Effekter av transkraniell likestrømstimulering kombinert med å lytte til foretrukket musikk på minne hos eldre voksne, del 1

Å lytte til selvbiografisk fremtredende musikk (dvs. musikk som fremkaller personlige minner fra fortiden), og transkraniell likestrømsstimulering (tDCS) er blitt foreslått for å midlertidig forbedre eldre voksnes påfølgende ytelse på hukommelsesoppgaver. Begrenset forskning har undersøkt effekten av å kombinere både tDCS og musikklytting sammen på kognisjon.

De siste årene, med den kontinuerlige utviklingen av nevrovitenskap, har folk begynt å ha en sterk interesse for forholdet mellom transkraniell likestrømsstimulering og hukommelse. Transkraniell likestrømstimulering er en teknikk som forbedrer hjernens funksjon ved å påføre en svak elektrisk strøm gjennom hodebunnen for å aktivere nevroner i hjernen. Så kan denne teknikken forbedre hukommelsen?

Flere studier har vist at transkraniell likestrømstimulering faktisk kan forbedre folks hukommelse. Etter mange eksperimenter fant forskerne at transkraniell likestrømstimulering kan forbedre folks korttidshukommelse og langtidshukommelse. Spesielt når man lærer ny kunnskap eller memorerer nye ting, er effekten av transkraniell likestrømstimulering mer åpenbar.

I tillegg har transkraniell likestrømstimulering også god effekt på å bedre hukommelsen til eldre. Det kan hjelpe eldre å huske ny kunnskap raskere og lindre problemet med hukommelsestap forårsaket av aldring hos eldre. Dette gir stor bekvemmelighet for eldres studier og liv.

Imidlertid bør det bemerkes at transkraniell likestrømstimulering ikke er et universalmiddel, og effekten vil bli påvirket av mange andre faktorer, som intensiteten og tiden til stimuleringsstrømmen. Derfor må det utføres under veiledning av fagfolk for å sikre sikkerhet og effektivitet.

I dag, med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi, bør vi også aktivt omfavne disse nye teknologiene og tørre å prøve innovative metoder for å forbedre vår lærings- og arbeidseffektivitet. Transkraniell likestrømstimulering er utvilsomt en svært effektiv teknologi, og dens anvendelse vil i stor grad fremme utviklingen av menneskelig kognitiv funksjon. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen vår. Cistanche kan forbedre hukommelsen vår betydelig fordi Cistanche er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale med mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av kjøttdeig kommer fra ulike aktive ingredienser, inkludert karboksylsyre, polysakkarider, flavonoider osv. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse gjennom ulike kanaler.

Klikk vet 10 måter å forbedre hukommelsen

Denne studien undersøkte om anodal tDCS-stimulering over venstre dorsolaterale prefrontale cortex (2 mA, 20 min) med samtidig lytting til selvbiografisk fremtredende musikk forsterket påfølgende endringer i arbeidsminne og gjenkjenningsminne hos eldre voksne enn enten tDCS eller musikklytting alene. I en randomisert sham-kontrollert crossover-studie deltok 14 friske eldre voksne (64–81 år) i tre nevrostimuleringstilstander: tDCS med musikklytting (tDCS+Music), tDCS i stillhet (kun tDCS) eller sham-tDCS med musikk lytting (Sham+Music), hver atskilt med minst en uke.

Arbeidsminne ble vurdert før og etter stimulering ved hjelp av en oppgave med sifferspenn, og gjenkjennelsesminne ble vurdert etter stimulering ved bruk av en auditiv ordgjenkjenningsoppgave (WRT) hvor elektroencefalografi (EEG) ble registrert. Ytelse på bakoversifferspennet viste forbedring i tDCS+Music, men ikke i tDCS-only eller Sham+Music-forhold.

Selv om ingen forskjeller i atferdsytelse ble observert i den auditive WRT, ble endringer i nevrale korrelater underliggende gjenkjenningsminne observert etter tDCS+Music sammenlignet med Sham+Music. Funn tyder på å lytte til selvbiografisk fremtredende musikk kan forsterke effekten av tDCS på arbeidsminnet, og fremheve den potensielle nytten av nevrostimulering kombinert med personlig musikk for å forbedre kognitiv ytelse i den aldrende befolkningen.
Forskning på opphisselse-og-stemningshypotesen har antydet at lytting til fornøyelig musikk kan øke opphisselsen og indusere en positiv effekt, og dermed påvirke påfølgende kognitiv ytelse1,2.

Hos eldre voksne ble fordeler etter musikklytting vist i ulike kognitive domener som selvbiografisk minnegjenkalling3, arbeidsminne4, semantisk fuency5, semantisk minne6 og episodisk minne7–9. Gitt individuelle forskjeller i musikalske lyttepreferanser og avsky, kan selvbiografisk fremtredende musikk være av spesiell interesse for senere å fremkalle kognitive fordeler etter musikklytting. Musikk som fremkaller selvbiografiske minner eller har betydelig personlig betydning for et individ (dvs. selvbiografisk fremtredende musikk) kan være spesielt kraftig når det gjelder å fremkalle sterke positive effekter og økt opphisselse10,11.

For eldre voksne øker lytting til selvbiografisk fremtredende musikk positive effekter og fremkaller følelser av nostalgi og idiosynkratiske meningsfulle minner, som oppstår fra følelsesmessig fremtredende assosiasjoner dannet mellom bestemte sanger og hendelser fra deres yngre år11–14.
Ettersom sunn aldring er assosiert med nedgang i kognitive domener som arbeidsminne og episodisk hukommelse15,16, kan lytting til selvbiografisk fremtredende musikk, i henhold til opphisselses- og stemningshypotesen, ha potensial til å forbedre kortsiktig ytelse i disse kognitive domenene ved å forbedre positive effekter og øke ens opphisselse og følelsesmessige tilstand.

På samme måte har ikke-invasiv hjernestimulering vist potensial for midlertidig forbedring av arbeidsminnet og episodisk hukommelse17. En slik teknikk er transkraniell likestrømstimulering (tDCS), som innebærer å påføre en lavintensitetsstrøm via en positiv elektrode (anode) og en negativ elektrode (katode) plassert på toppen av hodebunnen.

Strøm fra anodal tDCS antas å midlertidig øke kortikal eksitabilitet på det målrettede stimuleringsstedet ved å modulere hvilemembranpotensialet til nevroner18,19. Den resulterende økningen i kortikal eksitabilitet kan føre til kort- og langsiktige atferdsendringer observert etter stimulering og antas å tilskrives langsiktig potensering og kortikal plastisitet20. Den venstre dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) er et vanlig stimuleringssted for å undersøke forbedring i ytelse for arbeidsminne og episodiske minneoppgaver. Hos friske eldre voksne har flere studier med bruk av tDCS vist påfølgende forbedringer i arbeidsminne21,22 og episodisk minne23–26 etter administrering av tDCS til DLPFC, selv etter en enkelt stimuleringsøkt23,27,28.

For eksempel forbedret eldre voksnes nøyaktighet i en verbal n-ryggoppgave etter en enkelt 30-min stimuleringsøkt med 2 mA anodal tDCS over venstre DLPFC sammenlignet med falsk stimulering28. Imidlertid forblir konsensus blandet om påliteligheten til tDCS i seg selv for å forbedre kognisjon hos friske eldre voksne, med noen studier som ikke finner noen effekt av prefrontal tDCS på kognitive evner29–31.

Videre er disse blandede funnene også sammenflettet med studier som bruker forskjellige parametere, oppgaver og resultatmål under eller etter stimulering, samt vurderer den høye variasjonen i individers respons til tDCS32. En metaanalyse 17 viste kognitive fordeler etter tDCS hos friske eldre voksne med en moderat effektstørrelse (0.42), mens en annen metaanalyse konkluderte med ingen bevis for kognitive fordeler hos friske voksne fra 18–50 år etter tDCS33.

Selv om tDCS har vist lovende for å lindre kognitive svekkelser i eldre voksne kliniske populasjoner som de med demens17, er det mindre klart hvilke forhold som gjør at tDCS pålitelig kan demonstrere maksimal respons hos den friske aldrende befolkningen30,32.

Ettersom tidligere forskning har antydet at tDCS og selvbiografisk fremtredende musikk uavhengig kan gi fordeler i etterfølgende hukommelse hos eldre voksne, kan man forvente at gevinster i hukommelsen blir forsterket når de kombineres.

En studie34 undersøkte effekten av anodal tDCS på DLPFC på hemmende kontroll hos yngre voksne ved bruk av en Stop-Signal-oppgave mens de samtidig lyttet til enten stillhet, lavtempo eller høyttempo bakgrunnsmusikk, og fant ut at bakgrunnsmusikk i høyt tempo interagerte med effekten av tDCS på responshemming.

En annen studie35 undersøkte effekten av cerebellar tDCS etterfulgt av musikklytting på en Line Bisection Task hos yngre voksne, og avslørte at sammenkoblingen av katodisk (hemmende) stimulering og musikklytting kompenserte for pseudoneglekt i visuospatial oppmerksomhet. Ingen studier vi vet har undersøkt endringer i minneytelse etter anodal tDCS og lytting til selvbiografisk fremtredende musikk hos eldre voksne.

Denne studien hadde som mål å undersøke om anodal tDCS med samtidig lytting til selvbiografisk fremtredende musikk forsterket eldre voksnes påfølgende minneytelse enn enten tDCS i stillhet eller musikklytting under falsk stimulering i to domener av minne: arbeidsminne og gjenkjenningsminne.

Anodal tDCS ble påført over venstre DLPFC ved å bruke en strømintensitet på 2 mA og stimuleringslengde på 20 minutter basert på tidligere litteratur som demonstrerte forbedringer i arbeidsminne og episodisk minne etter disse stimuleringsparametrene24,28,34.

Arbeidsminne ble målt før- og etterstimulering ved hjelp av en sifferspennoppgave, og episodisk hukommelse ble målt etterstimulering ved bruk av en auditiv ordgjenkjenningsoppgave (WRT) hvor nevroelektrisk aktivitet ble registrert ved elektroencefalografi (EEG).

Vi forventet at endringer i arbeidsminne og gjenkjennelsesminne skulle forsterkes når tDCS ble administrert samtidig til deltakere som lyttet til selvbiografisk fremtredende musikk i forhold til enten falsk stimulering med musikklytting eller tDCS administrert i stillhet.

Metoder

Deltakere.

Deltakerne ble rekruttert hvis de var mellom 60 og 85 år, rapporterte normalt eller korrigert til normalt syn og hørsel, hadde ingen historie med lærevansker, hjerneslag, forbigående iskemisk anfall, traumatisk hjerneskade med bevissthetstap på mer enn 5 min. , rusmisbruksforstyrrelse, nevrodegenerativ sykdom, hjerneabnormiteter, historie med intrakraniell kirurgi, anfallsforstyrrelse eller enhver annen diagnose av alvorlig nevrologisk eller psykiatrisk lidelse.

Eksklusjonskriterier inkluderte også samtidig behandling med ototoksiske medisiner, medisiner som påvirker kognitive evner, tilstedeværelsen av implanterte enheter eller spor av metall i kroppen. Sytten eldre voksne deltok i denne studien.

Data ble ekskludert fra analyse fra to deltakere på grunn av slitasje, og fra en annen deltaker på grunn av utilstrekkelig lengde på stimuleringstid i en tilstand på grunn av tekniske vanskeligheter under tDCS. Det endelige utvalget besto av 14 eldre voksne (64–81 år og 11 kvinner, se tabell 1). Alle deltakerne var høyrehendte og hadde ingen tidligere erfaring med tDCS eller noen av de eksperimentelle oppgavene.

Enkeltpersoner ble rekruttert fra deltakerdatabasen ved Rotman Research Institute samt gjennom annonser. Studieprotokollen ble godkjent av Research Ethics Board ved Rotman Research Institute ved Baycrest Center. Alle deltakerne ble informert om prosedyrene og mulige risikoer ved tDCS og informert skriftlig samtykke ble innhentet fra alle deltakerne.

Alle metoder ble utført i henhold til relevante retningslinjer og forskrifter, inkludert sikkerhetsprotokoller basert på etablerte retningslinjer for tDCS-administrasjon36. Deltakerne mottok økonomisk kompensasjon for sin deltakelse i studien.

Musikalsk lytteintervju før eksperimentet.

Før studiedeltakelsen ble deltakerne spurt om musikalske lyttepreferanser og tidligere musikalske opplevelser for å sikre den selvbiografiske fremtredende musikken som skulle spilles under studien. Under intervjuet ble deltakerne undersøkt for deres foretrukne musikksjangre og for å dele sine favorittsanger og artister fra fortid og nåtid.

Deltakerne ble også undersøkt for musikklyttingspreferanser gjennom hvert tiår av deres levetid, fra barndommen og tenårene, samt spesifikke sanger (både sangnavn og deres respektive artister) som hadde en betydelig særegen betydning eller fremkalte personlige minner fra fortiden (f.eks. bryllupssanger, eller sanger som minnet dem om en tur de gjorde, eller de de delte med nære venner).

Denne informasjonen ble deretter brukt av eksperimenter til å kompilere en personlig spilleliste med sanger for hver deltaker. Spillelisten ble anskaffet slik at hele lengden fra start til slutt varte omtrent i samme tidsvindu som stimuleringsfasen (21 min). Spesifikke sanger som ble undersøkt gjennom intervjuet ble prioritert for inkludering i hver spilleliste, og den gjenværende tiden som ble tildelt spillelisten inkluderte sanger som representerte deres favorittmusikalske artister og sjangere fra deres fortid.

Hver spilleliste inneholdt dermed både deltakervalgt musikk og musikk valgt av eksperimenter basert på deltakernes individuelle preferanser. Spillelister ble kuratert på Spotify, og innspilte versjoner av sanger ble valgt ut over liveversjoner. Innenfor og på tvers av spillelister var de inkluderte sangene varierende i perioden og musikalsjangeren, og spenner over klassisk, rock, jazz, folkemusikk, pop, country og filmmusikk. Spillelister inkluderte både vokale og kun instrumentale sanger, selv om de fleste sangene i de fleste spillelistene var vokale.

Eksperimentell design og prosedyre.

Et motbalansert og crossover-design (gjentatte målinger) ble brukt der alle deltakerne gjennomgikk tre testøkter, hver med en annen nevrostimuleringstilstand, med hver økt utført med minst en ukes mellomrom for å forhindre overførselseffekter37. I tDCS-only tilstand mottok deltakerne anodal tDCS i stillhet.

I tilstanden tDCS+Music mottok deltakerne anodal tDCS mens de samtidig lyttet til selvbiografisk fremtredende musikk. I tilstanden Sham+Music fikk deltakerne sham tDCS-stimulering mens de samtidig lyttet til selvbiografisk fremtredende musikk. Rekkefølgen av de tre betingelsene ble randomisert og motvekt på tvers av deltakerne, og deltakerne var blinde for Sham+Music og tDCS+Music forhold.

For å minimere døgnkontinuerlig påvirkning på ytelsen, ble alle tre testøktene for hver deltaker planlagt på samme tid på dagene 38,39.

Under det første studiebesøket fylte alle deltakerne ut demografiske spørreskjemaer om helse og musikalske opplevelser, en kort hørselsvurdering bestående av rent tone-audiogrammer for oktavfrekvenser fra 250 til 8000 Hz, og QuickSIN-testen (Etymotic Research Inc, Elk Grove, IL, USA) for å sikre normale hørselsterskler og tale-i-støy lytteevner for deres alder.
Deltakerne fullførte deretter mål på selvrapportert emosjonell affekt og arbeidsminne. Stimuleringsfasen fulgte, og involverte en av tDCS-only, tDCS + Music, eller Sham + Music-forholdene. Under forholdene som involverer musikklytting, ble hver sang fra den personlige spillelisten spilt i sin helhet. Rekkefølgen på sangene ble randomisert for hver deltakers spilleliste mellom tDCS+Music- og Sham +Music-øktene.

Selvbiografisk fremtredende musikk ble spilt gjennom Soundbooth-høyttalere på et individuelt behagelig lyttenivå som ble holdt konstant for hver deltakers to musikklytteforhold.

Umiddelbart etter tDCS fullførte deltakerne et annet mål på emosjonell effekt og arbeidsminne. Etter disse tiltakene fullførte deltakerne den auditive WRT som målte verbalt gjenkjenningsminne mens nevroelektrisk aktivitet ble registrert ved hjelp av EEG. Et 15-min tidsvindu ble tildelt mellom slutten av stimuleringsfasen og starten av den auditive WRT for å sikre tilstrekkelig tid for EEG-oppsett. Auditive hjernestammeresponser på talefonem ble registrert etter WRT, og disse dataene vil bli rapportert andre steder.

Deltakerne fullførte de gjenværende stimuleringsbetingelsene på separate besøk med samme prosedyre, men uten de første hørselsvurderingene fra det første studiebesøket. Alle testøktene ble utført mens deltakeren satt komfortabelt i en hvilestol inne i en elektromagnetisk skjermet dobbeltvegget lyddempet messe.

Mål på emosjonell effekt.

The Positive Afect and Negative Afect Schedule40 (PANAS), et spørreskjema for selvrapportering, ble brukt til å måle endringer i emosjonell påvirkning før og etter tDCS. Deltakerne skulle skåre en liste med ti adjektiver med positiv effekt (f.eks. "begeistret", "entusiastisk") og ti adjektiver med negativ påvirkning (f.eks. "skammet seg," "fiendtlig") på en fempunkts Likert-skala (fra 1 angir "ikke i det hele tatt" til 5 angir "ekstremt") i henhold til i hvilken grad deltakeren opplevde den gitte følelsen på det bestemte tidspunktet.

Mål på arbeidsminne.

Sifferspenn fremover og bakover deltestene fra Wechsler Memory Scale, Third Edition (WMS-III)41 ble brukt til å måle endringer i arbeidsminnet før og etter tDCS. I deltesten for sifferspenn fremover hørte deltakerne en rekke sifre talt av en eksperimentator med en hastighet på 1 siffer per sekund og ble bedt om å gjenta strengen ordrett.

I bakover-deltesten hørte deltakerne på samme måte en rekke sifre talt av en eksperimentator, men de skulle gjenta strengen i bakoverrekkefølge. For begge deltestene økte sifferstrenger gradvis i spenn inntil deltakeren feilaktig gjentok to strenger av samme lengde.
Oppgavene med sifferspenn ble administrert og scoret etter instruksjoner fra WMSIII-administrasjonsmanualen: en poengsum på 1 ble gitt hvis deltakerne kunne rapportere hver streng med sifre ordrett, og en poengsum på 0 ble gitt hvis de ikke kunne. Sifferspennet ble alltid administrert umiddelbart etter fullføringen av PANAS under alle stimuleringsforhold, og de samme sifrene ble lest i hver tilstand.

Transkraniell likestrømstimulering.

En konstant likestrøm (2 mA, 20 min) ble administrert av en batteridrevet konstantstrømstimulator fra TCT Research (TCT Research Limited, Kowloon, Hong Kong) gjennom 35 cm2 saltvannsgjennomvåte syntetiske svampelektroder. Anoden ble plassert over venstre DLPFC, plassert over F3-elektrodeplasseringen i henhold til det internasjonale 10–20-systemet for EEG-elektrodeplassering.

Bevis for bruk av F3 for målretting mot venstre DLPFC støttes av modeller for strømstyrke og distribusjon42. Katoden ble plassert over det kontralaterale supraorbitale området. Stimuleringsfasen tok 21 min. Ved starten av stimuleringsfasen økte strømmen gradvis på en rampelignende måte fra 0 til 2 mA over 60 s, forble konstant i 19 minutter og 50 s, og ble deretter rampet ned til 0 mA over 10 s.

I tilstanden Sham+Music økte strømmen også gradvis til 2 mA i løpet av et tidsvindu på 60 s, og rampet deretter umiddelbart ned til 0 mA over en periode på 10 s der den ble opprettholdt på det strømnivået i 20 min til slutten av stimuleringsfasen.

For å sikre at ingen deltakere opplevde uønskede bivirkninger, ble et spørreskjema etter stimulering administrert etter hver stimuleringsfase bestående av Likert-skalaer for en rekke bivirkninger fra «0» fraværende til «4» var alvorlig.

Mål for gjenkjenningsminne.

Den auditive WRT ble brukt til å vurdere verbalt gjenkjenningsminne etter hver stimuleringsfase. Deltakerne hørte en kontinuerlig strøm av dagligdagse talte ord (f.eks. "briller", "skoger", "hvisking"), og ble bedt om å vurdere om hvert ord var gammelt (dvs. tidligere hørt i sammenheng med oppgaven på dagen besøket deres) eller nytt (dvs. aldri hørt i forbindelse med oppgaven på besøksdagen).

Deltakerne svarte ved å trykke på den numeriske "1"-tasten på et datamaskintastatur med høyre pekefinger for ord som ble bedømt som nye, og den numeriske "2"-tasten med høyre langfinger for ord som ble bedømt som gamle. Deltakerne ble bedt om å svare så raskt og nøyaktig som mulig.

Tre hundre ords stimuli ble registrert av to mannlige og to kvinnelige morsmålsspråklige nordamerikansk engelsk. Stimuliene ble tilfeldig delt inn i treordslister på 100 ord hver ved å bruke MATLAB-programvare, en liste for hver av de tre eksperimentelle prøveblokkene. Ingen stimuli ble delt mellom treordslistene. Tretti ord av hver av de tre 100-ordlistene ble tilfeldig tildelt den "gamle" tilstanden og fordelt på tre repetisjonsforsinkelser, med en enkelt repetisjon etter 1, 3 eller 7 mellomliggende ord etter den første presentasjonen (R2 , R4 eller R8 repetisjonsforsinkelser).

Hele stimulussettet omfattet altså 210 unike ordstimuli: 30 ord for hver av de tre repetisjonsforsinkelsene (90 unike ord presentert to ganger) og 120 unike ord presentert bare én gang. Rekkefølgen på de tre eksperimentelle blokkene var pseudo-motbalansert for hver deltakers besøk (dvs. listerekkefølgen for det første besøket var 1, 2, 3; andre besøk, 2, 1, 3; tredje besøk, 3, 1, 2).

Stimuli ble presentert binauralt gjennom Etymotic ER-3A-hodetelefoner (Etymotic Research, Elk Grove, IL, USA) ved et lydtrykknivå på 76 A-veid desibel. WRT besto av 100 forsøk for hver av de tre eksperimentelle blokkene og varte i omtrent 15 minutter. Hvert forsøk ble presentert med en stimulusstartasynkroni på 3000 ms. Eksperimentet ble administrert ved bruk av Presentation-programvare (versjon 16.3, Neurobehavioral Systems, Inc, Berkeley, CA). Deltakerne har ikke fått noen tilbakemelding på deres prestasjoner under oppgaven.

For more information:1950477648nn@gmail.com