest. Dit zal worden gedaan in een poging om pre-slaapscores in evenwicht te brengen tussen gepresenteerde en niet-gepresenteerde stimuli om statistische ruis te verwijderen. Zowel de deelnemer als de experimentator zijn blind voor welke geluiden worden gepresenteerd en de selectie wordt automatisch door de computer gemaakt. Deze techniek is op grote schaal gebruikt en heeft geen bekende risico's.

Er zijn twee belangrijke redenen waarom het gebruik van een binnen-proefpersoonontwerp de vereiste steekproefomvang verkleint. Ten eerste vereist het ontbreken van een onafhankelijke variabele tussen proefpersonen intuïtief minder deelnemers. Ten tweede wordt het niveau van statistische ruis als gevolg van individuele verschillen verminderd (d.w.z. omdat elke deelnemer wordt vergeleken met zijn eigen scores). Eerdere TMR-onderzoeken, die significante cuing-effecten hebben gevonden, gebruikten gewoonlijk 20-25 deelnemers. Ik ben van plan om ten minste 30 deelnemers in dit onderzoek op te nemen, na het weglaten van deelnemers die de taak niet konden voltooien en degenen die tijdens de slaap niet voldoende werden gecued. Het hebben van 30 deelnemers maakt het gebruik van krachtigere statistische methoden mogelijk (in overeenstemming met de algemene vuistregel die is afgeleid van de centrale limietstelling, die stelt dat middelen op basis van steekproefomvang van meer dan 30 deelnemers kunnen worden verondersteld een normale verdeling te volgen) . Ik verwacht dat het contextgerelateerde TMR-effect (zie samenvatting) kleiner zal zijn in vergelijking met de algemene effectgrootte die wordt waargenomen in TMR-onderzoeken naar ruimtelijk leren (Hedge's g = 0,39 op basis van een recente meta-analyse). Daarom heb ik een grotere steekproef genomen. Het is belangrijk op te merken dat zelfs als dit voordeel van kleinere omvang zal zijn, zoals ik verwacht, het nog steeds een indicatie zal zijn van het onderliggende neurocognitieve proces en daarom uiterst waardevol voor ons mechanistische begrip van de rol van context in slaap. Gestreefd naar een steekproefomvang van ten minste 30 deelnemers en uitgaande van een omissiepercentage van 80%, ben ik van plan om in totaal 38 deelnemers te hebben.

Hier is een korte samenvatting van de procedure:

Stimuli: 16 afbeeldingen van ruimtelijke scènes (bijvoorbeeld een strand) zullen elk willekeurig worden geassocieerd met een geluid en met vier kleinere afbeeldingen van objecten of dieren. De helft van de scènes wordt willekeurig toegewezen aan de context-reactivatie (CR) voorwaarde en de andere helft aan de item-reactivatie (IR) voorwaarde (zie hieronder). De 64 afbeeldingen hebben elk een unieke 2D-positie op een cirkelvormig raster dat op het scherm wordt gepresenteerd.

Training: Deelnemers leren eerst elke scène te associëren met het gepaarde geluid tot aan het criterium. Vervolgens leren ze de scène te associëren met de vier afbeeldingen tot aan het criterium. Het laatste deel van de training omvat twee soorten leerblokken die worden afgewisseld. Tijdens de ruimtelijke trainingsblokken moeten deelnemers in elke proef een enkele afbeelding op de juiste locatie plaatsen. Ze krijgen dan feedback om te verbeteren. De scène die bij de afbeelding hoort, wordt gepresenteerd terwijl ze leren, maar cruciaal is dat het geluid nooit wordt gepresenteerd voor de CR-conditiescènes. Voor de IR-scènes wordt het geluid gepresenteerd tijdens het leren van twee van de items, maar nooit voor de andere twee.

Een alternatief ontwerp zou de gecuede items in de CR-conditie helemaal van de scènes hebben gescheiden; de items hadden kunnen worden geassocieerd met nieuwe geluiden (d.w.z. die niet waren verbonden met de scène) en niet samen met hun scène werden gepresenteerd. Het gebruik van een dergelijk ontwerp zou echter een verstorende factor hebben geïntroduceerd. Het nieuwe geluid is mogelijk nog steeds, in onbekende mate, niet alleen geassocieerd met het item, maar ook met de context waartoe het behoort. De mate waarin dit nieuwe geluid zou worden geassocieerd met de context zou daarom ongecontroleerd blijven en kan variëren tussen deelnemers en scènes. Geluiden die worden gebruikt voor items in de IR-conditie worden altijd extra geassocieerd met de scène. Door de geluiden altijd te laten associëren met zowel context als - in de IR-conditie - ook met items, verminder ik interpretatieproblemen aanzienlijk.

Tijdens de geluidsscènes-blokken, die helemaal geen ruimtelijke component of de kleinere afbeeldingen bevatten, worden de scènes alleen met de geluiden gepresenteerd voor de CR-conditiescènes (d.w.z. om het aantal geluidspresentaties tussen de condities in evenwicht te brengen). Deze blokken worden op een verweven manier herhaald totdat elke deelnemer het vooraf ingestelde leercriterium voor de ruimtelijke taak bereikt.

Pre-slaaptest: Na de training worden deelnemers getest op hun ruimtelijk geheugen voor alle items zonder blootstelling aan geluiden of scènes.

Slaap: Tijdens de NREM-slaap (non-rapid eye movement) worden de geluiden die horen bij de helft van de CR-conditiescènes en de helft van de IR-conditiescènes onopvallend weergegeven. De keuze van welke geluiden worden gepresenteerd, wordt gemaakt op een manier die de resultaten vóór het slapengaan in evenwicht brengt en daardoor het contrast tussen slaapgerelateerde effecten voor gecuede en niet-gecuede beelden verbetert.

Post-slaaptest: ten minste 10 minuten na het einde van het dutje ondergaan de deelnemers een test die identiek is aan de pre-slaaptest. Onmiddellijk daarna worden ze getest op de scène-item- en scène-geluidsassociaties met behulp van zowel een gratis terugroep- als een herkenningstest. Deelnemers worden dan bedankt, debriefed, betaald en ontslagen.