L'avantage conféré par le sommeil nocturne sur la mémoire liée aux schémas peut ne durer qu'une journée, partie 3

Résultats comportementaux (12- heure après l'apprentissage)

Le sommeil a bénéficié à la récupération des éléments liés au schéma par rapport aux éléments sans schéma (Figures 3 à 5). Une ANOVA mixte avec apprentissage de schéma (schéma, sans schéma), session de test (immédiate, différée de 12 heures) comme facteur intra-participant et condition de consolidation (sommeil, éveil) comme facteur entre participants, a révélé une interaction significative, par laquelle le sommeil a bénéficié à la mémoire pour le schéma et non pour l'apprentissage sans schéma après 12 heures, F(1,51)=4.503, p=0.039, η p2=0.081.

L’éveil actif et la mémoire sont indissociables et il existe une relation étroite entre eux. Plus la mémoire d'une personne est bonne, plus son excitation est élevée.

Alors, qu’est-ce que l’éveil actif ? L'éveil actif fait référence à la capacité des gens à percevoir les changements dans l'environnement, à l'initiative et à la capacité à comprendre et à réagir aux choses. Lorsqu’une personne est dans un état d’éveil élevé, ses traits du visage seront plus nets, sa pensée sera plus agile et sa capacité à percevoir et à comprendre les choses sera plus forte.

Et ce haut degré d’excitation peut également nous aider à mieux améliorer notre mémoire. Dans un état d’éveil élevé, une personne peut se concentrer davantage sur les connaissances qu’elle a acquises et mieux retenir le contenu qu’elle a appris dans son cerveau. Dans le même temps, un état d'éveil élevé peut également stimuler la vitalité de la pensée des gens et améliorer la profondeur et l'effet de la mémoire.

Par conséquent, nous devons améliorer notre conscience et notre mémoire grâce à une série de méthodes. Tout d’abord, nous devons veiller à maintenir un temps de sommeil adéquat afin de ne pas affecter notre perception et notre compréhension en raison d’une fatigue excessive. Deuxièmement, nous devons également activer régulièrement notre cerveau et favoriser notre vitalité mentale par la lecture, la réflexion, etc. Enfin, nous devons également accorder plus d'attention aux changements de l'environnement dans nos vies, et apprendre et être exposés à autant de nouveaux choses possibles pour améliorer nos capacités d’éveil et de mémoire.

Bref, la relation entre l’éveil actif et la mémoire est étroite et indispensable. Nous devons continuer à être positifs, maintenir de bonnes habitudes de vie, faire constamment de l'exercice et nous mettre au défi pour améliorer nos capacités d'éveil et de mémoire, afin de mieux répondre aux défis et aux opportunités de la vie. On peut voir que nous devons améliorer la mémoire, et la Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire, car la Cistanche deserticola est une matière médicinale traditionnelle chinoise qui a de nombreux effets uniques, dont l'un est d'améliorer la mémoire. L’efficacité de la viande hachée vient des différents ingrédients actifs qu’elle contient, notamment des acides, des polysaccharides, des flavonoïdes, etc. Ces ingrédients peuvent favoriser la santé cérébrale de diverses manières.

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Les tests t post-hoc ont montré une amélioration significative des performances dans le groupe sommeil pour les mémorandums liés au schéma, t(28)=3,65, p=0,001, par rapport à une décroissance significative dans le groupe éveil actif. , t(23)=2.83, p=0.008(Figure 3).

Il y avait un effet principal significatif du sommeil, dans lequel de meilleures performances de mémoire ont été observées après le sommeil par rapport à l'éveil actif, F(1,51)=5,96, p=0,018, η p{{6 }}.105. Comme prévu, nous avons également observé un effet principal significatif du schéma, quelle que soit la condition de sommeil, F(1,51)=34.53, p < .001 η p2=0.404.

Effets du sommeil sur la mémoire relationnelle et l'inférence basées sur des schémas (12- heure après l'apprentissage)

Les résultats des performances de mémoire pour la mémoire relationnelle (paires adjacentes) et l'inférence (paires non adjacentes) sont affichés dans la figure 4. Une ANOVA mixte pour étudier le changement dans les performances de la mémoire avec l'apprentissage de schéma (schéma, sans schéma) et le type de paire (adjacent, inférence) comme facteurs intra-participants, et la condition de consolidation (sommeil, éveil) comme facteur entre participants, a révélé des effets principaux significatifs du sommeil, F(1,51)=7.38, p=.009,η p2=0.126, ainsi qu'une condition de consolidation significative par interaction de schéma, où la mémoire liée aux schémas était mieux préservée dans le groupe sommeil, F(1,51)=4.95, p=0.031, η p2=0.088.

De plus, nous avons trouvé un effet principal significatif du type de paire, suggérant de plus grands bénéfices en matière de mémoire pour les paires d'inférence après l'intervalle veille-sommeil, F(1,51)=6.924, p=0.011, η p2=0.120. En particulier, la plus grande amélioration a été observée dans le groupe sommeil pour les paires d'inférences intégrées dans le schéma d'origine, t(51)=2.737, p=0.009. Voir les documents supplémentaires pour des analyses exploratoires sur les interférences proactives potentielles (Figures supplémentaires 5 et 6).

Test de rappel de hiérarchie

Il y avait une condition significative (sommeil, réveil) par interaction d'apprentissage de schéma (schéma, sans schéma), F(1,51)=6.248, p=0.016, ηp{{7} }.109, indiquant que le sommeil protégeait préférentiellement les mémoires liées aux schémas (Figure 5).

Les tests de suivi ont montré une réduction significative du nombre d'erreurs dans le schéma défini dans le groupe sommeil par rapport au réveil actif, t(51)=4.181, p < 0.001. Il y avait également une diminution significative du nombre d'erreurs dans le schéma par rapport à l'ensemble sans schéma qui n'a été observée que dans le groupe sommeil, t(28)=2.460, p=0.020.

Comparaison des résultats comportementaux 24-heure et12-heure après l'apprentissage

Une ANOVA mixte pour étudier les changements dans les performances de la mémoire au cours de toutes les sessions avec l'apprentissage de schéma (schéma, sans schéma) et la session de test (12 et 24 heures) comme facteurs intra-participants, et les conditions de consolidation (sommeil, réveil) comme facteurs intermédiaires. -facteur participant, a montré une tendance à une meilleure performance dans le groupe sommeil, F(1,51)=3.424, p > 0.070, η p2=0,063, et une tendance du schéma par interaction sommeil, F(1,51)=3,559, p > 0,065, ηp2 < 0,065, sans autres effets ou interactions principaux significatifs (Figure 6A).

Les mêmes analyses ANOVA mixtes pour étudier les erreurs de rappel ont donné des résultats similaires sans effets principaux significatifs sur les conditions de sommeil et sans schéma significatif d'interaction avec le sommeil sur 24 heures, F (1,51) < 1,878, p > 0 177, η p2 < 0,070. (Figure 6B).

Associations comportementales avec la macro et la microstructure du sommeil

Un bénéfice de mémoire plus élevé lié au schéma était associé à une densité de fuseau rapide accrue, en particulier pendant N2, r(26)=0.489,p=0.011. De plus, une densité de fuseaux plus élevée dans N2 était associée de manière significative à une diminution du nombre dans le test de rappel de hiérarchie, r (26)=− 0,540, p=0 0,006 (Figure 7).

Le gain du jour au lendemain des avantages du schéma sur le petit nombre de paires d'inférence était associé à la quantité de sommeil SWS obtenu, r(26)=0,478, p=0.013, et à l'ampleur de SWA/SWE, r(26) Supérieur ou égal à 0.537, p Inférieur ou égal à 0,005.

En dehors de cette corrélation spécifique, aucune corrélation significative avec les avantages globaux de la mémoire basée sur les schémas et de la mémoire relationnelle n'a été trouvée avec les mesures de sommeil lent. De même, aucune association significative avec d'autres étapes de sommeil n'a été trouvée, r(26) Inférieur ou égal à 0.375, p Supérieur ou égal à 0.131. L'architecture du sommeil et les caractéristiques du fuseau mesurées par polysomnographie sont répertoriées dans le tableau 2.

Discussion

Nos résultats suggèrent que le sommeil favorise la consolidation de la mémoire liée aux schémas. Pendant la nuit, le sommeil était associé à un bénéfice démesuré sur la consolidation de nouveaux mémorandums liés aux schémas par rapport à la condition de veille active, en particulier pour les paires d'inférences non adjacentes.

La récupération de ces mémorandums nécessite l'accès à des informations non explicites et organisées hiérarchiquement. Une densité de fuseau de sommeil plus élevée pendant le sommeil post-apprentissage était associée à moins d'erreurs dans le test de rappel de hiérarchie, et une densité de fuseau rapide prédisait les avantages améliorés de la mémoire pilotée par les schémas pendant la nuit. Il est intéressant de noter que l’avantage des performances de mémoire en veille après l’apprentissage a diminué 24 heures après l’apprentissage initial.

Conformément aux études antérieures, nous avons constaté une amélioration des souvenirs liés aux schémas au cours d'une nuit de sommeil par rapport à une journée d'éveil actif (22, 23, 38-44). Nous avons également observé une tendance à l'amélioration des souvenirs liés aux schémas dans le test différé de 24-heures après le sommeil nocturne dans le groupe de veille, ce qui suggère qu'une consolidation supplémentaire aurait pu se produire au cours de la deuxième nuit de sommeil post-apprentissage.

Cette découverte concorde avec les découvertes récentes selon lesquelles les bénéfices du sommeil post-apprentissage diminuent sur 24 heures (24, 45). De plus, cette observation est cohérente avec une étude de Schönauer et ses collègues, suggérant que l'hippocampe pourrait servir de tampon temporaire pour les informations codées acquises pendant des périodes d'éveil prolongées, et que la consolidation du système peut encore se produire lors des opportunités de sommeil ultérieures (46).

Cela pourrait expliquer pourquoi l'avantage initialement observé en termes de performances de mémoire s'est atténué pendant le sommeil par rapport au groupe éveillé, car les participants du groupe éveillé avaient une opportunité de sommeil nocturne après 24 heures.

À première vue, cette découverte semble contredire notre étude précédente selon laquelle les bénéfices du sommeil post-apprentissage sur les souvenirs liés aux schémas pourraient être prolongés pendant au moins deux semaines [40]. Cependant, une différence clé entre ces études est que dans la première, plusieurs phases de réétude de récupération et des tests répétés auraient pu renforcer les représentations neuronales des thèmes. En particulier, le pouvoir de la pratique de récupération et de l'effet des tests sur la consolidation des souvenirs a été mis en évidence par une série d'études comme une méthode d'apprentissage puissante [47, 48], en particulier lorsque le rappel libre est utilisé de manière similaire à notre paradigme [49].

Une autre étude récente pourrait être en contradiction avec les conclusions actuelles. Ashton et ses collègues ont découvert que le sommeil renforçait les souvenirs schématiquement incongrus plutôt que congruents [24]. Cependant, le « paradigme d'apprentissage de schémas » utilisé dans cette étude manque de caractéristiques essentielles telles qu'une structure de réseau associatif qui se chevauche, l'adaptabilité, le développement sur plusieurs épisodes et, en particulier, la facilitation de l'inférence (18, 28, 50).

De plus, il a été rapporté que les tâches basées sur la reconnaissance favorisent la condition sans schéma en raison des effets de nouveauté, tandis que les tâches basées sur le rappel comme celle utilisée ici ont tendance à faire ressortir les avantages du schéma [18, 19]. Enfin, les stimuli incongrus au schéma qui sont très incongrus pourraient être bénéfiques par leur nouveauté [51].

Nous avons constaté qu'une densité de broche rapide plus élevée, en particulier, était prédictive de meilleures performances dans l'ensemble lié au schéma. Conformément à ces résultats, des connaissances préalables ont été rapportées comme une condition préalable essentielle à une réactivation réussie de la mémoire, et il a été démontré que les fuseaux de sommeil jouent un rôle actif dans ce processus (44). Une activité accrue du fuseau a été associée à une réactivation plus élevée de la mémoire et à une meilleure intégration de la mémoire dans les structures de connaissances antérieures, ainsi qu'à un désengagement accéléré des mémoires des réseaux hippocampiques (22).

Nos abSchemas facilitent particulièrement notre capacité à faire des inférences. Par leurs traces mnésiques qui se chevauchent et leurs structures activées de connaissances de base, les schémas commencent à enrichir l'expérience en cours avec des inférences logiques.

Contrairement à nos attentes, nous avons trouvé un soutien limité au rôle du sommeil lent dans la consolidation de la mémoire liée aux schémas. Les mesures SWS n'étaient associées de manière significative qu'aux gains du jour au lendemain en termes de performances inférentielles et ne prédisaient pas les performances globales ni la mémoire relationnelle dans le test informatique et le test de rappel hiérarchique. Bien que ces résultats exploratoires fournissent des preuves spéculatives selon lesquelles le SWS pourrait faciliter l'inférence, il est important de noter que ces effets ne pourraient être reproduits que dans des conditions limites spécifiques.

Cette découverte concorde avec une publication récente de March et al. qui ont mis en évidence le rôle potentiel des fuseaux de sommeil plutôt que du SWS dans l'intégration de la mémoire liée aux schémas (52). Des travaux récents ont également remis en question la robustesse des avantages en matière de mémoire des mesures SWS, suggérant que les associations rapportées entre SWS et performances de la mémoire pourraient être surestimées [53, 54] et pourraient ne pas être reproductibles dans des études de taille relativement petite et de faible puissance statistique [55].

Dans le même ordre d'idées et concernant ces associations avec l'inférence, Werchan et Gomez ont montré que les résultats antérieurs sur l'amélioration des performances nocturnes en inférence transitive ne pouvaient être reproduits que lorsque les participants subissaient un apprentissage par renforcement, et non avec d'autres conditions d'apprentissage (15).

Néanmoins, le raisonnement inférentiel dans le contexte de schémas transformateurs pourrait bénéficier d'effets synergiques supplémentaires liés au sommeil lent, ainsi que de la relecture réussie de traces mnésiques qui se chevauchent [56, 57]. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la fonction précise du sommeil et les processus neurocognitifs putatifs impliqués dans l'inférence transitive et la transformation flexible des structures schématiques de connaissances.

Nous n'avons trouvé aucune corrélation significative entre les performances de la mémoire liée au schéma et les autres étapes du sommeil. Le rôle du sommeil paradoxal dans les inférences liées aux schémas et la consolidation de la mémoire reste mitigé puisque certains rapportent que l'extraction des régularités cachées bénéficie du SWS plutôt que du sommeil paradoxal [58-60], tandis que d'autres ont trouvé le contraire [23].

Ces divergences observées pourraient s’expliquer en partie par la nature diversifiée des connaissances schématiques et par les différences majeures dans les paradigmes d’apprentissage basés sur les schémas. En particulier, contrairement à notre paradigme, la tâche de Durrant et al. s'est concentrée sur le schéma de tonalité qui est moins généralisable et n'a pas incorporé les aspects d'inférence et d'adaptabilité dynamique [28, 56]. Cela pourrait également être le cas d’autres résultats incohérents issus d’études utilisant différents paradigmes d’apprentissage de schémas qui n’incorporaient pas les caractéristiques essentielles des schémas comme évoqué précédemment.

Limites et orientations futures

Premièrement, malgré les bénéfices rapportés sur l’apprentissage basé sur les schémas dépendant du sommeil chez les enfants [61] et les jeunes adultes [22, 42] ; il faut être prudent avant de généraliser nos résultats chez les adolescents aux adultes. Le sommeil et la structure et le fonctionnement du cerveau à l'adolescence semblent être interconnectés (62). Il a été documenté que la matière grise corticale et l'activité des ondes lentes du sommeil (SWA) diminuent au cours de l'adolescence parallèlement à la maturation de la cognition (63, 64). Il convient de noter que les analyses ajustées selon l'âge dans la présente étude ont donné les mêmes résultats, car la plupart de ces changements neurodéveloppementaux se produisent avant l'âge de 15 ans et nous n'avions pas une large tranche d'âge dans notre échantillon.

Deuxièmement, même si nous avons montré que les fuseaux de sommeil pourraient jouer un rôle dans la consolidation et la transformation des schémas récemment acquis [40], de nombreuses questions restent ouvertes. Par exemple, quel est le processus exact par lequel les connaissances existantes dans le cortex sont modifiées ou révisées, et comment les fuseaux de sommeil permettent-ils ce processus flexible de mise à jour des schémas ? [65] En outre, comme cela a été récemment démontré, des phénomènes associés à la relecture pourraient être présents pendant les périodes d'éveil au repos, ce qui pourrait conférer des avantages similaires à la consolidation et à la transformation des souvenirs [66, 67]. À cet égard, les effets de multiples cycles de sommeil et d’éveil nocturnes sur la transformation des structures schématiques de la connaissance restent à étudier de manière approfondie. En particulier, les mécanismes neuronaux sous-jacents à la transformation dynamique des schémas pendant les périodes de sommeil ou de veille hors ligne constituent une question de recherche intéressante à explorer dans de futures études (68).

Enfin, seules des électrodes centrales ont été utilisées, ce qui pourrait avoir limité notre capacité à détecter les fuseaux lents principalement présents dans les régions frontales, tout en étant sensibles pour détecter les fuseaux rapides principalement répartis dans les régions centropariétales (69, 70). Malgré cette limitation, nos résultats sont alignés sur des travaux antérieurs portant sur les caractéristiques du fuseau chez les adolescents utilisant des électrodes C3 et C4 (31, 71, 72).

Conclusions

Le sommeil nocturne avec une densité de fuseaux plus élevée semble conférer un avantage en termes de performances pour les mémorandums liés aux schémas par rapport à une durée équivalente passée éveillée. Cependant, cet avantage en termes de performance dans le groupe endormi a diminué sur 24 heures, probablement en raison d'un retard de consolidation dû au sommeil nocturne ultérieur dans le groupe éveillé.

Matériel complémentaire

Du matériel supplémentaire est disponible sur SLEEP Advances en ligne.

Financement

Ce travail a été soutenu par le STaR Investigator Award du National Medical Research Council de Singapour (NMRC/STaR/19may-0001) décerné au Dr Chee, par des fonds de soutien fournis par la Yong Loo Lin School of Medicine, ainsi que par le Fondation Lee.

Remerciements

Nous tenons à exprimer notre gratitude à Kian F Wong, TeYangLau, Shamsul Azrin Jamaluddin et Jesisca Tandi, pour leur aide précieuse dans le codage des stimuli et la réalisation des expériences. De plus, nous exprimons notre gratitude au personnel de recherche du Centre pour le sommeil et la cognition pour son aide dans la collecte de données. Ce travail a été réalisé au Centre forSleep and Cognition, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, Singapour.

Contribution de l'auteur

Hosein Aghayan Golkashani (Conceptualisation, Méthodologie, Analyse formelle, Visualisation, Rédaction - Préparation du projet original), Shohreh Ghorbani (Curation des données, Analyse formelle, Visualisation, Logiciel, Rédaction - Révision et édition), Ruth LFLeong (Méthodologie, Rédaction - Révision et édition) ), Ju Lynn Ong(Analyse formelle, Rédaction - Révision et édition), Michael WL Chee(Supervision, Méthodologie, Rédaction - Révision et édition, Acquisition de financement).

Déclarations d'information

Divulgation financière : il n'y a pas de conflits d'intérêts financiers. Divulgation non financière : Michael Chee et Ju Lynn Ong sont brevetés pour le cadre de score Z3-.

Disponibilité des données

Les données et les scripts analytiques utilisés dans cette publication sont accessibles sur demande raisonnable.

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