Aizmugurējā hipokampa CA2/3 apjoms ir saistīts ar autobiogrāfiskas atmiņas atsaukšanas spēju cilvēkiem ar zemāku veiktspēju, 2. daļa

Apakšzemes apjomi dažādās veiktspējas grupās neatšķīrās.

Pēc tam mēs izpētījām, vai apakšlauku apjomi atšķiras grupās ar zemāku un augstāku veiktspēju vai starp visefektīvākajām un zemākajām grupām (n{0}} katrā grupā). Nevienā apakšzemē atšķirības netika konstatētas (5. tabula).

Tā kā nozīmīgā saistība grupā ar zemāku veiktspēju tika lokalizēta aizmugurējā CA2/3, mēs arī salīdzinājām aizmugurējo CA2/3 apjomu starp zemāku un augstāku veiktspēju un neatradām nekādu atšķirību starp tām (zemākas veiktspējas vidējais apjoms {{7 }},05 mm3, SD=34.25; augstākas veiktspējas vidējais tilpums=206,10 mm3, SD=39.84; F(1,192)=0,78, p=0.38). Tas liek domāt, ka starp aizmugurējo CA2/3 tilpumu un autobiogrāfiskās atmiņas spēju var nebūt vienkāršas lineāras attiecības.

Lineāra sakarība nozīmē, ka starp diviem mainīgajiem pastāv taisnas attiecības, tas ir, izmaiņas vienā mainīgajā tieši ietekmēs izmaiņas otrā mainīgajā. Atmiņa attiecas uz cilvēka atmiņas spēju, tas ir, spēju ierakstīt un uzglabāt informāciju atsaukšanai un lietošanai.

Pastāv svarīga saikne starp linearitāti un atmiņu. Vispārīgi runājot, pētījumi liecina, ka jo spēcīgāka ir lineārā sakarība, jo labāka ir atmiņa.

Piemēram, ja mēs ņemam vērā lineāro attiecību starp personas mācību laiku un eksāmenā iegūto punktu skaitu, mēs varam secināt, ka ir ļoti dabiski, ka cilvēks pavada vairāk laika mācībām un iegūst labākas atzīmes. Tāpat, ja ņemam vērā lineāro attiecību starp cilvēka miega daudzumu un viņa atmiņu nākamajā dienā, mēs varam arī konstatēt, ka vairāk miega uzlabo atmiņu.

No otras puses, ja lineārās attiecības ir vājas, atmiņa var ciest. Piemēram, ja mēs ņemam vērā attiecības starp cilvēka uzturu un viņa atmiņu, mēs nevaram atrast acīmredzamu lineāru saistību. Tomēr mēs zinām, ka nepietiekams uzturs vai noteiktu būtisku uzturvielu trūkums var ietekmēt normālu smadzeņu darbību un tādējādi arī atmiņu.

Līdz ar to varam secināt, ka attiecības starp lineārajām attiecībām un atmiņu ir ļoti svarīgas, un tās var ietekmēt mūsu mācīšanos, darbu, dzīvi un veselību. Lai uzlabotu atmiņu, mums jākoncentrējas uz lineārām attiecībām un jāattīsta labi mācīšanās un dzīves paradumi, lai uzlabotu mūsu kognitīvās funkcijas un domāšanas spējas. Var redzēt, ka mums jāuzlabo atmiņa. Cistanche deserticola var būtiski uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola var regulēt arī neirotransmiteru līdzsvaru, piemēram, paaugstināt acetilholīna un augšanas faktoru līmeni. Šīs vielas ir ļoti svarīgas atmiņai un mācībām. , Turklāt gaļa no gaļas var arī uzlabot asins plūstamību un veicināt skābekļa transportēšanu, kas var nodrošināt, ka smadzenes saņem pietiekami daudz barības vielu un enerģijas, tādējādi uzlabojot smadzeņu vitalitāti un izturību.

Noklikšķiniet uz Zināt, lai uzlabotu kognitīvās funkcijas

Lai to sīkāk izpētītu, mēs veicām papildu analīzi, lai palīdzētu interpretēt rezultātus. Tā vietā, lai sadalītu dalībniekus divās grupās, pamatojoties uz viņu autobiogrāfiskās atmiņas iekšējo detaļu rādītājiem, mēs izmantojām aizmugurējos CA2/3 hipokampu apjomus, lai sadalītu dalībniekus mazākās un lielākās tilpuma grupās. Korelējot ar autobiogrāfiskās atmiņas atmiņu rādītājiem, nevienai grupai netika atrasta statistiski nozīmīga saistība (mazāka apjoma grupa: r(93)=0.25, p=0.01, 95 % TI {{10}}.05, 0,43; lielāka apjoma grupa: r(92)=0.16, p=0.13, 95% TI − 0,05, 0,35).

Diskusija

Šajā individuālo atšķirību pētījumā mēs manuāli segmentējām divu hipokampu garumu 201 veselam indivīdam. Mēs noteicām sešus apakšreģionus — DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum un uncus. Tas ļāva mums izpētīt, kā hipokampu apakšlauku apjomi varētu būt saistīti ar autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju visplašākajā līdz šim mēģinātajā veidā. Visā grupā mēs neatradām nekādus pierādījumus par saistību starp jebkura apakšlauka apjomu un autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju, ko mēra, izmantojot iekšējo informāciju no autobiogrāfiskās intervijas40. Tas notika arī, izmeklējot vīriešus un sievietes atsevišķi.
Tomēr, kad dalībnieki tika iedalīti grupās ar zemāku un augstāku veiktspēju, pamatojoties uz viņu iekšējās informācijas rādītājiem, mēs noskaidrojām, ka CA2/3 apjoms bija nozīmīgi un pozitīvi saistīts ar autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu, īpaši grupā ar zemāku veiktspēju. Mēs arī atklājām, ka šo efektu noteica aizmugurējā CA2/3. Turpretī semantiskās detaļas no autobiogrāfiskām atmiņām un veiktspēja virknē laboratorijas atmiņas testu neatbilda CA2/3 apjomam. Tāpat augstākas veiktspējas grupai netika konstatētas asociācijas ar apakšlauka apjomu.

Ir tikai divi publicēti pētījumi, kuros ir pētīta saistība starp hipokampu apakšlauku apjomiem un autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu 28, 29. Mūsu atklājumi lielā mērā sakrīt ar Palombo et al.29, kuri, pētot tikai hipokampa ķermeni, atklāja, ka kombinētās ROI apjoms, kas ietver DG/CA4/CA2/3, bija saistīts ar iekšējām detaļām. Tagad mēs varam paplašināt šo iepriekšējo rezultātu četros galvenajos veidos. Pirmkārt, tā kā mums bija tik liels paraugs, mēs varējām pārliecināties, ka saistība starp apakšlauka apjomu un autobiogrāfiskās atmiņas spēju bija acīmredzama tikai cilvēkiem ar zemāku veiktspēju, nevis tiem, kuru sniegums pārsniedza vidējo.

Palombo et al. 29 n=30, iespējams, nebija pietiekami, lai atklātu šo atšķirību. Mūsu CA2/3 efektu nevarēja izskaidrot ar vecumu, IQ, dzimumu attiecībām vai izmantotajiem skeneriem, kas grupās neatšķīrās. Otrkārt, mēs bijām telpiski precīzāki, nosakot CA2/3 kā galveno apakšreģionu, nevis mazāk informatīvu, lielāku IA. Treškārt, tā kā mēs segmentējām visu hipokampa garumu, mēs parādījām, ka efektus noteica aizmugurējā CA2/3. Tas ir svarīgi, jo apakšlauki atšķiras pēc savienojamības pa hipokampa priekšējo un aizmugurējo asi 11, 19, 20, 33, 35. Ceturtkārt, pārbaudot semantiskās detaļas no autobiogrāfiskajām atmiņām un virkni citu laboratoriski balstītu atmiņas testu, mēs noskaidrojām, ka saistība ar CA2/3 apjomu bija raksturīga autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanai.

Mēs arī atzīmējam, ka iekšējo detaļu apakškategorija, kas visvairāk bija saistīta ar divpusējo aizmugurējo CA2/3 apjomu, bija "notikumi". Tas vienkārši nesasniedza statistisko nozīmīgumu, ja tika labots vairākiem salīdzinājumiem. Notikumu kategorijā ir ietverta informācija par notikumiem vai stāsta gaitu, tostarp klātesošajiem indivīdiem, darbībām un reakcijām. Tā kā šīs ir autobiogrāfisko atmiņu galvenās detaļas, iespējams, nav pārsteigums, ka šī kategorija ir visvairāk saistīta ar divpusējo aizmugurējo CA3 apjomu dalībniekiem ar zemāku veiktspēju.

Mūsu atklājumi var liecināt, ka cilvēki ar zemāku veiktspēju visvairāk gūst labumu no lielāka aizmugures CA2/3 apjoma, savukārt cilvēki ar augstāku veiktspēju neuzrāda palielinātu apjomu. Tas varētu atspoguļot smadzeņu nepieciešamību līdzsvarot resursus, jo smadzeņu apgabala apjoma palielināšana var radīt izmaksas. Piemēram, tika konstatēts, ka licencētiem Londonas taksometru vadītājiem viņu ļoti uzlabotās navigācijas prasmes un lielāks aizmugures hipokampu apjoms (salīdzinājumā ar vadības ierīcēm) ir saistīts ar mazāku tilpumu priekšējā hipokampā52, 53 un sliktāku veiktspēju dažos anterogrādās vizuālās telpiskās atmiņas testos54. Vispārējā populācijā var gadīties, ka tad, ja indivīda autobiogrāfiskās atmiņas atcerēšanās spēja ir noteiktā līmenī, ir pietiekami daudz funkcionalitātes, lai turpmāks CA2/3 apjoma palielinājums vairs nebūtu izdevīgs iespējamo izmaksu dēļ.

Mūsu atklājumi arī liecina, ka varētu būt informatīvi īpaši pārbaudīt mugurējās CA2/3 apjomu cilvēkiem, kuriem ir raksturots kā "nopietni nepilnīga autobiogrāfiskā atmiņa"2. Tie ir cilvēki, kuri citādi ir veseli, bet kuriem ir slikta autobiogrāfiskā atmiņa, galvenokārt saistībā ar samazinātu autobiogrāfisko atmiņu vizualizāciju un mazāku iekšējo detaļu skaitu, atceroties atmiņas no bērnības vai pusaudža gadiem. Prognoze varētu būt tāda, ka viņu CA2/3 tilpums būtu visvairāk samazināts starp veselām kontrolēm.

Runājot par pacientiem, nesenās un attālās autobiogrāfiskās atmiņas ir jutīgas pret iekšējo detaļu zudumu CA323 fokusa divpusējo bojājumu kontekstā. Turklāt 7 T miera stāvokļa fMRI datu grafiskās teorētiskās analīzes atklāja, ka CA3 bojājumi šiem pacientiem traucēja funkcionālo integrāciju noklusējuma tīkla mediālās temporālās daivas (MTL) apakšsistēmā. Funkcionālās integrācijas zudums MTL apakšsistēmas reģionos paredzēja pacientu autobiogrāfiskās atmiņas izguves veiktspēju. Kopumā šie atklājumi liecina, ka CA3 ir nepieciešams autobiogrāfisko atmiņu izgūšanai ilgi pēc to sākotnējās iegūšanas un ka tam ir nozīme funkcionālajā integrācijā smadzeņu apgabalu tīklā, kas parasti ir saistīts ar autobiogrāfisku epizodisku atsaukšanu.

Pacientiem CA3 bojājumi bija visā hipokampa garumā. Viens fMRI pētījums, kurā tika pārbaudīts autobiogrāfisko atmiņu attēlojums hipokampu apakšlaukos, spēja to vēl vairāk mainīt. Attālās autobiogrāfiskās atmiņas bija īpaši pārstāvētas aizmugurējā CA3. Mūsu finansējums īpaši aizmugurējam CA2/3 apjomam, kas korelē ar autobiogrāfisko atmiņu, atbilst šim iepriekšējam rezultātam, vismaz personām ar zemāku veiktspēju. Jāatzīmē, ka visas atmiņas, kas radušās autobiogrāfiskās intervijas laikā40, ir attālas autobiogrāfiskas atmiņas.

Pat visjaunākais periods ir "pēdējā gada ietvaros", un šādas atmiņas, iespējams, jau ir nostiprinājušās. Rezultāti kopumā bija līdzīgi, kad katrs periods tika pārbaudīts atsevišķi attiecībā uz aizmugurējo CA2/3 tilpumu, un neviens periods nesasniedza statistisku nozīmīgumu, ja to koriģēja vairākiem salīdzinājumiem. Ņemot vērā, ka katram periodam pārsvarā ir tikai viena atmiņa, šīs analīzes, iespējams, ir nepietiekamas salīdzinājumā ar mūsu galvenajām analīzēm, kurās atmiņas ir grupētas.

Ko CA2/3 varētu darīt autobiogrāfiskās atmiņas atmiņā, un kāpēc tā aizmugurējā daļa ir īpaši saistīta? Mēs nevaram tieši risināt šos jautājumus ar saviem datiem, taču mēs varam piedāvāt dažas spekulācijas. Tiek uzskatīts, ka CA3 ir līdzeklis modeļa pabeigšanai30–32,55,56, kas ietver atmiņas izsekošanas atjaunošanu no daļējas norādes. Šis aprēķins attiecas uz autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu. Nevienā neiroattēlu pētījumā nav skaidri pārbaudīts, kā modeļa pabeigšana ir saistīta ar autobiogrāfiskām atmiņām.

Tomēr lielāks CA2/3 apjoms ir saistīts ar mazāku neironu pārklāšanos CA3 ietvaros starp līdzīgu īsu filmu klipu atmiņu attēlojumiem, kas savukārt bija saistīts ar mazāku subjektīvu apjukumu atsaukšanas laikā57. Šī pētījuma autori ierosināja, ka lielāks CA3 var veicināt izguves neskaidrības samazināšanos, palielinot CA3 neironu skaitu vai uzlabojot sānu savienojumu CA3, kas varētu veicināt efektīvāku modeļa pabeigšanu. Iespējams, ka līdzīga situācija ir mūsu grupā ar zemāku veiktspēju, jo lielāks CA2/3 apjoms veicina labāku modeļa pabeigšanu.

Joprojām notiek diskusijas par to, kā funkcijas atšķiras cilvēka hipokampa garajā asī. Ir ierosināts, ka hipokampa priekšējā daļa var būt iesaistīta vizuālu ainu veidošanā, kas veido pamatu autobiogrāfiskai atmiņai, un hipokampu aizmugurējie reģioni aizpilda ainu ar konkrētām detaļām26, 58. Patiešām, īpaši aizmugures CA2/3 iesaistīšana attālā autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanā25 var atspoguļot palielinātu modeļa pabeigšanu, kas nepieciešama, lai aizpildītu attālās autobiogrāfiskās atmiņas.

Cita perspektīva apgalvo, ka aizmugurējais hipokamps atbalsta smalki graudainus lokālos attēlojumus, salīdzinot ar liela mēroga globāliem attēlojumiem priekšējā hipokampā 26, 34, 58. Līdz ar to mūsu aizmugures CA2/3 rezultāts var atspoguļot palielināto spēju atbalstīt sīkāku informāciju autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas laikā. Turpmākajos pētījumos būtu interesanti izpētīt autobiogrāfiskās atmiņas spēju attiecībā uz šādu lokālu un globālu apstrādi, kā arī funkcionālās savienojamības ziņā18, 19, 59, kas var sniegt papildu ieskatu par informācijas plūsmu uz un no aizmugures CA2/3 autobiogrāfiskā laikā. atmiņas atsaukšana.

Mūsu CA2/3 konstatējumi attiecās tikai uz autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu, un veiktspēja lielākajā daļā citu atmiņas testu neatšķīrās grupās ar zemāku un augstāku veiktspēju. Viens tests, kurā grupas atšķīrās, bija tūlītēja un aizkavēta loģiskās atmiņas (stāsta atsaukšanas) testa atsaukšana, kas, iespējams, ir autobiogrāfiskai atmiņas izguvei tuvākā laboratorijas atmiņas pārbaude. Grupai ar zemāku veiktspēju šajā testā bija sliktāki rezultāti, salīdzinot ar grupu ar augstāku veiktspēju. Tomēr zemākas veiktspējas grupā nebija saistību starp aizmugurējo CA2/3 tilpumu un tūlītēju vai aizkavētu atsaukšanu šajā testā.

Tas var atspoguļot īpašo aizmugures hipokampa saistību ar attālu atmiņu atsaukšanu (piedzīvots pirms daudziem mēnešiem vai gadiem), nevis pavisam nesen pieredzēto stāstu loģiskās atmiņas testā. Turklāt aizmugurējais CA2/3 apjoms vājākiem izpildītājiem var būt saistīts ar spilgto, detalizēto un multimodālo autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas raksturu, pretstatā vienkāršākajam raksturam, ko veic vairāk ierobežoti laboratorijas atmiņas testi. Šis iespējamais skaidrojums saskan ar fMRI metaanalīzes41 un neseno baltās vielas mikrostruktūras izmeklēšanu42. Abi šie pētījumi parādīja, ka autobiogrāfisko atmiņu un laboratorijas atmiņas stimulu atsaukšana bija saistīta ar atšķirīgiem nervu substrātiem. Vispārīgāk runājot, mūsu atklājumi sniedz papildu atbalstu tam, ka arvien vairāk tiek atzīta reālās pasaules izziņas izpētes nozīme, lai pilnībā raksturotu smadzeņu un uzvedības attiecības60–66.

Interpretējot mūsu atklājumus, ir jāņem vērā vairāki brīdinājumi. Pirmkārt, mūsu rezultāti liecina, ka starp aizmugurējo CA2/3 tilpumu un autobiogrāfiskās atmiņas spēju nav vienkāršas lineāras attiecības. Piemēram, lai gan aizmugurējā CA2/3 apjoms korelēja ar autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu grupā ar zemāku veiktspēju, nebija tā, ka CA2/3 apjoms palielinājās šajā grupā un pēc tam pieauga grupā ar augstāku veiktspēju. Patiešām, netika konstatētas atšķirības vidējos CA2/3 apjomos grupās ar zemāku un augstāku veiktspēju, kā arī nebija nekādu atšķirību vidējos CA2/3 apjomos starp augstākajiem un zemākajiem rādītājiem. Turklāt pēc parauga sadalīšanas divās grupās, pamatojoties uz vidējo aizmugurējo CA2/3 tilpumu, nevienā no grupām nekonstatējām saistību starp apjomu un autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju. Tas nozīmē, ka indivīdam ar izcilām autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spējām varētu būt līdzīgs aizmugures CA2/3 apjoms kā cilvēkam ar daudz vājāku atmiņu. Īsāk sakot, zinot personas aizmugurējo CA2/3 apjomu, nevar noteikti būt informācija par viņa autobiogrāfiskās atmiņas spēju. Ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai vēl vairāk noskaidrotu šo sarežģīto atklājumu modeli.

Otrkārt, mēs arī paredzējām, ka subiculum29 un / vai priekšējā pre / parasubiculum26, 28, 33 apjoms varētu būt saistīts ar autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju. Tomēr dati šo hipotēzi neatbalstīja. Tas nenozīmē, ka subiculum, pre/parasubiculum vai, protams, kāds no citiem apakšlaukiem nav nepieciešams autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanai, tikai to, ka to apjoms var neliecināt par pamatfaktoriem, kas izraisa individuālās atšķirības. Pētījumā, kurā tika pētīta saikne starp hipokampu apakšlauka tilpumiem un autobiogrāfiskās atmiņas atcerēšanās spēju, atklājās, ka pirms/parasubikula tilpums bija saistīts ar labāku autobiogrāfiskās atmiņas noturību astoņu mēnešu kavēšanās laikā28. Šis garengriezuma pētījums ļāva koncentrēties uz atmiņas saglabāšanu laika gaitā, ko pašreizējā eksperimentā nebija iespējams izpētīt, izslēdzot tiešu salīdzinājumu.

Treškārt, pašreizējā pētījumā mēs pārbaudījām lielu 201 dalībnieka izlasi. Tomēr pat ar šādu izlases lielumu mēs nevaram izslēgt īpaši mazu efektu esamību, kas varētu liecināt par būtisku saistību, piemēram, to, kas redzams starp CA2/3 un autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu, pārbaudot mūsu paraugu kopumā (r(193) { {4}}.10, p=0.15). Patiešām, lai šī saistība sasniegtu statistisku nozīmīgumu, būtu nepieciešams vismaz 500 dalībnieku izlase, kam pašlaik ir nepieciešams 300 h MRI skenēšanas laiks un 4000 h manuāla hipokampu apakšlauka segmentācija. Turpmākajā darbā, kura mērķis ir saistīt individuālās atšķirības autobiogrāfiskajā atmiņā ar smadzeņu struktūru un funkcijām, varētu apsvērt iespēju pieņemt konsorcija un "mega-analīzes" pieejas, piemēram, ģenētikas literatūrā67. Turklāt ir steidzami vajadzīgas precīzas automatizētas apakšlauka segmentācijas metodes, kas precīzi segmentē hipokampu visā tā garumā, tostarp atdalot DG un CA2/3, kā arī subiculum un pre/parasubiculum.

Ceturtkārt, lai gan publicētajā literatūrā bieži tiek izmantota mediānas sadalīšanas pieeja, tā nav bez ierobežojumiem. Veicot vidējo sadalīšanu, veidojas divas mazākas grupas un attiecīgi samazinās jauda. Turklāt mediāna sadala atsevišķas personas, kas atrodas tieši virs un tieši zem mediānas, lai gan šie dalībnieki, iespējams, ir diezgan līdzīgi. Ideālā gadījumā iedalīšana grupām ar zemāku un augstāku veiktspēju šeit būtu veikta, izmantojot neatkarīgu autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju mērījumu, tomēr labas kvalitātes mērījumu trūkst.

Piektkārt, jāatzīmē arī tas, ka starp vērtētāju vienošanās par CA2/3 noteikšanu bija zemāka nekā lielākajā daļā citu apakšlauku, uzsverot šīs mazās teritorijas izpētes izaicinājumu. Tomēr vērtības ir līdzīgas tām, kas norādītas iepriekšējos pētījumos19, 25, 28, 57, 68, un ir diapazonā, kas literatūrā definēts kā "labs" ticamības rādītājs, un lielākiem apakšlaukiem ir "izcila" uzticamība69. Tāpēc mēs esam pārliecināti par savām CA2/3 robežām, taču šis punkts jāņem vērā, interpretējot rezultātus.
Sestkārt, joprojām ir reti sastopami spēcīgi individuālo atšķirību pētījumi, kas saistīti ar autobiogrāfisko atmiņu ar smadzeņu struktūru un darbību. Citu šeit ziņotās kohortas datu aspektu analīze nekonstatēja nekādas attiecības starp veselas, priekšējās vai aizmugurējās hipokampu pelēkās vielas tilpumu vai pelēkās vielas mikrostruktūru (piemēram, mielinizāciju un dzelzi) ar autobiogrāfiskas atmiņas atsaukšanas spēju8, 43. No otras puses, specifiskas baltās vielas mikrostruktūras iezīmes, kas saistītas ar aksonu vadīšanas ātrumu, bija saistītas ar individuālām atšķirībām autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spējās, bet ne ar laboratoriskiem atmiņas stimuliem42. Izmeklējumos, kuros izmantoti citi lieli paraugi, ir konstatētas attiecības starp temporālo polu tilpumu un autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu veseliem gados vecākiem pieaugušajiem70 un dažādus miera stāvokļa funkcionālās savienojamības modeļus gan jaunākiem, gan vecākiem pieaugušajiem starp autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanu un kontroles pasākumu59. Šādi pētījumi, kā arī turpmāki pētījumi par hipokampu apakšlaukiem, cerams, palīdzēs veidot daudz pilnīgāku izpratni par to, kāpēc pastāv tik lielas atšķirības vispārējā populācijā, kas spēj atcerēties savu ikdienas pieredzi. Mēs arī atzīmējam, ka ir dažādas pieejas autobiogrāfiskās atmiņas atcerēšanās spējas59, 70 un kontroles pasākumu 29, 44, 45 optimālās metrikas noteikšanai no autobiogrāfiskās intervijas40. Turpmākajā darbā varētu salīdzināt šīs dažādās metodes un to saistību ar hipokampu apakšlauku apjomiem.

Visbeidzot, pašreizējais pētījums bija īpaši vērsts uz jauniem, veseliem indivīdiem. Apakšlauka apjoma svārstībām novecošanas vai slimību dēļ var būt atšķirīga saistība ar autobiogrāfiskās atmiņas veiktspēju. Turpmākajos hipokampu apakšlauka pētījumos papildus jauniem veseliem indivīdiem būtu jāpārbauda arī individuālās atšķirības šāda veida grupās.

Visbeidzot, pašreizējais pētījums bija īpaši vērsts uz jauniem, veseliem indivīdiem. Apakšlauka apjoma svārstībām novecošanas vai slimību dēļ var būt atšķirīga saistība ar autobiogrāfiskās atmiņas veiktspēju. Turpmākajos hipokampu apakšlauka pētījumos papildus jauniem veseliem indivīdiem būtu jāpārbauda arī individuālās atšķirības šāda veida grupās.

Metodes

Dalībnieki.

Pētījumā tika iekļauti divi simti viens vesels cilvēks, 104 sievietes un 97 vīrieši. Kā aprakstīts iepriekšējās publikācijās8, 42, 43, vecuma diapazons tika ierobežots līdz 20–41 gadu vecumam, lai ierobežotu iespējamās novecošanas sekas (vidējais vecums =29.05 gadi, SD=5.65). Dalībnieku pirmā valoda bija angļu valoda, un viņi neziņoja par psiholoģiskiem, psihiskiem vai neiroloģiskiem stāvokļiem. Tika izslēgti cilvēki, kuru hobiji vai profesijas bija saistītas ar hipokampu (piemēram, licencēti Londonas taksometru vadītāji). Sākotnēji tika pieņemti darbā divi simti septiņpadsmit dalībnieki, tomēr sešpadsmit dalībnieku skenēšanas kvalitāte bija pārāk slikta precīzai hipokampu segmentācijai, un pēc tam viņi tika izslēgti. Dalībniekiem par piedalīšanos tika atlīdzināts £10 stundā, kas tika samaksāts studiju beigās.

Visi dalībnieki sniedza rakstisku informētu piekrišanu, un pētījums tika veikts ar Londonas Universitātes koledžas Pētniecības ētikas komitejas apstiprinājumu (projekta ID: 6743/001). Visas metodes tika veiktas saskaņā ar attiecīgajām vadlīnijām un noteikumiem.

Pētījuma plānošanas laikā tika noteikts, ka izlases lielums, kurā ir vairāk nekā 200 dalībnieki, ir piemērots, jo, atbildot uz vairākiem interesējošiem jautājumiem, var izmantot dažādas statistikas metodes. Konkrēti, paraugam bija pietiekama jauda, ​​lai identificētu vidējus efektus, veicot korelācijas analīzes alfa līmenī 0, 01 un salīdzinot korelācijas ar alfa līmeņiem 0, 0571. Ir ierosināti arī vairāk nekā 200 dalībnieku paraugi, kas ir piemēroti korelācijas neiroattēlveidošanas pētījumiem, kas līdzīgi šeit veiktajiem 36, 37.

Autobiogrāfiskā intervija.

Šis plaši izmantotais tests tika izmantots, lai noteiktu autobiogrāfiskās atmiņas atsaukšanas spēju. Dalībniekiem tiek lūgts sniegt autobiogrāfiskas atmiņas no konkrēta laika un vietas četros laika periodos – agrā bērnībā (līdz 11 gadu vecumam), pusaudža gados (vecumā no 11 līdz 17 gadiem), pilngadībā (no 18 gadu vecuma līdz 12 mēnešiem pirms intervijas); tiek pieprasītas divas atmiņas) un pēdējais gads (atmiņa no pēdējiem 12 mēnešiem); tāpēc kopā tiek novāktas piecas atmiņas. Atmiņas aprakstu ieraksti tiek pārrakstīti vēlākai vērtēšanai.

Autobiogrāfiskās intervijas galvenais iznākuma rādītājs ir vidējais iekšējo detaļu skaits, kas iekļautas notikuma aprakstā no piecām autobiogrāfiskajām atmiņām. Iekšējās detaļas ir tās, kas apraksta attiecīgo notikumu (ti, epizodiskas detaļas) un ietver notikumu, vietu, laiku un uztveres informāciju, kā arī domas un emocijas saistībā ar pašu notikumu. Mēs izmantojām vidējo semantisko detaļu skaitu, kas iekļautas piecās autobiogrāfiskajās atmiņās, kā kontroles pasākumu. Semantiskās detaļas attiecas uz semantisku informāciju par pagātnes notikumu vai ir saistītas ar to, un netiek uzskatīts, ka tas atspoguļo autobiogrāfiskas atmiņas atsaukšanas spēju.

Divkāršs vērtējums tika veikts 20% datu. Gan iekšējām, gan semantiskām detaļām tika aprēķināti starpklases korelācijas koeficienti, izmantojot divvirzienu nejaušības efektu modeli, kas meklē absolūtu vienošanos. Tas tika veikts gan atsevišķām atmiņām, gan kā vidēji visām piecām atmiņām katram dalībniekam. Iekšējām detaļām koeficienti bija attiecīgi 0.94 un 0.97, bet semantiskajai informācijai tie bija 0.80 un 0. attiecīgi 84. Atsauces nolūkā tiek uzskatīts, ka starpklases korelācijas koeficientiem starp 0,75 un 0,90 ir laba uzticamība, savukārt starpklases korelācijas koeficientiem, kas ir 0,90 un vairāk, ir izcila uzticamība69.

Laboratorijas testi.

Dalībnieku IQ aprēķini tika iegūti no premorbid funkcionēšanas testa46. Pareizo atbilžu skaits tika pārveidots par pilna mēroga IQ (FSIQ) novērtējumu saskaņā ar standarta vērtēšanas procedūru.

Dalībniekiem tika veikti arī astoņi laboratorijas atmiņas testi. Tie bija atmiņas testi, kurus bieži izmanto neiropsiholoģiskos apstākļos. Uzdevumi tika veikti un novērtēti saskaņā ar viņu standartizētajiem un publicētajiem protokoliem. Konkrēti:

Verbālā saraksta atsaukšana tika novērtēta, izmantojot Reja dzirdes verbālās mācīšanās testa 47 tūlītēju un aizkavētu atsaukšanu. Vizuotelpiskā atsauksme tika pārbaudīta, izmantojot Rey-Rey-Osterrieth kompleksa aizkavēto atsaukšanu 48. attēls. Atpazīšanas atmiņa tika pētīta, izmantojot Warrington atpazīšanas atmiņas testus. Vārdiem un sejām49. Dalībniekiem tika veikts arī uzdevums "Dzīvs vai miris", kas pārbauda vispārīgas zināšanas par to, vai slaveni cilvēki ir miruši vai joprojām ir dzīvi, nodrošinot semantiskās atmiņas mērījumu50. Visbeidzot, spēja atsaukt atmiņā īsu stāstījumu tika pārbaudīta, izmantojot Wechsler Memory Scale IV51 loģiskās atmiņas apakštesta tūlītēju un aizkavētu atsaukšanu.

Ņemiet vērā, ka autobiogrāfiskā atmiņa atgādina datus un šeit aprakstīto laboratorijas testu dati tika iekļauti iepriekšējā galveno komponentu analīzē, kuras mērķis bija izpētīt šo uzvedības datu struktūru — sīkāku informāciju skatiet Clark et al.72.

MRI datu iegūšana.

Kā aprakstīts iepriekšējās publikācijās 8, 42, 43, neiroattēlveidošanas datu vākšanai tika izmantoti trīs MRI skeneri. Visi skeneri bija Siemens Magnetom TIM Trio sistēmas ar 32-kanāla galvas spolēm un atradās tajā pašā neiroattēlveidošanas centrā, kurā darbojas viena un tā pati programmatūra. Sekvences tika identiski ielādētas atsevišķos skeneros. Dalībnieka iestatīšana un pozicionēšana katram skenerim tika veikta saskaņā ar to pašu protokolu.

Dalībnieki tika skenēti, izmantojot strukturālu MRI secību, kas tika optimizēta hipokampa augstas izšķirtspējas attēlveidošanai. Dati tika vākti, izmantojot vienas plātnes 3D T2-svērtu turbo spin atbalss secību ar mainīgiem fip leņķiem73 kombinācijā ar paralēlo attēlveidošanu, lai vienlaikus sasniegtu augstu attēla izšķirtspēju 5{{10}}0 μm. , augsta paraugu ņemšanas efektivitāte un īss skenēšanas laiks, vienlaikus saglabājot pietiekamu signāla un trokšņa attiecību. Pēc vienas aksiālās plātnes ierosināšanas attēls tika nolasīts ar šādiem parametriem: izšķirtspēja=0,52 × 0,52 × 0,5 mm, matrica=384 × 328, starpsienas=104, starpsienas biezums=0,5 mm, nodalījuma pārtveršana=15,4%, redzes lauks=200×171 mm, atbalss laiks (TE)=353 ms, TR=3200 ms, GRAPPA × 2 fāzes kodēšanas (PE) virzienā, joslas platums =434 Hz/pikselis, atbalss atstatums=4,98 ms, turbo koeficients PE virzienā=177, atbalss vilciena ilgums{ {31}}, vidējie rādītāji=1.9. Lai samazinātu signāla novirzi, ko izraisa, piemēram, spoles jutīguma profilu telpiskās izmaiņas, attēli tika normalizēti, izmantojot iepriekšēju skenēšanu, un tika piemērots vājas intensitātes filtrs, kā to ieviesa skenera ražotājs. Lai uzlabotu segmentēšanai izmantotā anatomiskā attēla signāla un trokšņa attiecību, katram dalībniekam tika iegūti trīs skenējumi ar kopējo skenēšanas laiku 39 minūtes. Katras struktūras skenēšanas kvalitāte tika vizuāli pārbaudīta. Ja skenēšanas kvalitāte tika apdraudēta kustību artefaktu dēļ, tā tika izmesta. Katra dalībnieka augstas kvalitātes skenējumi tika kopīgi reģistrēti, noņemti un aprēķināti vidēji.

Hipokampu apakšlauku segmentācija.

Katram dalībniekam, izmantojot ITK Snap programmatūras versiju 3.2.0, mēs manuāli iezīmējām hipokampu apakšlaukus abpusēji, izmantojot vietējās telpas vidējo lielumu un atslābinātu augstas izšķirtspējas strukturālo attēlu saskaņā ar Dalton et al.22 aprakstīto metodoloģiju. Maskas tika izveidotas šādiem apakšreģioniem: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum un uncus (1. att.). Apakšzemes segmentāciju veica divi segmentētāji (IAC un MAD).

Hipokampu segmentāciju ticamība tika novērtēta, izmantojot starp- un intra-rater uzticamības mērījumus. Mūsu galvenā uzmanība tika pievērsta vērtētāju savstarpējai uzticamībai, katram pētniekam neatkarīgi segmentējot abus to pašu 20 dalībnieku hipokampus (10% no kopējā skaita). Tā kā hipokampu segmentācija vienam dalībniekam prasīja aptuveni 8 stundas, pilna parauga segmentācija tika veikta 3,5 gadu laikā (no 2018. gada jūlija līdz 2021. gada decembrim). Visā šajā periodā tika veiktas neatkarīgas hipokampu segmentācijas, lai novērtētu uzticamību, kas arī kalpoja, lai nodrošinātu konsekvenci laika gaitā; ja pētnieks 3,5 gadu laikā novirzītos no segmentācijas protokola, tad mēs to zinātu, jo starpvērtētāju rādītāji samazinātos.

Katram apakšlaukam tika veiktas uzticamības analīzes, izmantojot kauliņu pārklāšanās metriku74, kas rada rezultātu no 0 (bez pārklāšanās) līdz 1 (pilnīga pārklāšanās). Tika aprēķināti arī starpklases korelācijas koeficienti (izmantojot divvirzienu nejaušības efektu modeli, meklējot absolūtu vienošanos), kur starpklases korelācijas koeficienti starp 0.75 un 0.90 Tiek uzskatīts, ka tiem ir laba uzticamība, un starpklases korelācijas koeficienti 0,90 vai augstāki tiek uzskatīti par izciliem69.

Starpvērtētāju uzticamības rādītāji bija līdzvērtīgi tiem, kas norādīti esošajā literatūrā19,25,28,57,68,75–77. Kauliņu savstarpējā uzticamība bija 0.85 DG/CA4, 0.68 CA2/3, 0.78 CA1, 0.8{{21 }} par subiculum, 0.70 par pre/parasubiculum un 0.83 par uncus. Starpklases korelācijas koeficienti bija 0.91 DG/CA4, 0.75 CA2/3, 0.91 CA1, 0.90 subiculum, 0,76 par pre/parasubiculum un 0,97 par uncus. Rezultāti par katru no 20 individuālajām kauliņu savstarpējās vērtētāju uzticamības analīzēm (ieskaitot katras segmentācijas datumu) ir sniegti S7 papildu tabulā. Visos laika punktos Dice starpvērtētāju uzticamības rādītāji atbilda iepriekšējiem laika punktiem un publikācijām, parādot augstu konsekvences līmeni 3,5 gadu laikā, kā arī augstu uzticamību starp diviem segmentētājiem.

Abiem segmentētājiem bija augsta arī iekšējā vērtētāja uzticamība. IAC Dice iekšējā vērtētāja uzticamība (vairāk nekā 5 dalībnieki, vidēji ar 32,8 mēnešu starpību (SD{5}}.22) bija 0,91 DG/CA4, {{10 }}.81 CA2/3, 0.86 CA1, 0.86 subiculum, 0.80 pre/parasubiculum un 0.89 attiecībā uz uncus, ar starpklases korelācijas koeficientiem 0.96 DG/CA4, 0.93 CA2/3, {{36} }.85 par CA1, 0.99 par subiculum, 0.83 par pre/parasubiculum un 0.97 par uncus. Attiecībā uz MAD (kā iepriekš ziņots 22. atsaucē. ), Dice iekšējā vērtētāja uzticamība (vairāk nekā 6 dalībnieki, mērot ar 3 mēnešu starpību) bija 0.86 DG/CA4, 0,76 CA3/2, {{56} },85 CA1, 0.86 subiculum, 0,75 pre/parasubiculum un 0,87 uncus ar starpklases korelācijas koeficientiem { {68}}.91 par DG/CA4, 0.84 par CA2/3, 0.89 par CA1, 0.95 par subiculum, 0.72 par pre/parasubiculum un 0.96 par uncus.

Katrs apakšlauks, izņemot uncus, tika sadalīts arī tā priekšējā un aizmugurējā daļā8,34. Saskaņā ar literatūru 38, 39 priekšējais tika definēts kā sākot no pirmās šķēles, kur hipokampu var novērot vislielākajā priekšējā daļā, līdz pēdējai uncus šķēlei (tēvoča virsotnei), un aizmugurējais hipokamps tika noteikts no pirmā. šķēle pēc tēvoča virsotnes līdz pēdējai novērošanas daļai tās visvairāk aizmugurējā apjomā (1. att.).

Statistiskās analīzes.

Analīzes tika veiktas R 4.1. Dati tika apkopoti, izmantojot vidējos un standarta novirzes.

Mūsu galvenajās analīzēs mēs pētījām attiecības starp katra apakšlauka apjomu un iekšējo detaļu skaitu no autobiogrāfiskās intervijas, izmantojot daļējas korelācijas, un bootstrapping tika veikta 10,000 reizes, lai aprēķinātu ticamības intervālus. Lai to izdarītu, tika izmantotas pakotnes ppopcornv1.178 un RVAideMemoire v0.9.81.2. Katrā daļējā korelācijā tika iekļauti seši kovariāti: vecums, dzimums, pilna mēroga IQ, skeneris, kopējais hipokampu tilpums un kopējais intrakraniālais tilpums. Analīzēs, kurās atsevišķi tika pētīti vīrieši un sievietes, dzimums netika iekļauts kā kovariāts. Analīzēm, kurās tika pētīti priekšējā un aizmugurējā apakšlauka tilpumi, kopējais hipokampu priekšējais vai aizmugurējais tilpums tika iekļauts kā kovariāts, nevis kopējais hipokampu tilpums. Kontroles analīzes tika veiktas identiski, bet apakšlauka apjoms tika korelēts vai nu ar kopējo semantisko detaļu skaitu no autobiogrāfiskās intervijas vai loģiskās atmiņas tūlītējas vai aizkavētas atsaukšanas mērogotajiem rādītājiem.

Ja tika salīdzinātas iekšējās detaļas un kontroles korelācijas, statistiskās atšķirības tika pārbaudītas, izmantojot Meng et al.79 aprakstīto paņēmienu. Šī pieeja paplašina Fišera transformāciju, ļaujot precīzāk pārbaudīt un salīdzināt divas saistītas korelācijas. Korelācijas salīdzinājums tika veikts, izmantojot R krāsu pakotni v1.1.380. Tā kā korelāciju salīdzināšana tika veikta tikai tad, ja iepriekš ir konstatēta nozīmīga korelācija (Bonferroni labots p.<0.0042—see main text), a ttwo-sidedp-value<0.05 was deemed significant

Dalībnieki tika arī iedalīti zemākas vai augstākas veiktspējas grupās atkarībā no viņu rezultātiem, salīdzinot ar visas izlases iekšējo detaļu vidējo skaitu. Ja viņu kopējais iekšējo datu skaits bija mazāks par vidējo vai vienāds ar vidējo, tie tika iedalīti grupai ar zemāku veiktspēju (n=101), turpretim rezultāti, kas pārsniedz vidējo rādītāju, tika iedalīti grupai ar augstāku veiktspēju (n =100). Turklāt 20 dalībnieki ar vislielāko iekšējo detaļu skaitu tika iedalīti grupai ar vislielāko sniegumu, bet 20 zemākie punkti tika iedalīti grupai ar vislielāko sniegumu. Hipokampu apakšlauka tilpumu salīdzinājumi starp grupām ar zemāku un augstāku veiktspēju, kā arī starp vislielākajiem un zemākajiem rādītājiem tika veikti, izmantojot vienvirziena vienfaktoru ANCOVA ar tādiem pašiem kovariātiem kā daļējai korelācijai, izmantojot R pakotnes auto v3.{{8 }}.

Grupu ar zemāku un augstāku veiktspēju salīdzinājumi citiem rādītājiem (4. tabula) tika veikti, izmantojot t-testus nepārtrauktiem mainīgajiem vai hī kvadrāta testus kategoriskiem mainīgajiem. Atšķirības tika uzskatītas par būtiskām pēc abpusējas p vērtības<0.05.

Datu pieejamība

Šī pētījuma laikā analizētie dati ir iekļauti papildu datu kopas failā

Atsauces

1. LePort, AKR u.c. Ļoti izcilas autobiogrāfiskās atmiņas (HSAM) uzvedības un neiroanatomiskā izmeklēšana. Neirobiol. Uzziniet. Atm. 98, 78–92 (2012).

2. Palombo, DJ, Alain, C., Söderlund, H., Khuu, W. & Levine, B. Severely deficient autobiographical memory (SDAM) veseliem pieaugušajiem: jauns mnemoniskais sindroms. Neuropsychologia 72, 105–118 (2015).

3. Palombo, DJ, Sheldon, S. & Levine, B. Individuālās atšķirības autobiogrāfiskajā atmiņā. Tendences Cogn. Sci. 22, 583–597 (2018).

4. Scoville, WB & Milner, B. Nesenās atmiņas zudums pēc divpusējiem hipokampu bojājumiem. J. Neirols. Neiroķirurgs. Psihiatrija 20, 11–21 (1957).

5. Winocur, G. & Moscovitch, M. Atmiņas transformācija un sistēmu konsolidācija. J. Int. Neiropsihols. Soc. 17, 766–780 (2011).

6. McCormick, C., Ciaramelli, E., De Luca, F. & Maguire, EA Hipokampu un ventromediālā prefrontālās garozas bojājumu kognitīvās ietekmes salīdzināšana un pretstatīšana: pārskats par cilvēka bojājumu pētījumiem. Neuroscience 274, 295–318 (2018).

7. Clark, IA & Maguire, EA Atceroties saglabāšanu hipokampu amnēzijā. Annu. Rev. Psychol. 67, 51–82 (2016).

8. Clark, IA et al. Vai hipokampu apjoms izskaidro veiktspējas atšķirības no hipokampu atkarīgos uzdevumos? Neuroimage 221, 117211 (2020).

9. Van Petten, C. Saistība starp hipokampu tilpumu un atmiņas spēju veseliem indivīdiem visā dzīves laikā: pārskats un metaanalīze. Neuropsychologia 42, 1394–1413 (2004).

10. Maguire, EA, Valentine, ER, Wilding, JM & Kapur, N. Ceļi uz atcerēšanos: smadzenes aiz izcilas atmiņas. Nat. Neirosci. 6, 90–95 (2003).

11. Duvernoy, H., Cattin, F. & Risold, P. Te Human Hippocampus 4th ed. (Pavasaris, 2013).

12. Amaral, D. & Lavanex, P. Hippocampal Neuroanatomy: Te Hippocampus Book (Oxford University Press, 2007).

For more information:1950477648nn@gmail.com