Améliorations durables et dissociables de la mémoire de travail et de la mémoire à long terme chez les personnes âgées atteintes de neuromodulation répétitive, partie 2

Soixante participants plus âgés (Tableau 1) ont été randomisés en trois groupes (simulacre, DLPFC thêta et IPL gamma ; Fig. 1) et ont procédé de la même manière que l'expérience 1. L'expérience 3 a servi de test pour la réplication des principaux résultats de l'expérience 1.

Les expériences et la mémoire sont étroitement liées, car l'expérience elle-même est un moyen d'apprentissage et de mémoire, et la mémoire est le résultat de ce que nous apprenons au cours de l'expérience.

Faire des expériences nous oblige à nous souvenir des étapes expérimentales, des précautions et des résultats expérimentaux, ce qui nous oblige à avoir une bonne mémoire. Dans le même temps, les expériences peuvent également exercer et améliorer notre mémoire, car dans les expériences, nous devons observer et analyser les résultats expérimentaux à plusieurs reprises, ainsi que synthétiser et mémoriser ces informations.

Les expériences scientifiques, en particulier, nécessitent souvent des expériences répétées pour conclure la comparaison et l'analyse de différents résultats expérimentaux. Cela nous oblige non seulement à avoir une bonne mémoire pendant l'expérience, mais également à utiliser de manière flexible nos capacités de réflexion, de compréhension et d'analyse pour extraire des informations clés et améliorer davantage notre capacité d'apprentissage et notre mémoire.

La relation entre expériences et mémoire se reflète également dans la mesure dans laquelle les expériences enrichissent nos réserves de connaissances. En participant à des expériences, nous pouvons apprendre de nombreux nouveaux concepts, compétences et théories. L’accumulation de ces connaissances continuera à injecter une nouvelle vitalité et une nouvelle puissance dans notre mémoire et nos capacités d’apprentissage.

Par conséquent, dans la vie quotidienne, nous devons participer à des expériences par divers canaux et améliorer notre mémoire et nos capacités d'apprentissage par la pratique. Les expériences sont l’une des meilleures façons d’exercer votre mémoire. Soyons positifs, bons dans l'utilisation des expériences et de la mémoire, et améliorons-nous constamment. On voit que nous devons améliorer la mémoire, et Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire, car Cistanche deserticola peut également réguler l'équilibre des neurotransmetteurs, comme en augmentant les niveaux d'acétylcholine et de facteurs de croissance. Ces substances sont très importantes pour la mémoire et l'apprentissage. En outre, la viande peut également améliorer la circulation sanguine et favoriser l'apport d'oxygène, ce qui peut garantir que le cerveau reçoive suffisamment de nutriments et d'énergie, améliorant ainsi sa vitalité et son endurance.

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Ici, un nouvel échantillon de 30 participants a été randomisé dans les deux conditions critiques d'intérêt de l'expérience 1 (DLPFC gamma et IPL thêta) et a reçu une neuromodulation pendant seulement trois jours consécutifs ; comme dans l'expérience 1, nous avons examiné les performances de la mémoire au départ et pendant chaque séance de neuromodulation.

La modulation gamma DLPFC améliore sélectivement le LTM.

Expérience 1, les performances de rappel libre sur les listes de cinq mots administrées pendant la neuromodulation ont été moyennées et entrées dans une ANOVA mixte avec le jour (référence, jour 1, jour 2, jour 3, jour 4 et 1 mois après l'intervention) et la position en série (primauté, milieu 1, milieu 2, milieu 3 et récence) comme facteurs et groupes intra-sujets (simulacre, gamma DLPFC et thêta IPL) comme facteur inter-sujets.

Nous avons observé une interaction significative jour × position en série × groupe (F21.4,611.5=3.875, P<0.001, ηp 2=0.120). A follow-up mixed ANOVA examining performance between the sham and DLPFC gamma groups showed a similar day × serial position × group interaction effect (F10.1,384.0=3.064, P<0.001, ηp 2=0.087). 

Des analyses de suivi supplémentaires testant l'effet du jour sur l'interaction position série × groupe ont montré que les différences entre les groupes gamma simulés et DLPFC étaient présentes au jour 2 (F3.3,126.8=7.228,P<0.001, ηp 2=0.160), day 3 (F2.9,110.3=15.331, P<0.001, ηp 2=0.287), day 4 (F2.8,107.0=10.698, P<0.001, ηp 2=0.220) and 1month after intervention (F2.6,100.5=3.435, P=0.024, ηp 2=0.083). 

En examinant l'effet de la position en série sur l'interaction jour × groupe, nous avons observé des améliorations significatives des performances de mémoire pour le cluster de primauté dans le groupe gamma DLPFC concernant sham (F3.6, 140.4=7.470, P<0.001, ηp 2=0.164) and no differences in any other serial position cluster (Fs<2.262, ps>0.085). 

En analysant les améliorations dans le cluster de primauté, des tests t sur échantillons indépendants ont révélé des performances de primauté significativement plus élevées dans le groupe DLPFCgamma par rapport au groupe fictif les jours 2, 3, 4 et 1 mois après l'intervention (Fig. 2a, en haut, au milieu) .

La tendance des résultats est restée inchangée après prise en compte de facteurs supplémentaires tels que l'âge, le sexe, les années d'études, les scores MoCA et GDS (Tableaux supplémentaires 1 à 3). Les analyses exploratoires ont suggéré des améliorations potentiellement plus importantes chez les hommes que chez les femmes, mais ces effets n'ont pas survécu à la correction des comparaisons multiples (Extended Data Fig. 1).

Les résultats suggèrent que la neuromodulation rythmique dans le ciblage de la bande gamma a permis au DLPFC d'améliorer préférentiellement la LTM chez les personnes âgées. Les améliorations ont été rapidement induites dès le deuxième jour de neuromodulation, ont persisté tous les jours de neuromodulation suivants et ont duré au moins 1 mois après l'intervention.

La modulation thêta IPL améliore sélectivement la WM.

Nous avons également examiné un effet d'interaction jour × position série × groupe entre les groupes thêta simulés et IPL dans l'expérience 1, en utilisant une ANOVA mixte. Cet effet d'interaction était significatif (F9.0,342.9=3.111,P=0.001, ηp2=0.076).

Les ANOVA mixtes de suivi ont démontré les jours spécifiques auxquels l'interaction position en série × groupe était significative. Des améliorations des performances de la mémoire ont été observées au jour 3 (F3.6,137.3=5.713, P<0.001, ηp 2=0.131), day 4 (F3.1,120.6=18.93, P<0.001, ηp 2=0.333) and 1month after intervention (F2.8,109.3=3.852, P=0.013, ηp 2=0.092). 

Des ANOVA supplémentaires ont révélé que l'interaction jour × groupe était significative uniquement pour le cluster de position en série de récence (F2.6,100.7=5.116, P=0.004,ηp2=0.119), mais pas pour les autres. positionner les clusters (Fs<1.005, ps>0.407).Les tests t sur échantillons indépendants ont révélé des améliorations significatives de l'effet de récence dans le groupe thêta IPL par rapport au groupe fictif aux jours 3 et 4 de la neuromodulation, et ces améliorations ont été maintenues au 1- mois après l'intervention (Fig. 2a, en haut et en bas).

Le schéma des effets n'a pas été affecté par l'inclusion de covariables supplémentaires (Tableaux supplémentaires 1 à 3). Les résultats suggèrent que la neuromodulation du taux thêta visant à laisser l'IPL améliore sélectivement la MW chez les personnes âgées sans coûts comportementaux pour les autres systèmes de mémoire.

Ces améliorations sélectives de la mémoire étaient évidentes dès le troisième jour de l'intervention et ont duré au moins 1 mois, par rapport aux performances de mémoire des participants du groupe fictif.

Des combinaisons spécifiques de localisation et de fréquence sont nécessaires.

L'expérience 1 a démontré une fonction WM améliorée avec une modulation répétitive des rythmes thêta IPL. Cependant, les rythmes de fréquence thêta et gamma contribuent à la fonction MW32.

En conséquence, il est important de confirmer si les améliorations de la WM se produisent spécifiquement en raison de la modulation thêta dans l'IPL ou si elles sont également possibles avec la modulation gamma dans l'IPL. De même, il est important de confirmer si les améliorations LTM avec la modulation DLPFC sont spécifiquement dues à l'entraînement gamma ou si l'entraînement thêta peut produire des effets similaires.

Pour tester ces possibilités, nous avons réalisé l'expérience 2 selon la même conception que l'expérience 1, sauf que les trois groupes expérimentaux ont reçu une modulation sham, IPL gamma ou DLPFC thêta.

Une ANOVA mixte avec le jour (référence, jour 1, jour 2, jour 3, jour 4 et 1 mois) et la position en série (primauté, milieu 1, milieu 2, milieu 3 et récence) comme facteurs et groupes intra-sujets (simulacre, DLPFC thêta et IPL gamma) comme facteur entre les sujets n'a pas permis de trouver de différences significatives dans les performances de rappel (jour × position en série × groupe : F25,3 721.9=0.535, P=0.971 , ηp2=0.018 ; figure 2b).

Cela n'a pas été influencé par l'inclusion de covariables (F24.3,633.2=0.630, P=0.916,ηp2=0.024). Cela indique que les améliorations que nous avons observées dans l'expérience 1 sont à la fois spécifiques à l'emplacement et à la fréquence : la modulation des rythmes thêta dans l'IPL, et non des rythmes gamma, a amélioré la WM sans affecter le LTM ; et la modulation des rythmes gamma dans le DLPFC, et non des rythmes thêta, a amélioré le LTM sans affecter la MW.

De plus, les deux conditions de fréquence différentes pour une région cérébrale donnée dans les deux expériences servent de contrôles actifs l'une pour l'autre. Par conséquent, ces résultats confirment que les effets observés dans l'expérience 1 ne sont pas dus à un effet non spécifique du tACS tel qu'une modulation transrétinienne ou transcutanée, mais à un entraînement spécifique à la fréquence des circuits cérébraux concernés.

Validation des contrôles de base fictifs et pré-intervention.

Pour tester la validité des procédures de contrôle et, par conséquent, la force des principaux résultats, nous avons examiné les performances de rappel au moment de référence avant l'intervention dans tous les groupes (Expérience 1 : simulacre, DLPFC gamma et IPL thêta ; Expérience 2 : simulacre, DLPFCtheta, et gamma IPL ; Fig. 2a, b, point temporel « de référence ») et positions en série.

Une ANOVA mixte comparant ces groupes n'a pas trouvé d'effet d'interaction significatif entre la position en série (primauté, milieu 1, milieu 2, milieu 3 et récence) ou le groupe (Expérience 1 : simulacre, DLPFC gamma et IPL thêta ; Expérience 2 : simulacre, DLPFC thêta et IPL gamma) sur les performances au moment de référence avant l'intervention avec ou sans covariables dans l'une ou l'autre des expériences (Fs<0.925, ps>0.488). 

Ces résultats suggèrent que les trois groupes de chaque expérience ne différaient pas dans leurs performances de mémoire de base pour aucun cluster de positions en série. Ainsi, les effets sélectifs de la neuromodulation sur les positions en série n'étaient pas dus à des différences inhérentes au sein des trois groupes dans les deux expériences.

De plus, nous avons testé la stabilité et la fiabilité des performances de rappel pour les groupes de positions en série au sein du groupe fictif à différents moments de chaque expérience (référence, jour 1, jour 2, jour 3, jour 4 et 1 mois ; Fig. 2a, b , haut).

Une ANOVA à mesures répétées examinant l'effet d'interaction jour × position en série au sein du groupe fictif n'a montré aucune différence significative avec ou sans covariables dans l'une ou l'autre des expériences (Fs<1.603, ps>0.135). 

Ensemble, ces résultats démontrent la stabilité et la fiabilité des performances de la mémoire pendant la période de référence pré-intervention dans différents groupes de participants et au sein du même groupe de participants à différents moments d'évaluation d'une durée de plus d'un mois, ce qui renforce ensemble la confiance dans la validité des procédures de contrôle et du améliorations résultantes du tACS.

Le taux d'amélioration sur quatre jours prédit les bénéfices 1 mois plus tard.

Après avoir établi la spécificité de localisation et la spécificité de fréquence des améliorations de la mémoire, nous avons ensuite exploré les facteurs qui prédisent des effets durables. Nous avons évalué les taux d'amélioration du LTM (primauté) et de la WM (récence) au cours de l'intervention de 4-jour dans l'expérience 1.

Sur les 20 participants du groupe gamma DLPFC, 17 (85 %) ont montré un taux positif d’amélioration de la primauté au cours des 4 jours. De même, sur les 20 participants recevant la modulation thêta IPL, 18 (90 %) ont montré un taux positif d’amélioration de la récence au cours des 4 jours.

En modélisant ces données à l'aide d'une régression linéaire, nous avons observé un taux moyen d'amélioration significativement plus élevé de la primauté sur 4 jours de modulation DLPFC par rapport au simulacre et de la récence pendant la modulation IPL par rapport au simulacre (Fig. 3), mais l'inverse n'était pas vrai.

Ni la récence dans le groupe gamma DLPFC ni la primauté dans le groupe thêta IPL n'étaient significativement différentes par rapport au simulacre après correction de Bonferroni (Fig. 3). De manière frappante, le taux d'amélioration tout au long de l'intervention était hautement prédictif des bénéfices en matière de mémoire post-intervention : les participants présentant des taux d'amélioration de la primauté plus élevés pendant la modulation DLPFC ont montré les bénéfices les plus importants en primauté à 1 mois (r18=0,817, Pcorr<0.001), and participants with greater recency improvement rates during IPL modulation showed the largest recency benefits at 1month (r18=0.655, Pcorr=0.002) (Fig. 4a,b). 

Encore une fois, l'inverse n'était pas vrai (récence DLPFC : r18=0.243, Pcorr=0.303 ; primauté IPL : r18=0.385, Pcorr=0.094 ; Test de Pearson, bilatéral, Bonferronicorrection, Pcorr<0.0125). 

Les résultats indiquent que non seulement l'écrasante majorité des personnes âgées ont connu des améliorations de la mémoire - sélectivement pour la MW ou la LTM en fonction de la nature de la neuromodulation - mais la taille et, par conséquent, la durabilité des améliorations de la mémoire un mois plus tard étaient fortement prédites par la vitesse des améliorations de la mémoire au cours de la période { {3}}intervention de jour.

La fonction cognitive générale modère les améliorations de la mémoire.

Des études antérieures ont démontré que les effets du tACS peuvent être modulés par les états comportementaux34 et neuronaux35 de base. Nous avons donc examiné si les améliorations de la mémoire dues à la neuromodulation dans l'expérience 1 étaient modérées par les niveaux de fonction cognitive de base.

Nous avons effectué une régression des MoCAscores par participant, des performances de la mémoire au 1- mois suivant l'intervention et du taux de modification des performances de la mémoire au cours des jours 1 à 4 pour les clusters de positions en série de primauté et de récence (Fig. 5). ).

Les participants ayant des performances cognitives de base inférieures dans le groupe gamma DLPFC ont montré des taux plus élevés d'amélioration de la primauté au cours de l'intervention de {{0}}jour (r18=−0,822, P<0.001; Fig. 5a) and showed larger primacy gains at 1 month after intervention (r18=−0.795, P<0.001; Fig. 5b). 

No such relationships were held for recency in the DLPFC gamma group (rs18>−0.25, ps>{{0}}.288;Fig. 5c,d). De plus, les participants ayant des performances cognitives de base plus faibles dans le groupe IPL thêta ont montré des taux d'amélioration de la récence plus élevés au cours des 4 jours (r18=−0,824, P<0.001; Fig. 5g) and greater recency improvements after 1 month (r18=−0.499, P=0.025; Fig. 5h). Consistent with previous analyses, the level of cognitive performance did not predict changes in primacy during or after IPL modulation (rs18>−0.274, ps>0.242 ; Figures 5e, f).

Ainsi, les participants plus âgés ayant une cognition de base relativement faible ont révélé plus fortement la nature préférentielle des effets de modulation du taux gamma DLPFC et de l'IPL au taux thêta sur la primauté et la récence, respectivement.

This conclusion, which suggests distinctive functions of prefrontal gamma rhythms for LTM and parietal theta rhythms for WM, was reinforced by the absence of participant-wise correlations in the sham group between baseline cognitive behavior and primacy or recency measured during or after sham (rs18>0.064, ps>0.79). 

Ces résultats suggèrent que la dynamique de population à grande échelle qui soutient la fonction de mémoire chez les personnes âgées peut être modulée de manière différentielle en fonction du niveau individuel de performance cognitive générale.

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