睡眠依赖记忆巩固的自主机制 (MemS)
研究概览
详细说明
睡眠不佳与认知健康显着下降有关。 最近,睡眠障碍已成为神经退行性疾病发生和发展的显着预测和恶化因素。 数十年的研究表明,睡眠在记忆巩固(即将最近的经历转化为稳定的长期记忆)中起着至关重要的作用,而记忆的衰退在痴呆症的早期阶段至关重要。 该文献表明,睡眠是一段减少外部干扰的时期,为记忆巩固提供了最佳窗口,并且睡眠期间出现的电生理特征与巩固过程密切相关。 大多数文献都集中在中枢神经系统和脑电图 (EEG) 等技术上,以解开记忆处理中涉及的神经相关因素。 然而,这项工作的影响很少转化为实际治疗,最近的文献评论质疑这些睡眠 - 记忆关联。 这种不明确表明,可能还有其他因素对我们理解依赖睡眠的记忆巩固至关重要,但尚未得到应有的考虑。 该提议表明,睡眠期间的自主神经系统 (ANS) 可能反映了一种重要的但尚未充分研究的连接睡眠和记忆的途径。
大量研究支持 ANS 在记忆形成中的作用。 啮齿动物研究发现,通过迷走神经直接改变周围活动,在学习获得后,记忆中新信息的存储会增加或减少。 迷走神经负责通过投射到脑干来传达有关外周兴奋和觉醒的信息,然后脑干投射到与记忆相关的区域,包括杏仁核复合体、海马体和前额叶皮层。 事实上,在人类身上,研究人员已经证明,通过手术植入物直接刺激迷走神经可以增强癫痫患者和阿尔茨海默病患者的陈述性记忆。 最近,在健康老年人的样本中,清醒期间的非侵入性(经皮)迷走神经刺激增强了对面名联想的记忆。 重要的是,之前的研究已经证明副交感神经/迷走神经活动在睡眠期间占主导地位,特别是在慢波睡眠期间,这因其在陈述性记忆巩固中的因果作用而受到了关键关注。 更重要的是,PI 的工作表明,睡眠对迷走神经活动具有调节作用,并且睡眠期间迷走神经介导的活动可以预测睡眠后记忆的改善。 然而,很少有调查研究睡眠期间迷走神经活动对记忆结果的因果影响,这是本申请的中心目标。
在这个项目中,研究人员将利用受试者内、假对照、平衡设计来确定主动(左耳内部)与假(左耳垂)经皮迷走神经刺激 (tVNS) 对:1) 睡眠的影响体系结构,2) 睡眠期间的自主活动,以及 3) 睡眠后的记忆性能。 为此,研究人员将利用白天小睡方案,这是一种用于评估睡眠对认知作用的常用方法工具。 午睡方法允许对认知进行严格的昼夜节律控制,并提供检查 tVNS 对包括 NREM 和 REM 阶段在内的整个睡眠周期的影响。 研究人员将使用单词对关联任务评估主动和假刺激条件下午睡前后的陈述性记忆表现。 自主生理学,包括心电图和阻抗心电图,将在单词对任务之前的基线处收集,并在睡眠期间连续收集以检查迷走神经张力(即 心率变异性)和交感神经激活(即 射血前期)响应主动和假刺激条件。 还将在午睡期间收集多导睡眠图以检查睡眠结构。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
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California
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San Francisco、California、美国、94143
- Langley Porter Psychiatric Institute
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
描述
纳入标准:
- 年龄在 18-64 岁之间的健康成人志愿者。
- 英语会话
- 自我报告的午睡
排除标准:
- 64岁以上
- 在研究前 5 天和研究期间,不遵守每晚至少 7 小时的睡眠/唤醒时间表。
- 体重指数35或以上
- 存在任何临床睡眠障碍,包括失眠和阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA)
- 存在可能影响睡眠/觉醒功能或心血管功能的医学或精神疾病,包括医生诊断的心律失常、心动过缓、高血压、充血性心力衰竭、重度抑郁症、双相情感障碍、创伤后应激障碍。
- 使用可能影响睡眠/觉醒功能或心血管功能的药物,包括抗抑郁药、抗焦虑药或安眠药以及 β 受体阻滞剂。
- 怀孕
- 癫痫
- 头部外伤
- 酗酒
- 偏头痛
- 体内的金属碎片(可能会混淆 tVNS 传输)
- 药物滥用史
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 屏蔽:双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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假比较器:假
对于虚假条件,电极将连接到尚未显示与迷走神经接合的耳朵位置。
刺激频率、强度和持续时间将与为活动 tVNS 条件(8Hz 频率、5.0 mA 电流和 200 ms 脉冲宽度)提供的相同参数对齐。
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与假刺激条件下的左耳垂相比,经皮刺激器接触左内耳的 cymba 耳甲。
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实验性的:积极的
对于活动状态,电极将连接到耳朵上先前被证明可以刺激迷走神经的位置。
刺激频率、强度和持续时间将与为假条件提供的相同参数(8Hz 频率、5.0 mA 电流和 200 ms 脉冲宽度)对齐。
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与假刺激条件下的左耳垂相比,经皮刺激器接触左内耳的 cymba 耳甲。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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Delayed Memory Percent Accuracy
大体时间:measured on day 6 and on day 12
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In this task, subjects will be visually presented with 40 word pairs (e.g. table-hot) on a computer screen. During encoding, each word pair will be presented 3x for 4000ms. At test, participants are presented with one of the word pairs and prompted to type, using the keyboard, the previously matched word. Performance will be calculated as percent accuracy at each retrieval test (# of items correct / 20). |
measured on day 6 and on day 12
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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Minutes in Slow Wave Sleep
大体时间:measured on day 6 and on day 12
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Sleep staging was performed in 30-second epochs on the recorded polysomnography.
Total time spent in each sleep stage was computed across the entire 90-minute nap opportunity.
Slow wave sleep stages were aggregated and the total minutes spent in that sleep stage are reported.
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measured on day 6 and on day 12
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Delta EEG Power
大体时间:measured on day 6 and on day 12
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Absolute band power (µV²) was calculated in the delta frequency band (0.5-3.5 Hz) within Stage N2 and N3 of NREM sleep.
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measured on day 6 and on day 12
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High Frequency Heart Rate Variability
大体时间:measured on day 6 and on day 12
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Consecutive, artifact-free periods of uninterrupted sleep were chosen during the nap to study RR, HR, and frequency-domain HRV measurements throughout each sleep stage.
Each window lasted for three minutes, and there were no stage shifts or movement artifacts during the 2 minutes that preceded the window or the full three minutes of the window.
The absolute spectral power (ms2) in the HF-HRV (0.15-0.40 Hz; ms2) frequency bands is reported.
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measured on day 6 and on day 12
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Sympathetic Activity
大体时间:measured on day 6 and on day 12
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The pre-ejection period was calculated as the time delay in the heart between ventricular electrical activity and the pumping of blood.
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measured on day 6 and on day 12
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Lauren N Whitehurst, PhD、University of California, San Francisco
出版物和有用的链接
一般刊物
- Diekelmann S, Born J. The memory function of sleep. Nat Rev Neurosci. 2010 Feb;11(2):114-26. doi: 10.1038/nrn2762. Epub 2010 Jan 4.
- Clark KB, Naritoku DK, Smith DC, Browning RA, Jensen RA. Enhanced recognition memory following vagus nerve stimulation in human subjects. Nat Neurosci. 1999 Jan;2(1):94-8. doi: 10.1038/4600.
- Kreuzer PM, Landgrebe M, Husser O, Resch M, Schecklmann M, Geisreiter F, Poeppl TB, Prasser SJ, Hajak G, Langguth B. Transcutaneous vagus nerve stimulation: retrospective assessment of cardiac safety in a pilot study. Front Psychiatry. 2012 Aug 7;3:70. doi: 10.3389/fpsyt.2012.00070. eCollection 2012.
- Clancy JA, Mary DA, Witte KK, Greenwood JP, Deuchars SA, Deuchars J. Non-invasive vagus nerve stimulation in healthy humans reduces sympathetic nerve activity. Brain Stimul. 2014 Nov-Dec;7(6):871-7. doi: 10.1016/j.brs.2014.07.031. Epub 2014 Jul 16.
- Whitehurst LN, Cellini N, McDevitt EA, Duggan KA, Mednick SC. Autonomic activity during sleep predicts memory consolidation in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jun 28;113(26):7272-7. doi: 10.1073/pnas.1518202113. Epub 2016 Jun 13.
- Whitehurst LN, Naji M, Mednick SC. Comparing the cardiac autonomic activity profile of daytime naps and nighttime sleep. Neurobiol Sleep Circadian Rhythms. 2018 Mar 15;5:52-57. doi: 10.1016/j.nbscr.2018.03.001. eCollection 2018 Jun.
- Ghacibeh GA, Shenker JI, Shenal B, Uthman BM, Heilman KM. The influence of vagus nerve stimulation on memory. Cogn Behav Neurol. 2006 Sep;19(3):119-22. doi: 10.1097/01.wnn.0000213908.34278.7d.
- Cellini N, Whitehurst LN, McDevitt EA, Mednick SC. Heart rate variability during daytime naps in healthy adults: Autonomic profile and short-term reliability. Psychophysiology. 2016 Apr;53(4):473-81. doi: 10.1111/psyp.12595. Epub 2015 Dec 16.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
与本研究相关的术语
其他研究编号
- Memory+Stimulation
- A127552 (其他赠款/资助编号:National Center for Advancing Translational Science)
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)?
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
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