Volumen posteriornega hipokampusa CA2/3 je povezan s sposobnostjo priklica avtobiografskega spomina pri posameznikih z nižjo zmogljivostjo 2. del

Obseg podpolj se ni razlikoval med skupinami uspešnosti.

Nato smo raziskali, ali se obseg podpolj razlikuje med slabše in bolje uspešnimi skupinami ali med najbolj in najmanj uspešnimi (n=20 v vsaki skupini). Za nobeno podpolje niso bile ugotovljene razlike (tabela 5).

Ker je bilo pomembno razmerje v slabše zmogljivi skupini lokalizirano na posteriorni CA2/3, smo primerjali tudi posteriorne prostornine CA2/3 med nižjo in bolj zmogljivo skupino in med njima nismo našli razlike (slabše zmogljivi povprečni volumen {{7 }}.05 mm3, SD=34.25; zmogljivejša povprečna prostornina=206.10 mm3, SD=39.84; F(1,192)=0.78, p=0.38). To nakazuje, da morda ne obstaja preprosta linearna povezava med posteriornim volumnom CA2/3 in sposobnostjo avtobiografskega spomina.

Linearna povezava pomeni, da obstaja premočrtna povezava med dvema spremenljivkama, kar pomeni, da bodo spremembe ene spremenljivke neposredno vplivale na spremembe druge spremenljivke. Spomin se nanaša na sposobnost človekovega pomnjenja, to je sposobnost snemanja in shranjevanja informacij za priklic in uporabo.

Obstaja pomembna povezava med linearnostjo in spominom. Na splošno raziskave kažejo, da močnejša kot je linearna povezava, boljši je spomin.

Na primer, če upoštevamo linearno razmerje med časom učenja osebe in rezultatom, ki ga dobi na izpitu, lahko ugotovimo, da je zelo naravno, da oseba porabi več časa za učenje in dobi boljše ocene. Podobno, če upoštevamo linearno razmerje med količino spanca, ki ga oseba prejme, in njegovim spominom naslednji dan, lahko tudi ugotovimo, da več spanja vodi do boljšega spomina.

Po drugi strani pa lahko spomin trpi, če je linearna povezava šibka. Na primer, če upoštevamo razmerje med prehrano osebe in njegovim spominom, morda ne bomo našli očitne linearne povezave. Vemo pa, da lahko podhranjenost ali pomanjkanje določenih bistvenih hranil vpliva na normalno delovanje možganov in s tem na spomin.

Zato lahko sklepamo, da je razmerje med linearno povezavo in spominom zelo pomembno in lahko vpliva na naše učenje, delo, življenje in zdravje. Da bi izboljšali svoj spomin, bi se morali osredotočiti na linearne odnose in razviti dobre učne in življenjske navade za izboljšanje naših kognitivnih funkcij in miselnih sposobnosti. Vidi se, da moramo izboljšati svoj spomin. Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche deserticola uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev. Te snovi so zelo pomembne za spomin in učenje. , Poleg tega lahko meso iz mesa izboljša pretočnost krvi in ​​pospeši transport kisika, kar lahko zagotovi, da možgani prejmejo dovolj hranil in energije, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite Know za izboljšanje kognitivnih funkcij

Da bi to podrobneje raziskali, smo izvedli dodatno analizo za pomoč pri razlagi rezultatov. Namesto da bi udeležence razdelili v dve skupini na podlagi rezultatov njihovih notranjih podrobnosti o avtobiografskem spominu, smo namesto tega uporabili posteriorne volumne hipokampusa CA2/3 za mediano razdelitve udeležencev v skupine z manjšim in večjim volumnom. V korelaciji z rezultati priklica avtobiografskega spomina ni bilo ugotovljeno nobeno statistično pomembno razmerje za nobeno skupino (skupina manjše količine: r(93)=0.25, p=0.01, 95 % IZ {{10}}.05, 0,43; večja volumska skupina: r(92)=0.16, p=0.13, 95% IZ − 0,05, 0,35).

Diskusija

V tej študiji individualnih razlik smo ročno segmentirali celotno dolžino obeh hipokampusov pri 201 zdravem posamezniku. Razdelili smo šest podregij - DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum in uncus. To nam je omogočilo, da preučimo, kako bi se lahko količine hipokampalnih podpolj nanašale na sposobnost priklica avtobiografskega spomina na najbolj izčrpen način, ki so ga doslej poskusili. V skupini nismo našli nobenih dokazov za povezavo med obsegom katerega koli podpolja in sposobnostjo priklica avtobiografskega spomina, merjeno z uporabo notranjih podrobnosti iz avtobiografskega intervjuja40. Tako je bilo tudi pri ločenem preiskovanju udeležencev in udeleženk.
Vendar, ko so bili udeleženci razporejeni v nižje in bolj uspešne skupine na podlagi njihovih rezultatov notranjih podrobnosti, smo ugotovili, da je bil obseg CA2/3 pomembno in pozitivno povezan z avtobiografskim priklicem spomina, posebej v skupini z nižjimi rezultati. Nadalje smo ugotovili, da je ta učinek povzročil posteriorni CA2/3. Nasprotno pa semantične podrobnosti iz avtobiografskih spominov in uspešnost na vrsti laboratorijskih testov spomina niso bile v korelaciji z volumnom CA2/3. Podobno ni bila ugotovljena povezava z obsegom podpolja za uspešnejšo skupino.

Obstajata le dve objavljeni študiji, ki sta preučevali razmerje med volumni podpolj hipokampusa in priklicem avtobiografskega spomina 28, 29. Naše ugotovitve se na splošno ujemajo z ugotovitvami Palomba et al.29, ki so pri proučevanju samo telesa hipokampusa ugotovili, da je obseg kombinirane ROI, ki obsega DG/CA4/CA2/3, povezan z rezultati notranjih podrobnosti. Zdaj lahko ta prejšnji rezultat razširimo na štiri ključne načine. Prvič, ker smo imeli tako velik vzorec, smo lahko ugotovili, da je bila povezava med obsegom podpolja in sposobnostjo avtobiografskega spomina očitna samo pri posameznikih z nižjo uspešnostjo in ne pri tistih, katerih uspešnost je bila nad mediano.

Palombo et al.29 n=30 morda niso zadostovali za razkritje te razlike. Našega učinka CA2/3 ni bilo mogoče razložiti s starostjo, IQ, razmerji med spoloma ali uporabljenimi skenerji, ki se med skupinami niso razlikovali. Drugič, bili smo bolj prostorsko natančni pri določanju CA2/3 kot ključne podregije, namesto manj informativnega, večjega ROI. Tretjič, ker smo segmentirali celotno dolžino hipokampusa, smo pokazali, da učinke poganja posteriorni CA2/3. To je pomembno, ker se podpolja razlikujejo po svoji povezanosti vzdolž sprednje-zadnje osi hipokampusa 11, 19, 20, 33, 35. Četrtič, s preučevanjem semantičnih podrobnosti iz avtobiografskih spominov in vrste drugih laboratorijskih testov spomina smo ugotovili, da je bila povezava z volumnom CA2/3 specifična za priklic avtobiografskega spomina.

Ugotavljamo tudi, da je bila podkategorija notranjih podrobnosti, ki so bile najbolj povezane z dvostranskim posteriornim volumnom CA2/3, "dogodki". Preprosto ni dosegel statistične pomembnosti, ko je bil popravljen za več primerjav. Kategorija dogodkov vsebuje podrobnosti o dogajanju ali razpletu zgodbe, vključno s prisotnimi posamezniki, dejanji in reakcijami. Ker so to ključne podrobnosti v središču avtobiografskih spominov, morda ni presenetljivo, da se zdi, da je ta kategorija najbolj povezana z dvostranskim posteriornim volumnom CA3 pri manj uspešnih udeležencih.

Naše ugotovitve lahko nakazujejo, da manj zmogljivim posameznikom najbolj koristi večji posteriorni volumen CA2/3, zmogljivejši pa ne kažejo povečanega volumna. To bi lahko odražalo potrebo možganov po uravnoteženju virov, ker je lahko povečanje obsega možganskega področja drago. Na primer, pri licenciranih londonskih taksistih je bilo ugotovljeno, da njihove zelo izboljšane navigacijske sposobnosti in večji posteriorni volumen hipokampusa (v primerjavi s kontrolami) spremljata manjša prostornina v sprednjem hipokampusu52,53 in slabša uspešnost pri nekaterih anterogradnih testih vizualno-prostorskega spomina54. V splošni populaciji se lahko zgodi, da ko je posameznikova sposobnost priklica avtobiografskega spomina na določeni ravni, obstaja dovolj funkcionalnosti, tako da nadaljnje povečanje obsega CA2/3 ni več koristno zaradi možnih stroškov.

Naše ugotovitve tudi kažejo, da bi bilo morda koristno posebej preučiti volumen posteriornega CA2/3 pri ljudeh, za katere je bilo značilno, da imajo "resno pomanjkljiv avtobiografski spomin"2. Gre za posameznike, ki so sicer zdravi, vendar imajo slabši avtobiografski spomin, predvsem v smislu zmanjšane vizualizacije avtobiografskih spominov in manjšega števila notranjih podrobnosti pri priklicu spominov iz otroštva ali mladostniških let. Napoved bi lahko bila, da bi bil njihov volumen CA2/3 najbolj zmanjšan med zdravimi kontrolami.

Kar zadeva bolnike, so nedavni in oddaljeni avtobiografski spomini dovzetni za izgubo notranjih podrobnosti v kontekstu žariščne dvostranske poškodbe CA323. Poleg tega so teoretične analize grafov podatkov fMRI 7 T v stanju mirovanja pokazale, da je poškodba CA3 pri teh bolnikih motila funkcionalno integracijo v podsistemu medialnega temporalnega režnja (MTL) privzetega omrežja. Izguba funkcionalne integracije v regijah podsistema MTL je napovedovala uspešnost priklica avtobiografskega spomina pri bolnikih. Na splošno te ugotovitve kažejo, da je CA3 potreben za priklic avtobiografskih spominov dolgo po njihovi začetni pridobitvi in ​​da igra vlogo pri funkcionalni integraciji v mreži možganskih področij, ki je običajno vpletena v avtobiografski epizodni odpoklic.

Pri bolnikih je bila poškodba CA3 po dolžini hipokampusa. Ena študija fMRI, ki je preučevala predstavitve avtobiografskih spominov v podpoljih hipokampusa, je to lahko še bolj niansirala. Oddaljeni avtobiografski spomini so bili še posebej zastopani v posteriornem CA3. Naše financiranje posebnega posteriornega volumna CA2/3, ki je v korelaciji z avtobiografskim spominom, se ujema s tem prejšnjim rezultatom, vsaj pri manj uspešnih posameznikih. Omeniti je treba, da so verjetno vsi spomini, vzbuditi med avtobiografskim intervjujem40 oddaljeni avtobiografski spomini.

Celo najnovejše obdobje je »znotraj zadnjega leta«, pri čemer so tudi takšni spomini verjetno že bili konsolidirani. Rezultati so bili na splošno podobni, ko je bilo vsako obdobje pregledano ločeno v zvezi z zadnjim volumnom CA2/3, in nobeno posamezno obdobje ni doseglo statistične pomembnosti, ko je bilo popravljeno za več primerjav. Glede na to, da je za vsako obdobje večinoma samo en spomin, so te analize verjetno premajhne v primerjavi z našimi glavnimi analizami, kjer so spomini združeni.

Kaj lahko CA2/3 počne v službi priklica avtobiografskega spomina in zakaj je njegov zadnji del posebej vpleten? Na ta vprašanja ne moremo odgovoriti neposredno z našimi podatki, lahko pa ponudimo nekaj špekulacij. CA3 naj bi bil sredstvo za dokončanje vzorca 30–32, 55, 56, ki vključuje ponovno vzpostavitev spominske sledi iz delnega znaka. Ta izračun je pomemben za priklic avtobiografskega spomina. Nobena nevroslikarska študija ni eksplicitno preučila, kako je dokončanje vzorca povezano z avtobiografskimi spomini.

Vendar je bil večji volumen CA2/3 povezan z manjšim nevronskim prekrivanjem znotraj CA3 med predstavitvami podobnih spominov kratkih filmskih posnetkov, kar je bilo posledično povezano z manj subjektivne zmede med priklicem57. Avtorji te študije so predlagali, da lahko večji CA3 spodbuja zmanjšanje zmede pri iskanju prek povečanega števila nevronov CA3 ali izboljšane lateralne povezljivosti znotraj CA3, kar bi lahko pospešilo učinkovitejše dokončanje vzorca. Lahko se zgodi, da se podobna situacija odvija v naši slabše uspešni skupini, kjer večji obseg CA2/3 omogoča boljše dokončanje vzorca.

Še vedno poteka razprava o tem, kako se funkcije razlikujejo po dolgi osi človeškega hipokampusa. Predlagano je bilo, da je lahko sprednji del hipokampusa vključen v konstruiranje vizualnih prizorov, ki tvorijo osnovo za priklic avtobiografskega spomina, pri čemer posteriorne regije hipokampusa poseljujejo prizor s posebnimi podrobnostmi 26, 58. Dejansko lahko vpletenost specifično posteriornega CA2/3 v priklic oddaljenega avtobiografskega spomina25 odraža povečano dokončanje vzorca, ki je potrebno za zapolnitev oddaljenih avtobiografskih spominov.

Druga perspektiva trdi, da posteriorni hipokampus podpira drobnozrnate lokalne predstavitve v primerjavi z obsežnimi globalnimi predstavitvami v sprednjem hipokampusu 26, 34, 58. Posledično lahko naš posteriorni rezultat CA2/3 odraža povečano zmogljivost podpiranja več podrobnosti med priklicem avtobiografskega spomina. V prihodnjih študijah bi bilo zanimivo preučiti sposobnost avtobiografskega spomina v zvezi s takšno lokalno in globalno obdelavo ter tudi v smislu funkcionalne povezljivosti 18, 19, 59, kar lahko zagotovi nadaljnje vpoglede v pretok informacij v posteriorni CA2/3 in iz njega med avtobiografskim priklic spomina.

Naše ugotovitve CA2/3 so se nanašale samo na priklic avtobiografskega spomina, pri čemer se uspešnost pri večini drugih testov spomina ni razlikovala med manj uspešnimi in boljšimi skupinami. Eden od testov, pri katerem so se skupine razhajale, je bil takojšnji in zapozneli priklic testa logičnega spomina (priklic zgodbe), morda najbližji laboratorijski spominski test avtobiografskemu spominu. Skupina z nižjimi rezultati je imela na tem testu slabše rezultate v primerjavi s skupino z boljšimi rezultati. Vendar pri tem testu v slabše uspešni skupini ni bilo nobenih povezav med posteriornim volumnom CA2/3 in takojšnjim ali zapoznelim priklicem.

To lahko odraža posebno povezavo posteriornega hipokampusa s priklicem oddaljenih spominov (izkušenih pred več meseci ali leti) in ne nedavno izkušene zgodbe v preizkusu logičnega spomina. Poleg tega je posteriorni volumen CA2/3 pri slabše uspešnih lahko povezan z živahno, podrobno in multimodalno naravo avtobiografskega priklica spomina v nasprotju s preprostejšo naravo bolj omejenih laboratorijskih testov spomina. Ta možna razlaga se ujema z ugotovitvami meta-analize fMRI41 in nedavno preiskavo mikrostrukture bele snovi42. Obe študiji sta pokazali, da so priklic avtobiografskih spominov in laboratorijsko pridobljeni spominski dražljaji povezani z različnimi živčnimi substrati. Na splošno naše ugotovitve dodajajo dodatno podporo vse bolj priznanemu pomenu preučevanja kognicije v resničnem svetu za popolno karakterizacijo odnosov med možgani in vedenjem60–66.

Pri razlagi naših ugotovitev je treba upoštevati več opozoril. Prvič, naši rezultati kažejo, da ni enostavnega linearnega razmerja med posteriornim volumnom CA2/3 in sposobnostjo avtobiografskega spomina. Na primer, medtem ko je bil posteriorni volumen CA2/3 v korelaciji z avtobiografskim priklicem spomina v slabše uspešni skupini, ni bilo tako, da se je obseg CA2/3 povečal v tej skupini in nato dosegel plato v skupini z boljšimi rezultati. Pravzaprav niso bile ugotovljene nobene razlike v povprečnih volumnih CA2/3 v skupinah z nižjimi in boljšimi rezultati, niti ni bilo razlik v povprečnih volumnih CA2/3 med skrajnostmi najučinkovitejših in najslabših. Poleg tega po razdelitvi vzorca v dve skupini na podlagi mediane posteriorne prostornine CA2/3 nismo ugotovili povezave med prostornino in sposobnostjo priklica avtobiografskega spomina v nobeni skupini. To pomeni, da bi lahko imel posameznik z izjemno sposobnostjo avtobiografskega priklica spomina podoben posteriorni volumen CA2/3 kot nekdo z veliko slabšim priklicem. Skratka, poznavanje posteriornega volumna CA2/3 osebe ne more nujno povedati o njeni sposobnosti avtobiografskega spomina. Potrebne so nadaljnje raziskave za nadaljnjo razjasnitev tega zapletenega vzorca ugotovitev.

Drugič, predvideli smo tudi, da bi bil obseg subikuluma 29 in/ali sprednjega pre/parasubikuluma 26, 28, 33 lahko povezan s sposobnostjo priklica avtobiografskega spomina. Vendar te hipoteze podatki niso podprli. To ne pomeni, da subikulum, pre/parasubikulum ali katera koli druga podpolja niso potrebna za priklic avtobiografskega spomina, le da njihov obseg morda ne kaže na osnovne dejavnike, ki povzročajo individualne razlike. Študija, ki je proučevala razmerje med volumni podpolj hipokampusa in zmožnostjo priklica avtobiografskega spomina, je pokazala, da je bil volumen pred/parasubikuluma povezan z boljšo obstojnostjo avtobiografskega spomina v osemmesečnem zamiku28. Ta longitudinalna študija je omogočila osredotočanje na ohranjanje spomina skozi čas, česar v trenutnem poskusu ni bilo mogoče raziskati, kar je onemogočalo neposredno primerjavo.

Tretjič, v trenutni študiji smo testirali velik vzorec 201 udeleženca. Vendar tudi pri tej velikosti vzorca ne moremo izključiti obstoja posebej majhnih učinkov, ki bi lahko kazali na pomembno povezavo, kot je tista, ki jo vidimo med CA2/3 in avtobiografskim priklicem spomina, ko preučujemo naš vzorec kot celoto (r(193) { {4}}.10, str=0.15). Da bi to razmerje doseglo statistično pomembnost, bi bil potreben vzorec vsaj 500 udeležencev, ki trenutno zahtevajo 300 ur časa MRI skeniranja in 4000 ur ročne segmentacije podpolja hipokampusa. Prihodnje delo, ki skuša povezati individualne razlike v avtobiografskem spominu s strukturo in delovanjem možganov, bi lahko razmislilo o sprejetju pristopov konzorcija in "mega-analize", na primer genetske literature67. Poleg tega obstaja nujna potreba po natančnih avtomatiziranih metodah segmentacije podpolj, ki segmentirajo hipokampus z natančnostjo po celotni dolžini, vključno z ločevanjem DG in CA2/3 ter subikuluma in pre/parasubikuluma.

Četrtič, čeprav se v objavljeni literaturi pogosto uporablja pristop mediane razdelitve, ni brez omejitev. Izvedba mediane delitve povzroči nastanek dveh manjših skupin in posledično zmanjšanje moči. Poleg tega mediana loči posameznike, ki so tik nad in tik pod mediano, čeprav so si ti udeleženci verjetno precej podobni. V idealnem primeru bi bila razporeditev v skupine z nižjo in višjo uspešnostjo tukaj izvedena z uporabo neodvisnega merila zmožnosti priklica avtobiografskega spomina, vendar pa primanjkuje meril dobre kakovosti.

Petič, opozoriti je treba tudi, da je bil dogovor med ocenjevalci za razmejitev CA2/3 nižji kot za večino drugih podpolj, kar poudarja izziv proučevanja tega majhnega območja. Vendar so vrednosti podobne tistim, o katerih so poročali v prejšnjih študijah 19, 25, 28, 57, 68, in so v razponu, ki je v literaturi opredeljen kot "dobra" zanesljivost, pri čemer imajo večja podpolja "odlično" zanesljivost 69. Zato smo prepričani v naše razmejitve CA2/3, vendar je treba to točko upoštevati pri interpretaciji rezultatov.
Šestič, dobro utemeljene študije individualnih razlik, ki povezujejo avtobiografski spomin s strukturo in delovanjem možganov, ostajajo redke. Analiza drugih vidikov podatkov iz tukaj navedene kohorte ni pokazala povezav med celotnim, sprednjim ali zadnjim volumnom sive snovi hipokampusa ali mikrostrukturo sive snovi (kot sta mielinizacija in železo) s sposobnostjo priklica avtobiografskega spomina8,43. Po drugi strani pa so bile specifične značilnosti mikrostrukture bele snovi, povezane s hitrostjo aksonskega prevoda, povezane z individualnimi razlikami v sposobnosti priklica avtobiografskega spomina, ne pa z laboratorijskimi spominskimi dražljaji42. Preiskave z uporabo drugih velikih vzorcev so odkrile razmerja med volumnom temporalnega pola in avtobiografskim priklicem spomina pri zdravih starejših odraslih70 ter različnimi vzorci funkcionalne povezanosti stanja mirovanja pri mlajših in starejših odraslih med avtobiografskim priklicem spomina in kontrolnim ukrepom59. Upamo, da bodo preiskave, kot so te, skupaj z nadaljnjimi študijami podpolj hipokampusa, pomagale zgraditi veliko bolj popolno razumevanje, zakaj med splošno populacijo obstaja tako velika variabilnost v njihovi zmožnosti, da se spomni svojih vsakodnevnih izkušenj. Opažamo tudi, da obstajajo različni pristopi k opredelitvi optimalne metrike sposobnosti priklica avtobiografskega spomina59,70 in nadzornih ukrepov29,44,45 iz avtobiografskega intervjuja40. Prihodnje delo bi lahko primerjalo te različne metode in kako so povezane z volumni podpolj hipokampusa.

Nazadnje se je trenutna študija osredotočila posebej na mlade, zdrave posameznike. Spremembe obsega podpolj zaradi staranja ali bolezni so lahko v različnih odnosih z zmogljivostjo avtobiografskega spomina. Prihodnje študije podpolja hipokampusa bi morale preučiti individualne razlike v teh vrstah kohort poleg mladih zdravih posameznikov.

Nazadnje se je trenutna študija osredotočila posebej na mlade, zdrave posameznike. Spremembe obsega podpolj zaradi staranja ali bolezni so lahko v različnih odnosih z zmogljivostjo avtobiografskega spomina. Prihodnje študije podpolja hipokampusa bi morale preučiti individualne razlike v teh vrstah kohort poleg mladih zdravih posameznikov.

Metode

Udeleženci.

V raziskavo je bila vključena dvesto ena zdrava oseba, 104 ženske in 97 moških. Kot je podrobno opisano v prejšnjih publikacijah8,42,43, je bil starostni razpon omejen na 20–41 let, da bi omejili možne učinke staranja (povprečna starost=29.05 let, SD=5.65). Udeleženci so imeli angleščino kot prvi jezik in niso poročali o zgodovini psiholoških, psihiatričnih ali nevroloških stanj. Ljudje s hobiji ali poklici, za katere je znano, da so povezani s hipokampusom (npr. licencirani londonski taksisti), so bili izključeni. Prvotno je bilo izbranih dvesto sedemnajst udeležencev, vendar je bila kakovost skeniranja za šestnajst udeležencev preslaba za natančno segmentacijo hipokampusa, zato so bili naknadno izključeni. Udeleženci so prejeli povračilo 10 GBP na uro za sodelovanje, ki je bilo plačano ob zaključku študija.

Vsi udeleženci so dali pisno informirano soglasje, študija pa je bila izvedena z odobritvijo Odbora za raziskovalno etiko University College London (ID projekta: 6743/001). Vse metode so bile izvedene v skladu z ustreznimi smernicami in predpisi.

Velikost vzorca več kot 200 udeležencev je bila med zasnovo študije določena kot ustrezna, saj je robustna za uporabo različnih statističnih pristopov pri odgovarjanju na več zanimivih vprašanj. Natančneje, vzorec je omogočil zadostno moč za identifikacijo srednje velikosti učinka pri izvajanju korelacijskih analiz na ravneh alfa 0,01 in pri primerjavi korelacije na ravneh alfa 0,0571. Vzorci več kot 200 udeležencev so bili predlagani tudi kot primerni za raziskave korelacijskega nevroslikanja, podobne tistim, ki se izvajajo tukaj36,37.

Avtobiografski intervju.

Ta široko uporabljen test je bil uporabljen za merjenje sposobnosti priklica avtobiografskega spomina. Udeleženci naj zagotovijo avtobiografske spomine iz določenega časa in kraja v štirih časovnih obdobjih – zgodnje otroštvo (do 11. leta), najstniška leta (od 11. do 17. leta), odraslost (od 18. leta starosti do 12 mesecev pred intervjujem; zahtevana sta dva spomina) in zadnje leto (spomin zadnjih 12 mesecev); torej je pobranih skupno pet spominov. Posnetki opisov spomina se prepišejo za poznejše točkovanje.

Glavno merilo rezultata avtobiografskega intervjuja je povprečno število notranjih podrobnosti, vključenih v opis dogodka iz petih avtobiografskih spominov. Notranje podrobnosti so tiste, ki opisujejo zadevni dogodek (tj. epizodne podrobnosti) in vključujejo dogodek, kraj, čas in zaznavne informacije ter misli in čustva v zvezi s samim dogodkom. Kot kontrolno mero smo uporabili povprečno število semantičnih podrobnosti, vključenih v pet avtobiografskih spominov. Semantične podrobnosti se nanašajo na semantične informacije o ali v zvezi s preteklim dogodkom in se ne štejejo za odraz avtobiografske sposobnosti priklica spomina.

Dvojno točkovanje je bilo izvedeno na 20% podatkov. Medrazredni korelacijski koeficienti z dvosmernim modelom naključnih učinkov, ki iščejo absolutno soglasje, so bili izračunani tako za notranje kot za semantične podrobnosti. To je bilo izvedeno za posamezne spomine in kot povprečje vseh petih spominov vsakega udeleženca. Za notranje podrobnosti so bili koeficienti 0.94 oziroma 0.97, za semantične podrobnosti pa 0.80 in 0. 84 oz. Za referenco velja, da imajo korelacijski koeficienti med razredi med 0.75 in 0,90 dobro zanesljivost, korelacijski koeficienti med razredi 0,90 in več pa veljajo za odlično zanesljivost69.

Laboratorijski testi.

Ocene IQ udeležencev so bile pridobljene s testom premorbidnega delovanja46. Število pravilnih odgovorov je bilo pretvorjeno v oceno Full Scale IQ (FSIQ) po standardnem postopku točkovanja.

Udeležencem je bilo opravljenih tudi osem laboratorijskih testov spomina. To so bili testi spomina, ki se pogosto uporabljajo v nevropsiholoških okoljih. Naloge so bile izvedene in ocenjene v skladu z njihovimi standardiziranimi in objavljenimi protokoli. Natančneje:

Priklic verbalnega seznama je bil ocenjen s takojšnjim in zakasnjenim priklicem Rey Auditory Verbal Learning Test 47. Vizuoprostorski priklic je bil pregledan z uporabo odloženega priklica kompleksa Rey–Rey-Osterrieth Slika 48. Spomin na prepoznavanje je bil raziskan s testi spomina Warrington Recognition Memory za besede in obraze49. Udeleženci so opravili tudi nalogo "Živ ali mrtev", ki preverja splošno znanje o tem, ali so znani posamezniki umrli ali so še živi, ​​kar zagotavlja merilo semantičnega spomina50. Nazadnje je bila zmožnost priklica kratke pripovedi preučena z uporabo takojšnjega in zapoznelega priklica podtesta logičnega spomina Wechslerjeve lestvice spomina IV51.

Upoštevajte, da se podatki o priklicih avtobiografskega spomina in podatki iz laboratorijskih testov, navedenih tukaj, vključili v prejšnjo analizo glavnih komponent, ki je skušala preučiti strukturo teh vedenjskih podatkov – za nadaljnje podrobnosti glejte Clark et al.72.

Zajem podatkov MRI.

Kot je podrobno opisano v prejšnjih publikacijah 8, 42, 43, so bili za zbiranje podatkov o slikanju nevronov uporabljeni trije skenerji MRI. Vsi skenerji so bili sistemi Siemens Magnetom TIM Trio s 32-kanalnimi tuljavami glave in so bili nameščeni v istem centru za slikanje nevronov z isto programsko opremo. Zaporedja so bila enako naložena na posamezne skenerje. Nastavitev in pozicioniranje udeležencev sta sledila istemu protokolu za vsak skener.

Udeleženci so bili skenirani z uporabo strukturnega zaporedja MRI, ki je bilo optimizirano za slikanje hipokampusa z visoko ločljivostjo. Podatki so bili zbrani z uporabo enoslojnega 3D T2-uteženega zaporedja turbo vrtilnega odmeva s spremenljivimi fip koti73 v kombinaciji z vzporednim slikanjem, da se hkrati doseže visoka ločljivost slike 5{{10}}0 μm , visoka učinkovitost vzorčenja in kratek čas skeniranja ob ohranjanju zadostnega razmerja med signalom in šumom. Po vzbujanju ene aksialne plošče je bila slika odčitana z naslednjimi parametri: ločljivost=0.52 × 0,52 × 0,5 mm, matrika=384 × 328, pregrade=104, debelina pregrade=0.5 mm, particijsko nadvzorčenje=15.4%, vidno polje=200×171 mm, čas odmeva (TE)=353 ms, TR=3200 ms, GRAPPA×2 v smeri faznega kodiranja (PE), pasovna širina=434 Hz/piksel, razmik med odmevi=4.98 ms, turbo faktor v smeri PE=177, trajanje niza odmevov{ {31}}, povprečja=1.9. Za zmanjšanje pristranskosti signala zaradi, na primer, prostorske variacije v profilih občutljivosti tuljave, so bile slike normalizirane s predhodnim skeniranjem in uporabljen je bil filter šibke intenzivnosti, kot ga je implementiral proizvajalec optičnega bralnika. Za izboljšanje razmerja med signalom in šumom anatomske slike, uporabljene za segmentacijo, so bili za vsakega udeleženca pridobljeni trije pregledi s skupnim časom skeniranja 39 minut. Kakovost vsakega strukturnega skeniranja je bila vizualno pregledana. Kjer je bila kakovost skeniranja ogrožena zaradi artefaktov gibanja, je bilo zavrženo. Visokokakovostni pregledi za vsakega udeleženca so bili soregistrirani, odstranjeni šumi in izračunano povprečje.

Segmentacija hipokampalnih podpolj.

Za vsakega udeleženca smo ročno razmejili podpolja hipokampusa, dvostransko, na povprečni strukturni sliki visoke ločljivosti z denoised naravnim prostorom v skladu z metodologijo, ki so jo opisali Dalton et al.22 z uporabo programske opreme ITK Snap različice 3.2.0. Maske so bile ustvarjene za naslednje podregije: DG/CA4, CA2/3, CA1, subiculum, pre/parasubiculum in uncus (slika 1). Segmentacije podpolj sta izvedla dva segmentatorja (IAC in MAD).

Zanesljivost segmentacije hipokampusa je bila ocenjena z merami zanesljivosti med in znotraj ocenjevalca. Naš glavni poudarek je bil na zanesljivosti med ocenjevalci, pri čemer je vsak raziskovalec neodvisno segmentiral oba hipokampusa istih 20 udeležencev (10 % skupnega števila). Ker je segmentacija hipokampusa trajala približno 8 ur na udeleženca, je bila segmentacija celotnega vzorca izvedena v 3,5 letih (od julija 2018 do decembra 2021). V tem obdobju so bile izvedene neodvisne segmentacije hipokampusa za oceno zanesljivosti, ki so služile tudi za merjenje doslednosti skozi čas; če bi raziskovalec v 3,5 letih odstopal od protokola segmentacije, bi to vedeli, ker bi se merila med ocenjevalci zmanjšala.

Analize zanesljivosti so bile izvedene za vsako podpolje z metriko prekrivanja Dice74, ki daje oceno med 0 (brez prekrivanja) in 1 (popolno prekrivanje). Izračunani so bili tudi korelacijski koeficienti med razredi (z uporabo modela dvosmernih naključnih učinkov, ki iščejo absolutno soglasje), kjer so korelacijski koeficienti med razredi med 0.75 in 0.90 velja, da imajo dobro zanesljivost, korelacijski koeficienti med razredi 0,90 ali več pa veljajo za odlično zanesljivost69.

Meritve zanesljivosti med ocenjevalci so bile enakovredne tistim, o katerih poroča obstoječa literatura19,25,28,57,68,75–77. Zanesljivost med ocenjevalci Dice je bila 0.85 za DG/CA4, 0.68 za CA2/3, 0.78 za CA1, 0.8{{21 }} za subiculum, 0.70 za pre/parasubiculum in 0.83 za uncus. Medrazredni korelacijski koeficienti so bili 0.91 za DG/CA4, 0.75 za CA2/3, 0.91 za CA1, 0.90 za subikulum, 0,76 za pre/parasubiculum in 0,97 za uncus. Rezultati za vsako od 20 posameznih analiz zanesljivosti med ocenjevalci Dice (vključno z datumom vsake segmentacije) so navedeni v dodatni tabeli S7. V vseh časovnih točkah so bili rezultati zanesljivosti med ocenjevalci Dice v skladu s prejšnjimi časovnimi točkami in publikacijami, kar kaže na visoko raven doslednosti v 3,5 letih, kot tudi visoko zanesljivost med obema segmentatorjema.

Zanesljivost znotraj ocenjevalca je bila prav tako visoka za oba segmentatorja. Za IAC je bila zanesljivost znotraj ocenjevalca Dice (več kot 5 udeležencev, merjeno v povprečju 32,8 mesecev (SD=13.22) narazen 0.91 za DG/CA4, {{10 }}.81 za CA2/3, 0.86 za CA1, 0.86 za subikulum, 0.80 za pre/parasubiculum in 0.89 za uncus, s korelacijskimi koeficienti med razredi 0.96 za DG/CA4, 0.93 za CA2/3, {{36} }.85 za CA1, 0.99 za subiculum, 0.83 za pre/parasubiculum in 0.97 za uncus. Za MAD (kot je bilo že navedeno v Ref.22. ), je bila zanesljivost znotraj ocenjevalca Dice (več kot 6 udeležencev, merjeno v razmaku 3 mesecev) 0.86 za DG/CA4, 0.76 za CA3/2, {{56} }.85 za CA1, 0.86 za subiculum, 0.75 za pre/parasubiculum in 0.87 za uncus s korelacijskimi koeficienti med razredi { {68}}.91 za DG/CA4, 0.84 za CA2/3, 0.89 za CA1, 0.95 za subikulum, 0,72 za pre/parasubikulum in 0,96 za uncusa.

Vsako podpolje, razen unkusa, je bilo prav tako razdeljeno na sprednji in zadnji del8,34. V skladu z literaturo 38, 39 je bil sprednji del opredeljen kot izhajajoč od prve rezine, kjer je hipokampus mogoče opazovati v njegovem najbolj sprednjem obsegu, do končne rezine unkusa (vrh strica), posteriorni hipokampus pa je bil opredeljen od prvega rezina, ki sledi vrhu strica do končne rezine opazovanja v njegovem najbolj posteriornem obsegu (slika 1).

Statistične analize.

Analize so bile izvedene v R 4.1. Podatki so bili povzeti z uporabo povprečij in standardnih odklonov.

V naših glavnih analizah smo raziskali razmerja med posameznim obsegom podpolj in številom notranjih podrobnosti iz Avtobiografskega intervjuja z uporabo delnih korelacij, pri čemer smo za izračun intervalov zaupanja izvedli 10,000-krat zagon. Za to sta bila uporabljena paketa ppopcornv1.178 in RVAideMemoire v0.9.81.2. V vsako delno korelacijo je bilo vključenih šest kospremenljivk: starost, spol, celotni IQ, skener, skupni volumen hipokampusa in skupni intrakranialni volumen. Za analize, ki so ločeno preiskovale moške in ženske udeležence, spol ni bil vključen kot sospremenljivka. Za analize, ki preučujejo volumne sprednjega in zadnjega podpolja, je bil skupni volumen sprednjega ali zadnjega hipokampusa vključen kot sospremenljivka namesto skupnega volumna hipokampusa. Kontrolne analize so bile izvedene enako, vendar je bila količina podpolja povezana bodisi s skupnim številom semantičnih podrobnosti iz avtobiografskega intervjuja bodisi z rezultati na lestvici takojšnjega ali odloženega priklica logičnega spomina.

Kjer je bila narejena primerjava med notranjimi podrobnostmi in kontrolnimi korelacijami, so bile statistične razlike testirane s tehniko, ki so jo opisali Meng et al.79. Ta pristop razširja Fisherjevo transformacijo, kar omogoča natančnejše testiranje in primerjavo dveh povezanih korelacij. Korelacijska primerjava je bila izvedena z barvnim paketom R v1.1.380. Ker je bila primerjava korelacij izvedena le, če je bila predhodno ugotovljena pomembna korelacija (Bonferroni popravljen na str.<0.0042—see main text), a ttwo-sidedp-value<0.05 was deemed significant

Udeleženci so bili tudi razvrščeni v skupine z nižjo ali višjo uspešnostjo, odvisno od njihovih rezultatov v primerjavi s srednjim številom notranjih podrobnosti celotnega vzorca. Če je bilo njihovo skupno število notranjih podrobnosti manjše ali enako mediani, so bili razvrščeni v manj uspešno skupino (n=101), medtem ko so rezultati, večji od mediane, povzročili razporeditev v bolj uspešno skupino (n =100). Poleg tega je bilo 20 udeležencev z največjim številom notranjih podrobnosti razporejenih v skupino z najvišjo uspešnostjo, 20 udeležencev z najnižjo oceno pa v skupino z najnižjimi rezultati. Primerjave prostornine podpolja hipokampusa med skupinami z nižjo in višjo uspešnostjo ter med skupinami z najvišjo in najnižjo uspešnostjo so bile narejene z uporabo enosmernih univariantnih ANCOVA z enakimi kospremenljivkami kot delne korelacije, z uporabo paketa R car v3.{{8 }}.

Primerjave slabše in bolje uspešnih skupin pri drugih ukrepih (tabela 4) so ​​bile izvedene z uporabo t-testov za zvezne spremenljivke ali hi-kvadrat testov za kategorične spremenljivke. Razlike so bile ocenjene kot pomembne po dvostranski p-vrednosti<0.05.

Razpoložljivost podatkov

Podatki, analizirani med to študijo, so vključeni v datoteko dodatnega nabora podatkov

Reference

1. LePort, AKR et al. Vedenjska in nevroanatomska raziskava zelo superiornega avtobiografskega spomina (HSAM). Neurobiol. Naučite se. mem. 98, 78–92 (2012).

2. Palombo, DJ, Alain, C., Söderlund, H., Khuu, W. & Levine, B. Resno pomanjkljiv avtobiografski spomin (SDAM) pri zdravih odraslih: nov mnemonični sindrom. Neuropsychologia 72, 105–118 (2015).

3. Palombo, DJ, Sheldon, S. & Levine, B. Individualne razlike v avtobiografskem spominu. Trends Cogn. Sci. 22, 583–597 (2018).

4. Scoville, WB & Milner, B. Izguba nedavnega spomina po dvostranskih lezijah hipokampusa. J. Neurol. nevrokirurg. Psihiatrija 20, 11–21 (1957).

5. Winocur, G. & Moscovitch, M. Transformacija spomina in konsolidacija sistemov. J. Int. nevropsihol. Soc. 17, 766–780 (2011).

6. McCormick, C., Ciaramelli, E., De Luca, F. & Maguire, EA Primerjava in primerjava kognitivnih učinkov poškodbe hipokampusa in ventromedialnega prefrontalnega korteksa: pregled študij človeških lezij. Nevroznanost 274, 295–318 (2018).

7. Clark, IA & Maguire, EA Ohranjanje spomina pri hipokampalni amneziji. Annu. Rev. Psychol. 67, 51–82 (2016).

8. Clark, IA et al. Ali volumen hipokampusa pojasnjuje razlike v zmogljivosti pri nalogah, odvisnih od hipokampusa?? Neuroimage 221, 117211 (2020).

9. Van Petten, C. Razmerje med volumnom hipokampusa in spominsko sposobnostjo pri zdravih posameznikih skozi celotno življenjsko dobo: Pregled in meta-analiza. Neuropsychologia 42, 1394–1413 (2004).

10. Maguire, EA, Valentine, ER, Wilding, JM & Kapur, N. Poti do pomnjenja: Možgani za vrhunskim spominom. Nat. Neurosci. 6, 90–95 (2003).

11. Duvernoy, H., Cattin, F. & Risold, P. Človeški hipokampus 4. izd. (Springer, 2013).

12. Amaral, D. & Lavanex, P. Hipokampalna nevroanatomija: Knjiga o hipokampusu (Oxford University Press, 2007).

For more information:1950477648nn@gmail.com