التحفيز بالتيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) فوق التلم الجداري لا يؤثر على أداء الذاكرة العاملة الجزء 1

خلاصة

تم الإبلاغ عن نتائج مختلطة لتأثير تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) على الذاكرة العاملة.

في السنوات الأخيرة، مع التطور المستمر للتكنولوجيا الطبية، أصبح التحفيز بالتيار المباشر عبر الجمجمة تدريجياً طريقة علاجية واعدة. وتغطي تطبيقاته العديد من المجالات، مثل الاكتئاب والقلق ومرض باركنسون وما إلى ذلك. وما ستستكشفه هذه المقالة هو علاقته بالذاكرة.

أولاً، يمكن لتحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة أن يعزز تحسين الذاكرة. تشير بعض نتائج الأبحاث إلى أن تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة يمكن أن يؤثر بشكل إيجابي على الذاكرة من خلال تعزيز النشاط في الحصين. في التجربة، تحسنت ذاكرة الأشخاص بشكل ملحوظ بعد التحفيز المتعدد. هذه النتيجة لها أهمية مرجعية معينة للعلاج السريري.

ثانيًا، يمكن تطبيق التحفيز بالتيار المباشر عبر الجمجمة لإعادة تأهيل الذاكرة. بالنسبة لبعض المرضى الذين عانوا من الصدمات، مثل صدمات الدماغ والسكتة الدماغية وغيرها، قد يسبب فقدان الذاكرة ويؤثر على الحياة الطبيعية والعمل. يمكن أن يؤدي العلاج بتحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة إلى تعزيز تجديد الخلايا العصبية التالفة، وبالتالي تحسين وظيفة المنطقة المتضررة وتحسين قدرة ذاكرة المريض.

وأخيرًا، يمكن لتحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة أن يوسع القدرة الاحتياطية لقدرات الذاكرة. على الرغم من أن احتياطي الذاكرة يختلف من شخص لآخر، إلا أن تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة يمكن أن ينشط الخلايا العصبية في الدماغ ويزيد من سعة احتياطي الذاكرة. وهذا يتيح لنا الحصول على المزيد من القدرة على المعالجة والقدرة على الحصول على معلومات مألوفة وجديدة في التعلم والحياة اللاحقة.

باختصار، العلاقة بين تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة والذاكرة لها آثار مهمة. سواء كان الأمر يتعلق بتحسين الذاكرة أو إعادة التأهيل أو توسيع القدرات، فإن لها آفاق تطبيق واسعة وجدوى ولها دور إيجابي في تعزيز حياة الناس وعملهم. يمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن لـ Cistanche deserticola أن يحسن الذاكرة بشكل كبير لأن Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية Cistanche deserticola من العديد من المكونات النشطة التي يحتوي عليها، بما في ذلك حمض التانيك، والسكريات، وجليكوسيدات الفلافونويد، وما إلى ذلك. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ من خلال مجموعة متنوعة من المسارات.

انقر فوق تعرف على 10 طرق لتحسين الذاكرة

على عكس الدراسات السابقة التي ركزت بشكل أساسي على تحفيز قشرة الفص الجبهي الظهرية الجانبية، قمنا بتعديل منطقة التلم الجداري الأيسر (IPS) والتي تعتبر داعمة لجوانب التحكم المتعمد في الذاكرة العاملة.

باستخدام تصميم تجريبي داخل المشارك، أكمل المشاركون ثلاثة شروط مختلفة: التحفيز الأنودي للـ IPS، والتحفيز الكاثودي للـ IPS، والتحفيز الزائف للـ IPS. كانت تدار كل من مهام الذاكرة العاملة البصرية واللفظية.

في المهمة البصرية، كان على المشاركين حفظ مجموعة عشوائية من الأشكال الملونة. في المهمة اللفظية، كان على المشاركين حفظ سلسلة من الحروف. تم التلاعب بحمل الذاكرة العاملة في كلتا المهمتين (ستة أرقام/حروف مقابل رقمين/حرف).

لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية في الدقة أو وقت رد الفعل بين الظروف الأنودالية، الكاثودية، والصورية. دعم التحليل البايزي الدليل على غياب التأثير.

نتائج ما قبلتضيف الدراسة المرسلة إلى المجموعة المتزايدة من الأدلة المتناقضة فيما يتعلق بالتأثيرات المعيارية لجلسة واحدة من DCS على أداء الذاكرة العاملة.

مقدمة

تتضمن الذاكرة العاملة (WM) العديد من العمليات المعرفية التي تسمح لنا بالحفاظ على كمية محدودة من المعلومات نشطة لفترة وجيزة. إنها القدرة الحاسمة لاتخاذ القرار والاستدلال (Diamond، 2013).

تبدأ قدرة WM في الانخفاض في وقت مبكر نسبيًا في مرحلة البلوغ (Park et al، 2002) وغالبًا ما تضعف بعد إصابة الدماغ (Dunning، Westage، & Adam، 2016)، في سياق الاضطرابات التنموية والنفسية (Kofler et al، 2018؛ Barch & Ceaser، 2012). ) أو نتيجة للإجهاد (Kim, Woo, & Woo, 2017).

لذلك حاولت العديد من الدراسات تحديد ما إذا كان من الممكن تدريب أو تعزيز قدرة WM، مع درجات نجاح متباينة للغاية فيما يتعلق بكل من تقنيات التحفيز السلوكي والعصبي (Melby-Lervag & Hulme,2013; Soveri et al, 2016).

إحدى تقنيات التحفيز العصبي المستخدمة بشكل شائع هي التحفيز بالتيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS). يتكون tDCS من تطبيق قطبين إسفنجيين منقوعين في محلول ملحي على الرأس حيث يتم تمرير تيار ضعيف (0.5–2 مللي أمبير).

بعد بضع دقائق من التحفيز، يتم تعزيز النشاط العصبي التلقائي في مناطق القشرة الكامنة وراء مناطق التحفيز (التحفيز الأنودي) أو تثبيطه (التحفيز الكاثودي) (Nitsche & Paulus، 2000).

تم استخدام التحفيز الأنودي في الغالب لزيادة الأداء السلوكي بينما تم استخدام التحفيز الكاثودي لإضعافه. لقد ثبت أن تأثيرات التحفيز تستمر لفترة وجيزة حتى بعد توقف التحفيز (Kuo et al، 2013).

tDCS وWM

على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، حاولت العديد من الدراسات استخدام DCS لتحسين إدارة المستودعات. وأفاد عدد من هذه الدراسات عن آثار إيجابية.

قامت الدراسة الأولى التي أجراها مارشال ومول وسيبنر وبورن (2005) بتطبيق tDCS الأنودالي والكاثودي ثنائيًا على قشرة الفص الجبهي الظهرية الوحشية (DLPFC) بينما أجرى المشاركون مهمة ستيرنبرغ المعدلة.

تم إجراء التحفيز بشكل متقطع (15 ثانية تشغيل/15 ثانية إيقاف) لمدة 15 دقيقة عند قوة تيار منخفضة تبلغ 260 ميكرو أمبير. وقد وجد الباحثون زيادة في وقت رد الفعل لكل من التحفيز المصعدي والكاثودي مقارنة بالتحفيز الشامي، مما يشير إلى أن التحفيز المباشر عبر الخلايا (tDCS) يؤثر على المعالجة العصبية لاختيار الاستجابة وإعدادها.

بعد فترة وجيزة، فريجنيت آل. (2005) أظهر أن التحفيز الأنودالي للـ DLPFC الأيسر خلال مهمة ثلاثية الظهر أدى إلى زيادة الأداء من حيث الدقة مقارنة بالتحفيز الصوري بينما لم يظهر التحفيز الكاثودي للـ DLPFC والتحفيز الأنودي للقشرة الحركية الأولية أي اختلافات.

منذ ذلك الحين، كررت بعض الدراسات هذه النتائج (Katsoulaki, Kastrinis, & Tsekoura, 2017 للمراجعة) بينما فشلت دراسات أخرى في الإبلاغ عن أي تأثيرات مهمة لـ tDCS على أداء WM (Robison, McGuirk, & Unsworth, 2017;Wang, Wen, & Li, 2018 ). وبشكل أكثر تحديدًا، في دراسة تتكون من أربع جلسات تدريبية مقترنة بـ anodaltDCS على DLPFC، أظهر Ruf وFallgatter وPlewnia (2017) تحسنًا كبيرًا في أداء WM في مهمة N-back.

علاوة على ذلك، يبدو أن هذا التحسن قابل للتحويل إلى مهام مماثلة غير مدربة، كما أنه طويل الأمد حيث لا يزال من الممكن تحديد التأثير بعد تسعة أشهر من التدريب.

كما تم الحصول على نتائج مماثلة من قبل Au وزملاؤه (2016) والتي تبين أن المكاسب المرتبطة بـ tDCS استمرت لعدة أشهر بعد سبع جلسات تدريبية.

بالإضافة إلى ذلك، أظهر بوجدانوف وشوابي (2016) أن tDCS الأنودالي عبر DLPFC يمكن أيضًا أن يقلل بشكل كبير من التأثير التخريبي للإجهاد على WM، وأظهر برونيي وموران وهولمز وماهوني وتايلور (2017) أن tDCS الأنودي للتلفيف المغزلي الأيمن يمكن أن يزيد من WM. الأداء للتعرف على الوجوه ولكن ليس للأشياء غير الوجهية (المنازل).

من ناحية أخرى، كشفت عدد غير قليل من الدراسات عن عدم وجود تأثير كبير لـ tDCS على WM.

على سبيل المثال، قارن نيكولين ومارتن ولو وبونسترا (2018) خمس مجموعات من عشرين مادة تم تحفيزها بخمس شدة مختلفة (2 مللي أمبير، 1 مللي أمبير، 0.034 مللي أمبير و 0.016 مللي أمبير و 0 مللي أمبير) على DLPFC ولم يتم العثور على أي اختلافات في الأداء بين المجموعات في مهمة WM الخلفية 3- المرئية. وبالمثل، أفاد روبيسون وزملاؤه (2017) أن تحفيز قشرة الفص الجبهي والقشرة الجدارية الخلفية لم يحدث أي اختلافات كبيرة في أداء WM.

وبالمثل، لم يلاحظ نيلسون وليبيديف وريدستروم ولوفدين (2017) أي فروق ذات دلالة إحصائية بعد عشرين جلسة من التدريب على WM السلوكي إلى جانب الأنودالت DCS لـ DLPFC. بشكل عام، تشير أحدث التحليلات التلوية إلى عدم وجود أدلة موثوقة لتحسين WM المرتبط بـ tDCS (Horvath, Forte, & Carter, 2015; Medina & Cason, 2017) أو أنها تشير فقط إلى تأثيرات صغيرة جدًا (Hill, Fitzgerald, & Hoy, 2016; Mancuso, Ilieva,Hamilton, & Farah, 2016).

قام هورفاث وزملاؤه (2015) بتجميع جميع مقاييس النتائج المعرفية المنشورة في الأدبيات ودراسة السكان البالغين الأصحاء من خلال مجموعتين بحثيتين مختلفتين على الأقل. وقد أجروا 59 تحليلًا مختلفًا ولم يظهر أي منها تأثيرًا كبيرًا لتحفيز tDCS.

ركز مانكوسو وزملاؤه (2016) تحليلهم التلوي على الدراسات التي تقيم آثار التحفيز الشرجي للـ DLPFC الأيمن والأيسر والفص الجداري الأيمن، بالإضافة إلى الـ DLPFC الأيسر إلى جانب تدريب WM.

وكانت النتيجة المهمة الوحيدة (وإن كانت صغيرة) التي أبلغ عنها التحليل التلوي هي التحسن في أداء WM بعد تحفيز DLPFC الأيسر إلى جانب تدريب WM. قام هيل وزملاؤه (2016) بالتحقيق في تأثيرات tDCS الأنودالية على مجموعة متنوعة من مهام WM ووجدوا تأثيرًا صغيرًا ولكنه مهم على وقت رد الفعل (بالإضافة إلى الاتجاه بشأن الدقة) لـ DCS غير المتصلة بالإنترنت.

لم يتم العثور على أي تأثيرات لـ tDCS عبر الإنترنت. استخدم Medinaand Cason (2017) أداة التحليل التلوي التي طورها سيمونسون وزملاؤه (2014) لفحص توزيع القيم الاحتمالية المنشورة كدالة للتوزيعات المتوقعة وفقًا لأحجام التأثير المختلفة في الدراسات التي فحصها مانكوسو وزملاؤه (2016). ومن خلال إجراء تحليل منحنى p هذا، لم يجدوا أي دليل على أن دراسات tDCS كانت مرتبطة بتأثيرات ذات معنى.

طرق بديلة لـ tDCS على WM

يمكن استخلاص استنتاجين في ضوء الأدبيات التي تمت مراجعتها حتى الآن: إما أن تأثيرات tDCS على WM صغيرة جدًا (أو غير موجودة)، وبالتالي يصعب الحصول عليها وتكرارها، أو أن tDCS له تأثير ولكنه يعتمد على تحفيز محدد ومعلمات مهمة. التي هي غير معروفة حاليا.

تهدف الدراسة الحالية إلى دراسة الاحتمال الثاني، باستخدام نهج التحفيز المستنير نظريًا وتجريبيًا لـ WM، استنادًا إلى التطورات الحديثة في معرفتنا حول العمليات المعرفية والعصبية التي تدعم كلاً من WM اللفظي والبصري المكاني.

تركز النظريات الحالية لـ WM بقوة على الدور الذي يلعبه الانتباه. في إطاره المتكامل للإدارة WM والانتباه، يرى Cowan (1995) أن العنصر الأساسي في WM هو تركيز الانتباه والتحكم فيه؛ يسمح هذان المكونان بالاحتفاظ بمحتوى الذاكرة في حالة نشطة ويعتبران لتحديد سعة WM، جزئيًا على الأقل.

تم وصف العديد من نماذج إدارة WM الأخرى التي تعطي دورًا مركزيًا للانتباه في أداء إدارة WM (Barrouillet, Bernardin, & Camos, 2004; Kane & Engle, 2004). إن دور العمليات المتعمدة في إدارة WM مدعوم بأدلة تجريبية مثل مشاركة اثنين من العمليات المعروفة شبكات الانتباه عندما يقوم المشاركون بأداء مهام WM.

يعتمد الانتباه على شبكتين متعارضتين على الأقل في الدماغ، شبكة الانتباه الظهرية وشبكة الانتباه البطنية (Corbetta &Shulman, 2002; Vossel, Geng, & Fink, 2014).

تتحكم شبكة الانتباه الظهرية في التوزيع الطوعي للانتباه من أعلى إلى أسفل إلى الأشياء أو المواقع، بينما تتحكم شبكة الانتباه البطني في إعادة توجيه الانتباه إلى التحفيز الحسي الناتج عن محفزات غير مراقبة أو غير متوقعة (الانتباه من أسفل إلى أعلى).

تشتمل الشبكة الظهرية على التلم داخل الجداري (IPS) ومجالات العين الأمامية (FEF) لكل نصف الكرة الأرضية، في حين أن الوصل الصدغي الجداري (TPJ) والقشرة الأمامية البطنية (VFC) هما المناطق الرئيسية للشبكة البطنية.

لقد ثبت أن هاتين الشبكتين تتدخلان أيضًا في مهام WM، وذلك بطريقة تعتمد على التحميل والعدائية، لكل من مهام WM اللفظية والمرئية. تُظهر شبكة الانتباه الظهرية نشاطًا متزايدًا مع زيادة حمل WM بينما تُظهر شبكة الانتباه البطني انخفاضًا معتمدًا على حمل WM (Majerus et al., 2010, 2012, 2016; Todd & Marois, 2004;Todd, Fougnie, & Marois., 2005; Xu & تشون، 2006).

نظرًا للدور المركزي لشبكة الاهتمام الظهرية المتمركزة على IPS الأيسر في مهام WM، ركزت دراسة tDCS الحالية على التأثيرات المعيارية لتحفيز IPS الأيسر على أداء WM اللفظي والمرئي.

وقد ركزت بعض دراسات tDCS السابقة بالفعل على تحفيز IPS وأبلغت عن نتائج إيجابية، وإن لم يكن ذلك بشكل مباشر في سياق WM. على سبيل المثال، أدى التحفيز الثنائي للـ IPS إلى أداء أفضل في الإضافة الذهنية ولكن ليس في مهمة ستروب، (كلاين وآخرون، 2013؛ Artemenko، Moeller، Huber، & Klein، 2015)، في حين أن التحفيز على الـ IPS الأيسر أدى إلى التعرف اللاحق بشكل أفضل. الذاكرة في مهام الذاكرة العرضية اللفظية (جاكوبسون، جورين، لافيدور، وليفي، 2012).

لقد ثبت أيضًا أن التحفيز الأنودي فوق IPS الصحيح أدى إلى تحسين أداء تتبع الكائنات في حالة التحميل العالي ولكن ليس في حالة التحميل المنخفض، وهو ما يتوافق مع تأثير تحميل الذاكرة على نشاط IPS (Blumberg, Peterson, & Parasuraman, 2015).

Iبالإضافة إلى ذلك، أثر التحفيز على IPS الصحيح على الأداء في مهمة الانتباه البصري (Moos, Vossel,Weidner, Sparing, & Fink, 2012). ومع ذلك، أظهرت دراسة tDCS حديثة أجراها نيكولين ولوف ولو ومارتن (2019) تأثيرًا غير مهم بعد تحفيز IPS الأيسر في مهمة n-backWM.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنهم لاحظوا أحجام تأثير معتدلة في مهام WM (على سبيل المثال، 0.38 للمهمة الخلفية3-)، وجادل المؤلفون بأن قلة الأهمية يمكن أن تكون نتيجة لـ التباين العالي في الأداء بين الأفراد.

تهدف الدراسة الحالية إلى توسيع النتائج الناشئة من خلال تحديد ما إذا كان من الممكن زيادة الأداء وتقليله أيضًا في مهمة WM من خلال تعديل نشاط IPS المرتبط بشبكة الانتباه الظهرية.

تمشيا مع النتائج السابقة، نحن نفترض أن التحفيز الأنودي لـ IPS الأيسر من شأنه أن يعزز شبكة الانتباه الظهرية ويؤدي إلى زيادة في أداء WM ولكن فقط في حالة تحميل WM العالية.

على العكس من ذلك، نحن نفترض أن التحفيز الكاثودي لـ IPS الأيسر من شأنه أن يمنع شبكة الانتباه الظهرية ويؤدي إلى انخفاض أداء WM لحالة تحميل WM العالية. لا يُتوقع حدوث تأثيرات tDCS في حمل WM المنخفض لأن هذا الشرط يرتبط بمعدل نجاح مرتفع ولا يدفع سعة WM إلى الحد الأقصى.

سوف نستخدم إحصائيات بايزي لتحديد الأدلة المؤيدة والمعارضة لوجود التأثير.

For more information:1950477648nn@gmail.com