Effekter av transkraniell likströmsstimulering i kombination med att lyssna på önskad musik på minnet hos äldre vuxna del 1

Lyssna på självbiografiskt framträdande musik (dvs musik som väcker personliga minnen från det förflutna) och transkraniell likströmsstimulering (tDCS) har var och en föreslagits för att tillfälligt förbättra äldre vuxnas efterföljande prestation i minnesuppgifter. Begränsad forskning har undersökt effekterna av att kombinera både tDCS och musiklyssning tillsammans på kognition.

Under de senaste åren, med den kontinuerliga utvecklingen av området neurovetenskap, har människor börjat ha ett starkt intresse för sambandet mellan transkraniell likströmsstimulering och minne. Transkraniell likströmsstimulering är en teknik som förbättrar hjärnans funktion genom att applicera en svag elektrisk ström genom hårbotten för att aktivera neuroner i hjärnan. Så kan denna teknik förbättra minnet?

Flera studier har visat att transkraniell likströmsstimulering verkligen kan förbättra människors minne. Efter många experiment fann forskare att transkraniell likströmsstimulering kan förbättra människors korttidsminne och långtidsminne. Speciellt när man lär sig ny kunskap eller memorerar nya saker är effekten av transkraniell likströmsstimulering mer uppenbar.

Dessutom har transkraniell likströmsstimulering också god effekt för att förbättra minnet hos äldre. Det kan hjälpa äldre att memorera ny kunskap snabbare och lindra problemet med minnesförlust orsakad av åldrande hos äldre. Detta ger stor bekvämlighet för de äldres studier och liv.

Det bör dock noteras att transkraniell likströmsstimulering inte är ett universalmedel, och dess effekt kommer att påverkas av många andra faktorer, såsom intensiteten och tiden för stimuleringsströmmen. Därför måste det utföras under ledning av professionella för att säkerställa säkerhet och effektivitet.

Idag, med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik, bör vi också aktivt anamma dessa nya teknologier och våga prova innovativa metoder för att förbättra vårt lärande och vår arbetseffektivitet. Transkraniell likströmsstimulering är utan tvekan en mycket effektiv teknik, och dess tillämpning kommer i hög grad att främja utvecklingen av mänsklig kognitiv funktion. Det kan ses att vi behöver förbättra vårt minne. Cistanche kan förbättra vårt minne avsevärt eftersom Cistanche är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial med många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av malet kött kommer från olika aktiva ingredienser, inklusive karboxylsyra, polysackarider, flavonoider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa genom olika kanaler.

Klicka på vet 10 sätt att förbättra minnet

Den aktuella studien undersökte om anodal tDCS-stimulering över den vänstra dorsolaterala prefrontala cortex (2 mA, 20 min) med samtidig lyssnande på självbiografiskt framträdande musik förstärkte efterföljande förändringar i arbetsminne och igenkänningsminne hos äldre vuxna än antingen tDCS eller musiklyssning ensam. I en randomiserad skenkontrollerad crossover-studie deltog 14 friska äldre vuxna (64–81 år) i tre neurostimuleringstillstånd: tDCS med musiklyssning (tDCS+Music), tDCS i tystnad (endast tDCS) eller sham-tDCS med musik lyssnande (Sham+Music), var och en åtskilda med minst en vecka.

Arbetsminnet bedömdes före och efter stimulering med hjälp av en uppgift om siffror, och igenkänningsminnet bedömdes efter stimulering med hjälp av en auditiv ordigenkänningsuppgift (WRT) under vilken elektroencefalografi (EEG) registrerades. Prestanda på det bakåtriktade siffrorna visade förbättringar i tDCS+Music, men inte i tDCS-only eller Sham+Music-förhållanden.

Även om inga skillnader i beteendeprestanda observerades i den auditiva WRT, observerades förändringar i neurala korrelat underliggande igenkänningsminne efter tDCS+Music jämfört med Sham+Music. Fynden tyder på att lyssna på självbiografiskt framträdande musik kan förstärka effekterna av tDCS på arbetsminnet och lyfta fram den potentiella nyttan av neurostimulering i kombination med personlig musik för att förbättra kognitiva prestationer i den åldrande befolkningen.
Forskning i hypotesen om upphetsning och humör har föreslagit att lyssna på njutbar musik kan öka upphetsningen och inducera en positiv effekt, och därigenom påverka efterföljande kognitiva prestationer1,2.

Hos äldre vuxna visades fördelar efter musiklyssnande i olika kognitiva domäner som självbiografiskt minne3, arbetsminne4, semantisk fuency5, semantiskt minne6 och episodiskt minne7–9. Med tanke på individuella skillnader i musikaliska lyssnarpreferenser och avsmak, kan självbiografiskt framträdande musik vara av särskilt intresse för att senare framkalla kognitiva fördelar efter musiklyssnande. Musik som väcker självbiografiska minnen eller har en väsentlig personlig betydelse för en individ (dvs. självbiografiskt framträdande musik) kan vara särskilt kraftfull för att framkalla starka positiva effekter och ökad upphetsning10,11.

För äldre vuxna ökar lyssnandet på självbiografiskt framträdande musik positiva effekter och väcker känslor av nostalgi och idiosynkratiska meningsfulla minnen, som härrör från känslomässigt framträdande associationer mellan särskilda sånger och händelser från deras yngre år11–14.
Eftersom hälsosamt åldrande är förknippat med nedgångar i kognitiva domäner som arbetsminne och episodiskt minne15,16, kan lyssna på självbiografiskt framträdande musik, enligt hypotesen om upphetsning och humör, ha potential att förbättra kortsiktiga prestationer i dessa kognitiva domäner. genom att förbättra positiva effekter och öka sin upphetsning och känslomässiga tillstånd.

På liknande sätt har icke-invasiv hjärnstimulering visat potential för att tillfälligt förbättra arbetsminnet och episodiskt minne17. En sådan teknik är transkraniell likströmsstimulering (tDCS), som innebär att man applicerar ett lågintensivt strömflöde via en positiv elektrod (anod) och en negativ elektrod (katod) placerad ovanpå hårbotten.

Ström från anodal tDCS tros tillfälligt öka kortikal excitabilitet vid den riktade stimuleringsplatsen genom att modulera vilomembranpotentialen hos neuroner18,19. Den resulterande ökningen av kortikal excitabilitet kan leda till kort- och långvariga beteendeförändringar som observeras efter stimulering och tros tillskrivas långsiktig potentiering och kortikal plasticitet20. Den vänstra dorsolaterala prefrontala cortexen (DLPFC) är en vanlig stimuleringsplats för att undersöka förbättring av prestanda för arbetsminne och episodiska minnesuppgifter. Hos friska äldre vuxna har flera studier med tDCS visat efterföljande förbättringar av arbetsminnet21,22 och episodiskt minne23–26 efter administrering av tDCS till DLPFC, även efter en enda stimuleringssession23,27,28.

Till exempel förbättrades äldre vuxnas noggrannhet i en verbal n-back-uppgift efter en enda 30-min stimuleringssession med 2 mA anodal tDCS över vänster DLPFC jämfört med skenstimulering28. Konsensus är dock fortfarande blandad om tillförlitligheten av tDCS i sig för att förbättra kognitionen hos friska äldre vuxna, med vissa studier som inte finner någon effekt av prefrontal tDCS på kognitiva förmågor29–31.

Dessutom är dessa blandade fynd också sammanflätade med studier som använder olika parametrar, uppgifter och resultatmått under eller efter stimulering, samt beaktar den höga variabiliteten i individers lyhördhet för tDCS32. En metaanalys 17 visade kognitiva fördelar efter tDCS hos friska äldre vuxna med en måttlig effektstorlek (0.42), medan en annan metaanalys inte drog några bevis för kognitiva fördelar hos friska vuxna i åldern 18–50 år efter tDCS33.

Även om tDCS har visat lovande för att lindra kognitiva försämringar i äldre vuxna kliniska populationer som de med demens17, är det mindre tydligt vilka tillstånd som gör det möjligt för tDCS att på ett tillförlitligt sätt visa maximal respons hos den friska åldrande befolkningen30,32.

Eftersom tidigare forskning har föreslagit att tDCS och självbiografiskt framträdande musik oberoende kan ge fördelar i efterföljande minne hos äldre vuxna, kan man förvänta sig att minnesvinster förstärks när de kombineras.

En studie34 undersökte effekterna av anodal tDCS på DLPFC på hämmande kontroll hos yngre vuxna som använde en stoppsignaluppgift medan de samtidigt lyssnade på antingen tystnad, lågtempo eller högtempo bakgrundsmusik, och fann att högtempo bakgrundsmusik interagerade med effekterna av tDCS på responsinhibering.

En annan studie35 undersökte effekterna av cerebellär tDCS följt av musiklyssning på en Line Bisection Task hos yngre vuxna, vilket avslöjade att parningen av katodal (hämmande) stimulering och musiklyssnande kompenserade för pseudoneglekt i visuospatial uppmärksamhet. Ingen studie såvitt vi vet har undersökt förändringar i minnesprestanda efter anodal tDCS och lyssnande på självbiografiskt framträdande musik hos äldre vuxna.

Den aktuella studien syftade till att undersöka om anodal tDCS med samtidig lyssnande på självbiografiskt framträdande musik förstärkte äldre vuxnas efterföljande minnesprestanda än antingen tDCS i tystnad eller musiklyssning under skenstimulering i två minnesdomäner: arbetsminne och igenkänningsminne.

Anodal tDCS applicerades över vänster DLPFC med en strömintensitet på 2 mA och stimuleringslängd på 20 minuter baserat på tidigare litteratur som visar förbättringar i arbetsminne och episodiskt minne efter dessa stimuleringsparametrar24,28,34.

Arbetsminnet mättes före och efter stimulering med hjälp av en sifferspansuppgift, och episodiskt minne mättes efter stimulering med en auditiv ordigenkänningsuppgift (WRT) under vilken neuroelektrisk aktivitet registrerades med elektroencefalografi (EEG).

Vi förväntade oss att förändringar i arbetsminnet och igenkänningsminnet skulle förstärkas när tDCS administrerades samtidigt till deltagare som lyssnade på självbiografiskt framträdande musik i förhållande till antingen skenstimulering med musiklyssning eller tDCS administrerad i tysthet.

Metoder

Deltagare.

Deltagarna rekryterades om de var mellan 60 och 85 år gamla, rapporterade normal eller normaliserad syn och hörsel, inte hade någon historia av inlärningssvårigheter, stroke, övergående ischemisk attack, traumatisk hjärnskada med medvetslöshet mer än 5 min. , missbruksstörning, neurodegenerativ sjukdom, hjärnavvikelser, historia av intrakraniell kirurgi, anfallsstörning eller någon annan diagnos av allvarlig neurologisk eller psykiatrisk störning.

Uteslutningskriterier inkluderade också samtidig behandling med ototoxiska läkemedel, mediciner som påverkar kognitiva förmågor, närvaron av implanterade anordningar eller spår av metall i kroppen. Sjutton äldre vuxna deltog i denna studie.

Data exkluderades från analys från två deltagare på grund av attrition och från en annan deltagare på grund av otillräcklig längd på stimuleringstid i ett tillstånd på grund av tekniska svårigheter under tDCS. Det slutliga urvalet omfattade 14 äldre vuxna (64–81 år och 11 kvinnor, se tabell 1). Alla deltagare var högerhänta och hade ingen tidigare erfarenhet av tDCS eller någon av de experimentella uppgifterna.

Individer rekryterades från deltagardatabasen vid Rotman Research Institute samt genom annonser. Studieprotokollet godkändes av forskningsetiska nämnden vid Rotman Research Institute vid Baycrest Centre. Alla deltagare informerades om procedurerna och möjliga risker med tDCS och informerat skriftligt samtycke erhölls från alla deltagare.

Alla metoder utfördes enligt relevanta riktlinjer och föreskrifter, inklusive säkerhetsprotokoll baserade på etablerade riktlinjer för tDCS-administration36. Deltagarna fick ekonomisk ersättning för sitt deltagande i studien.

Musikalisk lyssnarintervju före experiment.

Innan studiedeltagandet tillfrågades deltagarna om musikaliska lyssnarpreferenser och tidigare musikupplevelser för att säkerställa den självbiografiska framträdandet av musiken som skulle spelas under studien. Under intervjun undersöktes deltagarna för deras favoritgenrer av musik och för att dela med sig av sina favoritlåtar och artister från sitt förflutna och nutid.

Deltagarna undersöktes också för musiklyssningspreferenser under varje decennium av sin livslängd från barndomen och tonåren, såväl som specifika låtar (både låtnamn och deras respektive artister) som hade en betydande egendomlig innebörd eller väckte personliga minnen från det förflutna (t.ex. bröllopssånger, eller sånger som påminde dem om en resa de gjort, eller de de delat med nära vänner).

Denna information användes sedan av experimenterande för att sammanställa en personlig spellista med låtar för varje deltagare. Spellistan införskaffades så att hela dess längd från början till slut varade i ungefär samma tidsfönster som stimuleringsfasen (21 min). Specifika låtar som undersöktes genom intervjun prioriterades för inkludering i varje spellista, och den återstående tiden som tilldelades spellistan inkluderade låtar som representerade deras favoritmusikalartister och -genrer från deras förflutna.

Varje spellista innehöll alltså både deltagarvald musik och musik utvald av experimentörer utifrån deltagarnas individuella preferenser. Spellistor kurerades på Spotify och inspelade versioner av låtar valdes ut framför liveversioner. Inom och över spellistor varierade de inkluderade låtarna i perioden och musikgenren, och spänner över klassisk musik, rock, jazz, folkmusik, pop, country och filmmusik. Spellistor inkluderade både sång- och endast instrumentallåtar, även om de flesta låtar inom majoriteten av spellistorna var sång.

Experimentell design och procedur.

En motvikts- och crossover-design (upprepade åtgärder) användes där alla deltagare genomgick tre testsessioner, var och en med olika neurostimuleringstillstånd, med varje session utförd med minst en veckas mellanrum för att förhindra överföringseffekter37. I tDCS-enbart tillstånd fick deltagarna anodalt tDCS i tysthet.

I tillståndet tDCS+Music fick deltagarna anodalt tDCS samtidigt som de lyssnade på självbiografiskt framträdande musik. I tillståndet Sham+Music fick deltagarna sken av tDCS-stimulering samtidigt som de lyssnade på självbiografiskt framträdande musik. Ordningen på de tre villkoren randomiserades och balanserades mellan deltagarna, och deltagarna var blinda för Sham+Music- och tDCS+Music-förhållanden.

För att minimera dygnstidens påverkan på prestanda, var alla tre testsessionerna för varje deltagare schemalagda vid samma tidpunkt på dagarna 38,39.

Under det första studiebesöket fyllde alla deltagare i demografiska frågeformulär om hälsa och musikaliska upplevelser, en kort hörselbedömning bestående av rentonsaudiogram för oktavfrekvenser från 250 till 8000 Hz och QuickSIN-testet (Etymotic Research Inc, Elk Grove, IL, USA) för att säkerställa normala hörtrösklar och tal-i-brus lyssningsförmåga för deras ålder.
Deltagarna genomförde sedan mätningar av självrapporterad känslomässig påverkan och arbetsminne. Stimuleringsfasen följde, som involverade en av tDCS-only, tDCS + Music, eller Sham + Music-förhållandena. Under de förhållanden som involverade musiklyssnande, spelades varje låt från den personliga spellistan i sin helhet. Ordningen på låtarna randomiserades för varje deltagares spellista mellan sessionerna tDCS+Music och Sham +Music.

Självbiografiskt framträdande musik spelades genom Soundbooth-högtalare på en individuell bekväm lyssningsnivå som hölls konstant för varje deltagares två musiklyssningsförhållanden.

Omedelbart efter tDCS genomförde deltagarna ytterligare ett mått på känslomässig effekt och arbetsminne. Efter dessa åtgärder genomförde deltagarna den auditiva WRT som mätte verbalt igenkänningsminne medan neuroelektrisk aktivitet registrerades med EEG. Ett 15-min tidsfönster tilldelades mellan slutet av stimuleringsfasen och början av den auditiva WRT för att säkerställa tillräcklig tid för EEG-inställning. Auditiva hjärnstammens svar på talfonem registrerades efter WRT, och dessa data kommer att rapporteras någon annanstans.

Deltagarna genomförde de återstående stimuleringsvillkoren vid separata besök med samma procedur men utan de första hörselbedömningarna från det första studiebesöket. Alla testsessioner genomfördes medan deltagaren satt bekvämt i en vilstol inuti en elektromagnetiskt avskärmad dubbelväggig ljuddämpad bås.

Måttet på känslomässig effekt.

Positive Afect and Negative Afect Schedule40 (PANAS), ett frågeformulär för självrapportering, användes för att mäta förändringar i emotionell påverkan före och efter tDCS. Deltagarna skulle poängsätta en lista med tio adjektiv med positiv effekt (t.ex. "upphetsad", "entusiastisk") och tio adjektiv med negativ påverkan (t.ex. "skäms", "fientlig") på en femgradig Likert-skala (från 1) betecknar "inte alls" till 5 betecknar "extremt") beroende på i vilken utsträckning deltagaren upplevde den givna känslan vid det specifika ögonblicket.

Mått på arbetsminne.

Sifferspann framåt och bakåt deltesterna från Wechsler Memory Scale, Third Edition (WMS-III)41 användes för att mäta förändringar i arbetsminnet före och efter tDCS. I deltestet siffra span framåt, hörde deltagarna en sträng med siffror talas av en experimentator med en hastighet av 1 siffra per sekund och instruerades att upprepa strängen ordagrant.

I det bakåtriktade deltestet hörde deltagarna på liknande sätt en sträng med siffror som talades av en experimentör men skulle upprepa strängen i bakåtordning. För båda delproven ökade siffersträngar gradvis i spännvidd tills deltagaren felaktigt upprepade två strängar av samma längd.
Uppgifterna med siffror administrerades och poängsattes enligt instruktioner från WMSIII-administrationsmanualen: poängen 1 gavs om deltagarna kunde rapportera varje siffror ordagrant, och poängen 0 gavs om de inte kunde. Sifferspannet administrerades alltid omedelbart efter fullbordandet av PANAS under alla stimuleringsförhållanden, och samma siffror lästes i varje tillstånd.

Transkraniell likströmsstimulering.

En konstant likström (2 mA, 20 min) administrerades av en batteridriven konstantströmstimulator från TCT Research (TCT Research Limited, Kowloon, Hong Kong) genom 35 cm2 saltlösningsindränkta syntetiska svampelektroder. Anoden placerades över vänster DLPFC, placerad över F3-elektrodplatsen enligt det internationella 10–20-systemet för EEG-elektrodplacering.

Bevis för att använda F3 för att rikta in den vänstra DLPFC stöds av modeller för strömflödesintensitet och distribution42. Katoden placerades över det kontralaterala supraorbitala området. Stimuleringsfasen tog 21 min. I början av stimuleringsfasen ökade strömmen gradvis på ett rampliknande sätt från 0 till 2 mA under 60 s, förblev konstant i 19 min och 50 s, rampades sedan ner till 0 mA över 10 s.

I Sham+Music-tillståndet ökade strömmen också gradvis till 2 mA under ett tidsfönster på 60 s, för att sedan omedelbart rampa ner till 0 mA under en 10 s-period där den hölls på den strömnivån i 20 min till slutet av stimuleringsfasen.

För att säkerställa att ingen deltagare upplevde negativa biverkningar, administrerades ett frågeformulär efter stimulering efter varje stimuleringsfas bestående av Likert-skalor för en mängd olika biverkningar från att "0" saknades till att "4" var allvarlig.

Måttet på igenkänningsminne.

Den auditiva WRT användes för att bedöma verbalt igenkänningsminne efter varje stimuleringsfas. Deltagarna hörde en kontinuerlig ström av vardagliga talade ord (t.ex. "glasögon", "skogar", "viskning") och instruerades att bedöma om varje ord var gammalt (dvs. tidigare hört inom ramen för uppgiften på dagen för deras besök) eller nya (dvs aldrig hörts inom ramen för uppgiften på dagen för deras besök).

Deltagarna svarade genom att trycka på den numeriska "1"-tangenten på en datorknappsats med höger pekfinger för ord som bedömdes som nya, och den numeriska "2"-tangenten med höger långfinger för ord som bedömdes som gamla. Deltagarna uppmanades att svara så snabbt och korrekt som möjligt.

Tre hundra ord stimuli registrerades av två manliga och två kvinnliga som talar nordamerikansk engelska som modersmål. Stimulierna separerades slumpmässigt i treordslistor med 100 ord vardera med hjälp av MATLAB-programvara, en lista för vart och ett av de tre experimentella försöksblocken. Inga stimuli delades mellan treordslistorna. Trettio ord av var och en av de tre 100-ordlistorna tilldelades slumpmässigt till det "gamla" villkoret och fördelades i tre upprepningsfördröjningar, med en enda upprepning efter 1, 3 eller 7 mellanliggande ord efter dess första presentation (R2 , R4 eller R8 upprepning eftersläpning respektive).

Hela stimulusuppsättningen omfattade 210 unika ordstimuli: 30 ord för var och en av de tre upprepningsfördröjningarna (90 unika ord presenterade två gånger) och 120 unika ord presenterade endast en gång. Ordningen på de tre experimentella blocken var pseudo-motvägd för varje deltagares besök (dvs. listordningen för det första besöket var 1, 2, 3; andra besöket, 2, 1, 3; tredje besöket, 3, 1, 2).

Stimuli presenterades binauralt genom Etymotic ER-3A-hörlurar (Etymotic Research, Elk Grove, IL, USA) vid 76 A-vägd decibel ljudtrycksnivå. WRT bestod av 100 försök för vart och ett av de tre experimentella blocken och varade cirka 15 minuter. Varje försök presenterades med en stimulus-debut asynkroni på 3000 ms. Experimentet administrerades med Presentation-programvara (version 16.3, Neurobehavioral Systems, Inc, Berkeley, CA). Deltagarna fick ingen feedback på sin prestation under uppgiften.

For more information:1950477648nn@gmail.com