使用经颅直流电刺激(tDCS)进行周围神经刺激可以增强记忆的巩固,但无法减轻因提取记忆而导致的遗忘现象

【字体: 时间:2026年03月05日 来源:Biological Psychology 2.9

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  记忆再巩固与经颅直流电刺激(tDCS)的研究。通过枕大神经刺激(NITESGON)发现可增强已巩固记忆的检索效能,但未减轻检索引发的竞争性记忆干扰。研究采用双盲随机对照设计,38名健康被试进行三阶段斯瓦希里-英语配对联想任务,证实主动NITESGON显著提升再巩固效果,而遗忘机制保持不变。

  
埃尔瓦·阿鲁尔切尔万(Elva Arulchelvan)| 卡莱多尼亚·斯特尔茨纳(Caledonia Steltzner)| 斯文·范内斯特(Sven Vanneste)
爱尔兰都柏林三一学院心理学系三一神经科学研究所临床与整合神经科学实验室

摘要

引言

记忆重构是指重新激活的记忆变得不稳定的过程——这些记忆可以被进一步强化或容易受到干扰。本研究探讨了使用直流电刺激(tDCS)对大枕神经(NITESGON)进行非侵入性经皮电刺激是否能够调节记忆重构过程。

方法

在一项随机、双盲、安慰剂对照的实验中,38名健康参与者在连续两天的三个会话中完成了斯瓦希里语-英语配对关联任务。在记忆重构过程中,分别施加了实际电刺激和假电刺激,以测试其对回忆练习和回忆诱导遗忘的影响。

结果

实际电刺激显著增强了记忆重构,表现为对先前已巩固的配对(即“无变化”配对)的回忆效果优于假电刺激组。然而,关键的是,我们发现电刺激并未减轻回忆诱导的遗忘:两组对竞争性配对(即“竞争”配对)的遗忘程度都比非竞争性配对(即“原始”配对)更严重。该研究还表明,实际电刺激显著增强了记忆巩固过程,但对记忆获取或遗忘过程没有影响。

结论

这些发现表明,通过tDCS对周围神经进行刺激可以通过回忆练习来增强记忆重构,但不会改变回忆诱导的遗忘。这项工作阐明了周围神经刺激对记忆过程的阶段特异性影响,并强调了其在涉及记忆功能障碍的病症中的潜在转化价值。

引言

一旦信息被编码,为了将其存储为更稳定、更持久的记忆,它需要经历一个巩固过程(Squire等人,2015年)。然而,记忆的维持是一个动态且主动的过程(Nader,2015年)。因此,重新激活一个已巩固的记忆可以触发记忆重构过程。虽然记忆的获取、巩固、回忆(以及最近的遗忘)被认为是记忆过程中的不同阶段,但在过去的几十年里,越来越多的研究发现了另一个关键阶段:记忆重构(Alberini和LeDoux,2013年;de Oliveira Alvares和Do-Monte,2021年;Nader,2015年)。记忆重构是指当重新激活时,已巩固的记忆可能会进入不稳定状态,在此期间它们可以被进一步强化或容易受到干扰(Alberini和LeDoux,2013年;Lee等人,2017年;Sandrini等人,2015年;Sinclair和Barense,2019年)。特别是,人们越来越认识到回忆行为本身就可以启动这一记忆重构过程(Alberini和LeDoux,2013年;Lee等人,2017年;Sandrini等人,2015年;Tronson和Taylor,2007年;Vaverková等人,2020年)。
回忆是指从长期记忆中获取信息的过程,通常需要借助线索(Roediger和Butler,2011年)。迄今为止,只有一项研究考察了针对周围神经的经颅直流电刺激(tDCS)对回忆的影响。然而,在那项研究中,是在回忆时施加了大枕神经的非侵入性经皮电刺激(NITESGON),并未发现显著效果,而且该研究并未专门关注记忆重构过程(Vanneste等人,2020年)。评估记忆重构的一种方法是通过回忆练习。回忆练习涉及反复检索先前学过的信息,目的是提高对这些信息的记忆。尽管回忆练习的好处已被充分证实,但迄今为止还没有研究探讨过使用tDCS对周围神经的刺激是否可以通过回忆练习来增强记忆重构。
从神经生物学的角度来看,NITESGON是一种特别适合调节记忆重构过程的干预手段。尽管非侵入性神经刺激技术(如tDCS)最初被认为是通过直接调节大脑皮层活动来发挥作用的,但越来越多的证据表明,头部或颈部的刺激可以通过间接的经皮周围神经通路发挥作用(Asamoah等人,2019年;van Boekholdt等人,2021年;V?r?slakos等人,2018年;Woods等人,2016年)。例如,当刺激作用于C2神经皮节时,相当一部分电流会传递到大枕神经。这些大枕神经传入纤维汇聚到三叉神经颈复合体内的脊三叉神经核,然后与脑干核(如孤束核)形成突触连接,进而激活蓝斑——从而影响大脑皮层和皮下区域的去甲肾上腺素能投射(Goadsby等人,2008年;Luckey等人,2023年)。
来自蓝斑和腹侧被盖区的去甲肾上腺素能和多巴胺能信号在记忆重构中起着核心作用,它们影响海马体的突触可塑性以及重新激活的记忆痕迹的稳定或不稳定(Hansen,2017年;Haubrich等人,2020年;Pigeon等人,2022年;Sara,2009年)。与我们实验室的最新研究一致,NITESGON通过蓝斑介导的去甲肾上腺素能调节作用支持记忆的巩固和保持(Luckey等人,2023年;Vanneste等人,2020年)。因此,NITESGON的神经调节机制使其成为一种直观的非侵入性刺激技术,可用于调节记忆重新激活过程。因此,本实验旨在新颖地测试大枕神经的tDCS是否能够增强记忆重构。具体来说,它旨在研究NITESGON是否可以通过包含回忆练习的范式来增强先前已巩固的记忆。
如上所述,记忆重构既可以增强记忆,也可以使记忆更容易受到干扰(Alberini和LeDoux,2013年;Lee等人,2017年;Sandrini等人,2015年)。与此相关的是,已有研究表明回忆行为既可以支持某些记忆的维持,也可能导致其他记忆的遗忘,这种现象被称为“回忆诱导的遗忘”(Anderson和Bjork,1994年;Hulbert和Anderson,2020年;Miller,2021年;Murayama等人,2014年)。回忆诱导的遗忘通常通过线索-目标范式进行研究,其中从记忆中检索某些项目(例如A-B线索-目标对)会增强它们的保持,同时抑制其他相关项目的保持(尤其是与同一线索相关的项目,例如A-C对)。然而,关键的是,先前的研究不仅未能具体探讨周围神经刺激是否可以通过回忆练习来增强记忆重构,也没有研究它是否可以防止回忆诱导的遗忘。
在果蝇和啮齿动物中,多巴胺能系统已被证明与记忆的持久性或遗忘有关(Berry等人,2024年;Castillo Díaz等人,2021年)。在啮齿动物中,研究表明阻断内侧前额叶皮层中的特定多巴胺受体可以减少回忆诱导的遗忘(Gallo等人,2022年)。支持这一观点的是,在人类中的一项研究表明,多巴胺的可用性会影响回忆诱导的遗忘。具体来说,与前额叶皮层多巴胺水平较高的遗传标记相关联的个体表现出更高的回忆诱导遗忘率(Wimber等人,2011年)。
因此,这些研究表明多巴胺有助于在前额叶介导的记忆控制中实现适应性遗忘。鉴于NITESGON已被证明可以调节多巴胺能和去甲肾上腺素能活动(Luckey等人,2023年),可以推测它也可能改变回忆过程中的遗忘动态。然而,我们实验室之前的行为研究表明,NITESGON主要增强了记忆的巩固,但没有改变遗忘率(Luckey等人,2020年)。这提出了一个重要的未解问题:周围神经刺激是否可以在记忆重构过程中增强记忆,而不改变抑制性遗忘过程?
本研究旨在通过测试NITESGON是否在回忆练习引发的记忆重构过程中起作用来填补这一空白。具体来说,我们研究了刺激是否能够增强重新激活后的记忆保持,以及它是否能够改变竞争性记忆的回忆诱导遗忘。基于先前的研究结果(Luckey等人,2023年;Luckey等人,2020年),我们假设NITESGON可以通过回忆练习来增强记忆重构,但不会显著改变回忆诱导的遗忘。
重要的是,回忆练习和回忆诱导的遗忘在精神分裂症或阿尔茨海默病前驱期等病症中具有临床意义(Ebert和Anderson,2009年;Hanseeuw等人,2012年;Jantzi等人,2019年)。此外,通过基于记忆重构的神经刺激方法是否可以调节记忆的陈述性成分,对于创伤后应激障碍(PTSD)或成瘾相关障碍等病症也同样重要(Alberini和LeDoux,2013年;Lee等人,2017年;Sandrini等人,2015年)。因此,研究这些问题不仅有助于我们理解周围神经刺激对记忆过程的影响,还可能为未来的治疗途径提供方向。

部分摘录

参与者

共有40名参与者参与了这项研究。参与者接受了筛选,确保他们的视力正常或经过矫正至正常水平,没有经皮电刺激(tES)的禁忌症,包括没有神经系统或精神疾病诊断,没有服用神经精神药物或处方兴奋剂,也没有长期使用非法药物。参与者都是以英语为母语的人,之前没有接触过阿拉伯语或斯瓦希里语(因为任务需要使用这些语言)。

配对关联任务

这项研究的主要目的是确定通过tDCS传递的NITESGON是否通过增强回忆练习后的记忆重构和/或调节回忆诱导的遗忘来影响记忆表现,从而明确哪些记忆过程对刺激具有行为敏感性。

讨论

记忆重构是指在回忆过程中,先前已巩固的记忆变得不稳定并重新稳定的过程。在此过程中,记忆可以被进一步强化或变得容易受到干扰(Alberini和LeDoux,2013年;de Oliveira Alvares和Do-Monte,2021年;Lee等人,2017年;Sandrini等人,2015年;Sinclair和Barense,2019年)。然而,此前没有研究探讨过非侵入性周围神经刺激方法是否能够增强记忆。

结论

本研究提供了新的证据,表明通过tDCS对大枕神经进行周围神经刺激可以通过回忆练习来增强记忆重构,但不会减轻回忆诱导的遗忘。这些发现阐明了周围神经刺激对记忆的阶段特异性影响,表明其益处在于增强记忆重构而非减少干扰。此外,这些发现验证了之前的研究结果,证实了这一点。

CRediT作者贡献声明

斯文·范内斯特(Sven Vanneste):撰写初稿、监督、方法论设计、资金获取、概念构思。卡莱多尼亚·斯特尔茨纳(Caledonia Steltzner):数据收集与整理。埃尔瓦·阿鲁尔切尔万(Elva Arulchelvan):撰写初稿、方法论设计、数据分析、概念构思。

写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

撰写论文时未使用AI

利益冲突声明

作者们没有利益冲突
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