In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie NaturkommunikationForscher untersuchten, ob Post-Encoding-Ripples das emotionale Gedächtnis durch die Wiederherstellung des Amygdala-Hippocampus-Gedächtnisses oder die Reizerhaltung im Arbeitsgedächtnis verbessern. Sie untersuchten auch, ob eine der beiden Methoden die Reizähnlichkeiten durch Wellen nach der Kodierung verbessert.
Während der Gedächtniskonsolidierung beeinflussen Amygdala-Hippocampus-Verbindungen das emotionale Gedächtnis durch verschiedene Prozesse, einschließlich neuromodulatorischer Effekte. Die Wiederherstellung des Gedächtnisses während der Post-Codierungsphase sagt die Gedächtnisleistung im späteren Leben voraus. Wellen sind vorübergehende Schwingungen des Hippocampus, die mit synchroner neuronaler Aktivität im Hippocampus und in der Amygdala verbunden sind und für die Bindung von Gedächtnisspuren und die Reaktivierung des emotionalen Gedächtnisses von entscheidender Bedeutung sind.
Über die Studie
In der vorliegenden Studie wollten die Forscher feststellen, ob wellenregulierte dynamische Veränderungen im Hippocampus und in der Amygdala das emotionale Gedächtnis verbessern.
Sieben menschliche Probanden nahmen an der Studie teil, die intrakranielle Elektroenzephalographie (iEEG)-Aufzeichnungen aus dem Hippocampus und der Amygdala umfasste und gleichzeitig Tests zur Kodierung und Unterscheidung des emotionalen Gedächtnisses durchführte. Das Team gab den Teilnehmern Reize und forderte sie auf, die Wertigkeit als positiv, negativ oder neutral zu beurteilen.
In der Abrufphase wurde den Teilnehmern eine von drei Reizkategorien gezeigt: Wiederholungen (gleich), Lock (geringfügig unterschiedlich) und Neuartig (Reize, die während der Kodierungszeiten nicht beobachtet wurden) und wurden gebeten, jede einzelne als alt oder neu zu klassifizieren. Das Team definierte Gedächtnisunterscheidung als die korrekte Kategorisierung von Wiederholungsreizen als alt, neuartigen Reizen als neu oder Lockreizen als neu.
Die Forscher untersuchten den Zusammenhang zwischen der Welligkeitsrate nach der Kodierung (Anzahl des Auftretens von Wellen pro Sekunde), dem emotionalen Inhalt (durch Reize hervorgerufene Erregung und Wertigkeit) und der genauen Lockunterscheidung nach dem Abruf.
Sie untersuchten auch, ob Reizähnlichkeiten in Welligkeitsperioden nach der Kodierung die Gedächtnisunterscheidung später verbessern können. Die Forscher berechneten Reizähnlichkeiten basierend auf Spearman-Korrelationen zwischen HFA-Leistungsspektralvektoren (PSVs) aus demselben Versuch für alle Kombinationen aus Codierungs- und Antwortzeitintervallen.
Die Forscher bewerteten die Ähnlichkeiten nach der Kodierung der Reize für jeden Ort im Verhältnis zum Welligkeitspeak, um die einzigartigen Beiträge des Hippocampus und der Amygdala zu dem Phänomen zu analysieren. Anschließend untersuchten sie den Zusammenhang zwischen Reizähnlichkeiten nach der Kodierung, reizbedingter Erregung und Lock-Diskriminierung. Die Forscher gingen davon aus, dass die Intervalle der Reizähnlichkeiten in beiden Strukturen gleichzeitig auftreten und einer konsistenten zeitlichen Dynamik folgen.
Ergebnisse
Das Team untersuchte intrakranielle Aufzeichnungen aus der menschlichen Amygdala und dem Hippocampus, um deren Einfluss auf die Kodierung und Unterscheidung des emotionalen Gedächtnisses zu bewerten. Sie bestätigten Verhaltensbefunde eines überlegenen Unterscheidungsgedächtnisses für stimulierende Reize mithilfe intrakranieller Elektroenzephalographie (iEEG)-Aufzeichnungen bei Epilepsiepatienten. Die Anzahl der Ripple-Ereignisse unmittelbar nach dem Lernen stand im Zusammenhang mit der durch Reize hervorgerufenen Erregung und der anschließenden Unterscheidungsgenauigkeit.
Die synchronisierten Post-Encoding-Reizähnlichkeiten im Hippocampus und in der Amygdala für Post-Encoding-Ripples sagen die nachfolgende Gedächtnisunterscheidungsleistung voraus, wobei die Reizähnlichkeiten in der Amygdala die Hippocampus-Reizähnlichkeit beeinflussen.
Die Gedächtnisdiskriminierung verbesserte sich bei emotionalen Reizen, da die Personen wiederholte und neue Reize korrekt identifizierten. Die Genauigkeit der Gedächtnisunterscheidung war bei den Lure-Stimuli schlechter, was darauf hindeutet, dass die Bildähnlichkeit zu Gedächtnisstörungen führte.
Die durch Reize hervorgerufene Erregung war mit einer genauen Köderunterscheidung verbunden, was mit früheren Befunden korrelierte. Die Reaktionsdauer zeigte keinen signifikanten Zusammenhang mit der emotionalen Wertigkeit der Reize. Der Lure-Diskriminierungsindex (LDI) zeigte deutlich höhere Werte für Reize vom Typ mit hoher Erregung, was die Wahrscheinlichkeit zeigt, dass Reize vom Typ mit hoher Erregung als neu eingestuft werden.
Präzise Lockunterscheidungen standen in engem Zusammenhang mit Reizerregung und -ähnlichkeit, jedoch nicht mit der Wertigkeit. Das Team beobachtete einen starken Zusammenhang zwischen Ähnlichkeit und Erregung, wobei geringe Ähnlichkeit und hohe Erregungsreize die genaueste Köderunterscheidung ergaben.
Post-Encoding-Typ-Ripples waren mit einer verbesserten Unterscheidung emotionaler Reize verbunden, wobei höhere Post-Encoding-Ripple-Raten mit stimulusbedingter Erregung verbunden waren, und sie sagten auch eine bessere Lock-Diskriminierung nach dem Abruf voraus, jedoch nicht mit der Stimulusvalenz.
Die Studie ergab, dass die durch Reize hervorgerufene Erregung und später die genaue Lockunterscheidung die primären Auswirkungen waren, ohne dass es eine signifikante Wechselwirkung gab. Die Welligkeitswahrscheinlichkeit war in Zeiten geringer Theta-Leistung viel höher, was mit Studien zur Welligkeitsunterdrückung in Zeiten robuster Theta-Oszillationen übereinstimmt.
Die Reaktivierung verschiedener Elemente gespeicherter Reize stand im Zusammenhang mit Post-Encoding- und Ripple-Locked-Reiz-Ähnlichkeiten im Hippocampus und in der Amygdala, was darauf hindeutet, dass diese Bereiche eine entscheidende Rolle bei der Gedächtnisunterscheidung spielen. Die Studie ergab, dass sich die Stimulusähnlichkeit bei Versuchen ohne Post-Encoding-Ripples nicht signifikant je nach Stimulus-Erregungsniveau oder anschließender genauer Lockunterscheidung unterschied.
Schlussfolgerungen
Insgesamt zeigten die Studienergebnisse, dass Post-Encoding-Ripples das emotionale Gedächtnis verbessern, wobei höhere Ripple-Raten mit reizbedingter Erregung und genauer Reizidentifizierung zusammenhängen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wellen hervorstechende Ereignisse selektiv verstärken können.
Es gab keinen signifikanten Zusammenhang zwischen Codierungswellen und der Genauigkeit der Köderunterscheidung, was auf die Vermittlung des Abrufs und die Stärkung gespeicherter Darstellungen hinweist und somit zur Gedächtniskonsolidierung beiträgt. Die sensorische Ähnlichkeit nach der Kodierung unterstützt die Gedächtniskonsolidierung, die bei Wellen ihren Höhepunkt erreicht.
