La estimulación prefrontal transcraneal de corriente directa mejora globalmente el aprendizaje, pero no potencia selectivamente los beneficios de la reactivación de la memoria dirigida a la consolidación de la memoria despierto, parte 1

Abstracto:

La reactivación de la memoria dirigida (TMR) y la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) pueden mejorar la consolidación de la memoria. Actualmente se desconoce si la TMR reforzada con DCS simultánea tiene una eficacia superior.

Con el continuo avance de la tecnología, la investigación sobre la memoria se ha vuelto cada vez más profunda. Entre estos estudios, la reactivación de la memoria dirigida se ha convertido en un tema de gran interés.

La reactivación de la memoria dirigida se refiere a guiar al cerebro para que reactive un determinado recuerdo dentro de un determinado intervalo de tiempo a través de métodos específicos, mejorando así la memoria. El principio de este método es que la memoria humana se fortalece y consolida gradualmente después de experimentar múltiples recuperaciones y reactivaciones. A través de la reactivación específica de la memoria, el cerebro la procesará nuevamente como si volviera a aprender la información, fortaleciendo así la memoria.

La reactivación de la memoria dirigida tiene una amplia gama de aplicaciones, incluida la mejora del aprendizaje y el tratamiento de los trastornos de la memoria. Muchos estudios han demostrado que, para los estudiantes, la reactivación específica de la memoria puede ayudarlos eficazmente a recordar los materiales del curso y promover su progreso en el aprendizaje. Al mismo tiempo, en el caso de las personas mayores, la reactivación específica de la memoria también puede ayudar en el tratamiento del deterioro cognitivo leve y mejorar su memoria y calidad de vida.

Sin embargo, cabe señalar que la reactivación selectiva de la memoria no es una panacea. No ayuda mucho con los recuerdos que se han olvidado durante mucho tiempo y no puede reemplazar por completo los métodos normales de aprendizaje y memoria. Además, la reactivación de la memoria dirigida es sólo una dirección de la investigación actual, y debemos continuar realizando investigaciones más profundas para comprender mejor su aplicación.

En general, la reactivación de la memoria dirigida es un método prometedor para mejorar la memoria que nos proporciona una solución factible para mejorar la memoria y el aprendizaje. Cuando encontramos dificultades en el aprendizaje, podemos probar activamente algunos métodos científicos para ayudarnos a aprender y recordar mejor. Creo que mientras estemos dispuestos a intentar aprender, ¡podemos volvernos más inteligentes y mejores! Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente la memoria porque Cistanche deserticola es un material medicinal tradicional chino que tiene muchos efectos únicos, uno de los cuales es mejorar la memoria. La eficacia de Cistanche deserticola proviene de los múltiples ingredientes activos que contiene, incluidos ácido tánico, polisacáridos, glucósidos flavonoides, etc. Estos ingredientes pueden promover la salud del cerebro a través de una variedad de vías.

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En este estudio, investigamos el efecto complementario de TMR y tDCS bilateral en la consolidación de recuerdos declarativos emocionalmente neutrales y negativos. Los participantes aprendieron pares de palabras neutrales y negativas. A cada par de palabras se le presentó un sonido emocionalmente compatible.

Después del aprendizaje, los participantes pasaron un intervalo de retención de 20 minutos despiertos bajo cuatro condiciones posibles: (1) TMR sola (es decir, una repetición del 50% de los sonidos asociados), (2) TMR combinada con estimulación anódica del DLPFC izquierdo, (3) TMR combinada con estimulación anódica del DLPFC derecho y (4) TMR con tDCS simulada. Los resultados evidenciaron una mejora selectiva de la memoria para los estímulos repetidos en las condiciones solo TMR y TMR simulada, lo que confirma un efecto específico de TMR en la memoria.

Sin embargo, la memoria mejoró en niveles más altos para todos los elementos aprendidos (independientemente de TMR) en las condiciones tDCS TMR-anodal derecho y TMR-anodal izquierdo, lo que sugiere que los efectos beneficiosos de tDCS eclipsan los efectos específicos de TMR. Los recuerdos emocionalmente negativos no fueron modulados por la polaridad hemisférica de tDCS.

Concluimos que la estimulación eléctrica del DLPFC durante el período posterior al aprendizaje beneficia globalmente la consolidación de la memoria, pero no potencia los beneficios específicos de la TMR.

Palabras clave: memoria; emoción; reactivación de memoria dirigida; estimulación transcraneal con corriente continua.

1. Introducción

La consolidación de la memoria es el proceso mediante el cual rastros de memoria novedosos y frágiles se transforman progresivamente en representaciones más robustas [1]. La consolidación posiblemente esté respaldada por la repetición fuera de línea (es decir, después de la práctica real en la fase de aprendizaje) de la actividad neuronal que sustenta los procesos de aprendizaje [2]. En apoyo de esta hipótesis, los estudios en animales y humanos evidenciaron el restablecimiento de la actividad cerebral relacionada con el aprendizaje durante los períodos posteriores al entrenamiento fuera de línea, tanto cuando está despierto [3-6] como durante el sueño [7-12].

Varios estudios han informado que la memoria declarativa se consolida mejor después del sueño que la vigilia, que se asocia principalmente con la activación de la actividad cerebral relacionada con el aprendizaje durante el sueño de ondas lentas (SWS; para revisiones, ver, por ejemplo, [13-16]); aprender a estar despierto también puede beneficiar la consolidación de la memoria (p. ej., [4–6,17–21]).

Por ejemplo, se encontró que la memoria para historias es superior después de pasar 10 minutos en un estado de reposo despierto (es decir, el participante no participa activamente en ninguna tarea) que después de un período equivalente en vigilia activa (p. ej., jugar un juego no relacionado) [ 18].

Hasta cierto punto, los mecanismos oscilatorios neuronales implicados en la formación de la memoria durante la vigilia podrían compartir similitudes con el sueño [22]. En consecuencia, Tambini y sus colegas [20] descubrieron que una mayor coordinación hipocámpica-cortical durante el descanso despierto después del aprendizaje predice el rendimiento de la memoria.

Además, el aumento de la actividad oscilatoria lenta (1 Hz) y la actividad alfa reducida (8-12 Hz) durante los períodos de descanso tranquilo y despierto se asociaron con una mejora de la memoria para las historias aprendidas, lo que sugiere que las oscilaciones lentas mientras se está despierto podrían promover el diálogo entre el hipocampo y las regiones corticales [23]. , le gustaba durante el sueño [2].

Por lo tanto, la vigilia en reposo post-entrenamiento podría mejorar el rendimiento de la memoria no solo al reducir las interferencias en curso sino también al proporcionar un entorno neuronal que favorece las interacciones entre las áreas subcorticales del hipocampo y las regiones corticales que subyacen a la consolidación de la memoria, incluidas las áreas prefrontales [5].

La reactivación de la memoria dirigida (TMR), es decir, la presentación de señales relacionadas con el aprendizaje durante los períodos posteriores al aprendizaje fuera de línea, puede mejorar adicionalmente la consolidación de la memoria (para revisiones, ver, por ejemplo, [16,24]). Por ejemplo, se descubrió que la TMR durante la vigilia post-entrenamiento rescata recuerdos específicos del olvido [25,26], aunque esto no siempre se replicó (ver, por ejemplo, [27,28] para una falta de efecto en el aprendizaje de vocabulario).

También se encontró que la TMR es perjudicial para poner los recuerdos en un estado lábil y aumentar la sensibilidad a las interferencias [29], y en algunos casos fue más [26] o únicamente [30,31] beneficiosa durante el sueño (para una revisión, ver, por ejemplo, [32]). Otra técnica prometedora para promover los procesos de aprendizaje y consolidación de la memoria es la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS), que modula la excitabilidad cortical [33-36].

La estimulación excitatoria anódica de la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (DLPFC) durante la codificación mejora la memoria declarativa [37,38], mientras que la estimulación inhibidora catódica ejerce un efecto perjudicial [38,39].

De manera similar, la estimulación catódica del DLPFC izquierdo perjudica el rendimiento del reconocimiento, mientras que tiende a mejorar con la estimulación anódica. También se encontró que la DCS transcraneal es efectiva en la memoria asociativa, ya sea usando una sola sesión de tDCS anódica de 20 minutos [40,41] o frecuencia theta. anodaltDCS oscilatorio modulado [42] sobre la corteza parietal posterior izquierda antes del aprendizaje.

Además de los efectos previos al aprendizaje, la tDCS durante la codificación real también es beneficiosa para la memoria. Por ejemplo, se demostró que la tDCS anódica sobre la corteza prefrontal izquierda durante el aprendizaje mejora la memoria episódica en adultos mayores [43]. De manera similar, Leach et al. [44] evidenciaron un beneficio de la estimulación anódica de la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (DLPFC) utilizando una tarea de memoria asociativa de nombres de rostros, pero solo en adultos jóvenes.

Además, la tDCS también puede beneficiar los mecanismos de consolidación fuera de línea. De hecho, aunque 20 minutos de estimulación anódica sobre la corteza temporoparietal no modificaron la tasa de aprendizaje de la ubicación de los objetos en participantes de edad avanzada, mejoraron el rendimiento de recuerdo libre retardado medido una semana después [45].

De manera similar, se demostró que la estimulación anódica sobre la corteza premotora durante el sueño con movimientos oculares rápidos [46] o mientras está despierto después del aprendizaje [47] beneficia la consolidación de una secuencia motora. Además, tDCS sobre el DLPFC izquierdo después de la codificación es beneficioso para la memoria episódica verbal en adultos mayores [43].

En conjunto, estos estudios sugieren que la tDCS puede mejorar la formación y consolidación de la memoria episódica. Hay que tener en cuenta que un metaanálisis reciente indica que los efectos de la tDCS sobre la memoria episódica están moderados por parámetros de estimulación; más específicamente, la duración de la estimulación y la elección de la tarea de memoria moderan los efectos tDC anódicos [48].

Los recuerdos emocionales y excitantes suelen recordarse mejor que los recuerdos sin ninguna carga afectiva (para una revisión, ver [49]). Se ha propuesto una potencial lateralización hemisférica en el procesamiento de las emociones. Según la hipótesis del hemisferio derecho, el hemisferio derecho estaría involucrado en el procesamiento general de las emociones [50].

Por el contrario, la hipótesis específica de valencia postula que el hemisferio izquierdo es dominante para las emociones positivas y el hemisferio derecho para las negativas [51,52]. Hasta donde sabemos, actualmente se desconoce si la TMR se refuerza con tDCS simultáneas durante el período fuera de línea. El período de vigilia tiene una eficacia superior para la consolidación de recuerdos declarativos verbales.

En el presente estudio, probamos esta hipótesis utilizando TMR sola o en combinación con tDCS sobre la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) después del aprendizaje de pares de palabras. Además, investigamos el efecto de la lateralización tDCS en la consolidación de pares de palabras emocionalmente neutrales y negativas, considerando la potencial lateralización hemisférica en el procesamiento de emociones [51,53].

Con base en el hemisferio derecho y las hipótesis específicas de valencia, esperábamos que la combinación de estimulación anódica excitadora sobre la DLPFC derecha y estimulación catódica inhibidora sobre la DLPFC izquierda beneficiara la consolidación de recuerdos negativos más que la tDCS con polaridad invertida (ánoda izquierda/cátodo derecha). En el presente estudio, participantes jóvenes sanos aprendieron una lista de pares de palabras neutrales y negativas.

Cada par de palabras se asoció con un sonido emocionalmente compatible durante el aprendizaje. Luego, los participantes pasaron 20 minutos despiertos en un ambiente tranquilo en una de las cuatro condiciones de estimulación posibles, es decir, solo TMR (la mitad de los sonidos asociados con los pares de palabras para recordar se repitieron durante el intervalo de consolidación de 20 minutos), TMR-tDCS anodal izquierdo (TMR más anódico). estimulación en DLPFC izquierdo y estimulación catódica en DLPFC derecho), TMR-tDCS anódico derecho (idéntico con polaridad invertida) o TMR-tDCS simulado (TMR más tDCS durante 15 s solo al comienzo del período de 20 minutos).

Predijimos un mejor rendimiento de la memoria para los pares de palabras con claves que para los pares de palabras sin claves, y que este efecto se vería potenciado por la tDCS. Además, esperábamos una modulación específica de los recuerdos negativos en la condición tDCS derecha anódica TMR.

2. Materiales y métodos

2.1. Participantes

Setenta y dos participantes sanos dieron su consentimiento informado por escrito para participar en este estudio aprobado por el Comité de Ética de la Facultad de la Universidad Libre de Bruselas (ULB). Tres de ellos fueron excluidos por no participar en la totalidad del experimento.

Los sesenta y nueve participantes restantes eran hablantes nativos de francés, diestros y no tomaban medicamentos que se sabe que influyen en la calidad del sueño y/o el estado de ánimo. Refirieron no padecer ni haber padecido trastornos neurológicos o psiquiátricos.

Los participantes fueron asignados aleatoriamente a una de cuatro condiciones posibles (consulte las explicaciones a continuación): solo TMR (n=16; hombres 43,8%), TMR-ánodal izquierdo tDCS (n=16; hombres 37,5%), TMR-anodal condición righttDCS (n=17; hombres 35,3%), o condición tDCS simulada de TMR (n=20; hombres 45%).

El análisis de potencia a priori (G*Power 3, [54]) indicó que para un tamaño de efecto medio de señal promedio=0.50 (basado en efectos TMR pequeños a moderados informados, por ejemplo, [16]) , se necesitan al menos 16 sujetos por grupo (condición) en el contexto de un ANOVA de diseño mixto con cuatro medidas repetidas (palabras (con claves versus sin claves) × palabras (neutrales versus negativas)) y cuatro condiciones diferentes entre sujetos (solo TMR). , TMR-tDCS anódico izquierdo, TMR-tDCS anódico derecho, TMR-tDCS simulado), considerando una potencia de 0,95.

El examen previo al estudio evidenció puntuaciones de alexitimia por debajo de la puntuación de corte (media ± desviación estándar 41,08 ± 9,2, puntuación de corte 61; Escala de Alexitimia de Toronto, [55]) y conocimiento de vocabulario dentro de los valores normativos (rango de puntuación 25-40/44 ; Escala de vocabulario Mill-Hill, [56]).

Edad (media por grupo, rango 22,4–23,3 años; p=0.82), puntuaciones de alexitimia (media por grupo, rango 37,7–43,6; p=0.24) y conocimiento de vocabulario (media por grupo, rango 31– 32,5; p=0.68) no difirieron entre condiciones.

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