नींद की कमी सफल सीखने के तंत्रिका हस्ताक्षर को बाधित करती है भाग 3

डेटा विश्लेषण करता है

व्यवहार

आर स्टूडियो (v.1.4.1717,आर स्टूडियो टीम 2021) का उपयोग करके व्यवहार संबंधी डेटा का विश्लेषण किया गया। स्मृति समेकन को तत्काल और विलंबित परीक्षणों के बीच नेत्र-स्थानिक स्मृति सटीकता में परिवर्तन द्वारा अनुक्रमित किया गया था।

विलंबित परीक्षण एक परीक्षण विधि है जिसका उपयोग अक्सर स्मृति और सीखने के प्रभावों का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। इसका मूल सिद्धांत यह है कि एक निश्चित सीखने और स्मृति कार्य पूरा होने के बाद, लोगों की दीर्घकालिक स्मृति और सीखे गए ज्ञान की महारत का निरीक्षण करने के लिए परीक्षण में कुछ समय की देरी की जाती है।

शोध से पता चलता है कि विलंबित परीक्षण हमें यादों को मजबूत करने और सीखने में सुधार करने में मदद कर सकता है। हम आम तौर पर नए ज्ञान को सीखते समय बार-बार सीखते हैं और याद करते हैं, लेकिन विलंबित परीक्षण हमें याद रखने और अधिक प्रभावी ढंग से याद करने में मदद कर सकता है, जिससे हमारे द्वारा सीखे गए ज्ञान की समझ और स्मृति को गहरा करने में मदद मिलती है। यह गहरी स्मृति हमें भविष्य में आवश्यक जानकारी को शीघ्रता से पुनर्प्राप्त करने और याद रखने में मदद करने की अधिक संभावना रखती है।

विलंबित परीक्षण के माध्यम से, हम अपने सीखने में अंधे स्थानों की खोज कर सकते हैं, उस सामग्री का पता लगा सकते हैं जिसे याद रखना हमारे लिए सबसे कठिन है, और आवश्यक ज्ञान को अधिक व्यापक रूप से हासिल करने के लिए लक्षित तरीके से इसका अध्ययन और पुनः मास्टर कर सकते हैं।

लेकिन हमें यह ध्यान देने की आवश्यकता है कि विलंबित परीक्षण पूरी तरह से प्रभावी नहीं है। इसका उपयोग मुख्य रूप से उस ज्ञान को समेकित करने के लिए किया जाता है जिस पर हम पहले ही महारत हासिल कर चुके हैं, और यह हमें अवधारणाओं या ज्ञान बिंदुओं को सीखने में मदद नहीं करेगा। इसलिए, नया ज्ञान सीखते समय, हमें अधिक नोट्स लेने और ज्ञान की हमारी समझ और स्मृति को गहरा करने के लिए जो ज्ञान हमने सीखा है उसे वास्तविक जीवन में लागू करने की भी आवश्यकता है।

संक्षेप में, विलंबित परीक्षण हमारी सीखने और याददाश्त के लिए बहुत मददगार है। यह हमें ज्ञान स्मृति को बेहतर ढंग से समेकित करने और आवश्यक ज्ञान को अधिक प्रभावी ढंग से सीखने और उसमें महारत हासिल करने की अनुमति देता है। आइए हम अपने सीखने के परिणामों को बेहतर बनाने और सीखने की प्रक्रिया के दौरान आवश्यक ज्ञान और कौशल में बेहतर महारत हासिल करने के लिए विलंबित परीक्षण का सक्रिय रूप से उपयोग करें। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टैंच डेजर्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टैंच डेजर्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अद्वितीय प्रभाव हैं, जिनमें से एक स्मृति में सुधार करना है। कीमा बनाया हुआ मांस की प्रभावकारिता इसमें मौजूद विभिन्न सक्रिय तत्वों से आती है, जिनमें एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न तरीकों से मस्तिष्क स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

याददाश्त बेहतर करने के लिए सप्लीमेंट्स जानें पर क्लिक करें

प्रत्येक प्रतिभागी और परीक्षण के लिए, हमने वापस बुलाए गए स्थान (छवि केंद्र) और उस स्थान के बीच की दूरी (सेमी) की गणना करके प्रत्येक छवि के लिए एक त्रुटि स्कोर की गणना की जहां छवि निष्क्रिय देखने पर दिखाई दी थी। हमने प्रत्येक छवि के लिए तत्काल परीक्षण में त्रुटि स्कोर से विलंबित परीक्षण में त्रुटि स्कोर घटाकर और फिर छवियों में औसत करके एक रिटेंशन इंडेक्स (आरआई) प्राप्त किया।

एक ही विधि का उपयोग करके तत्काल और अनुवर्ती परीक्षणों के बीच एक अनुवर्ती upRI की गणना की गई थी। समझने में आसानी के लिए (उदाहरण के लिए उच्च आरआई=बेहतर अवधारण), हमने आरआई घटाव के क्रम को उस क्रम में बदल दिया जो पहले से पंजीकृत था।

This change yields statistically identical results aside from the sign change. As preregistered, 1 participant was removed from analyses that included RISleepBenefit scores (see below) because their RI at the delayed test in the sleep deprivation condition was >माध्य से 3 एसडी.

अगले दिन की शिक्षा का मूल्यांकन लर्निंग इंडेक्स (एलआई) द्वारा किया गया था, जो युग्मित एसोसिएट्स परीक्षण पर सही ढंग से पहचानी गई छवियों के प्रतिशत के बराबर था। आरआई और एलआई में स्थिति के बीच अंतर का विश्लेषण पी <{3}}.05 की महत्व सीमा के साथ युग्मित-नमूना टी-परीक्षणों का उपयोग करके किया गया था। हम "शास्त्रीय" कोहेन के डी को हमारे प्रभाव आकार अनुमान के रूप में रिपोर्ट करते हैं क्योंकि यह प्रयोगात्मक डिजाइन से अप्रभावित है और इस प्रकार विभिन्न अध्ययनों में तुलना की सुविधा प्रदान करता है (आर फ़ंक्शन: कोहेन, आर पैकेज: एलएसआर, नवारो2015)।

हमारा प्राथमिक उद्देश्य नींद से जुड़े समेकन और अगले दिन सीखने के बीच संबंध की जांच करना था और एसडब्ल्यूए इस रिश्ते में कैसे योगदान देता है। ऐसा करने के लिए, हमने सबसे पहले आरआई और एलआई पर नींद के लाभ (बनाम नींद की कमी) की मात्रा निर्धारित की। हमने आरआई स्लीप बेनिफिट प्राप्त करने के लिए (प्रत्येक प्रतिभागी के लिए) नींद की कमी की स्थिति में आरआई को नींद की स्थिति में आरआई से घटा दिया।

इसी तरह, हमने LISleepBenefit प्राप्त करने के लिए नींद की कमी की स्थिति में LI को (प्रत्येक प्रतिभागी के लिए) नींद की स्थिति में LI से घटा दिया। इसलिए RISleepBenefit और LISleepBenefit पर सकारात्मक स्कोर प्रदर्शन में नींद से जुड़े सुधार का संकेत देते हैं। RISleepBenefit और SWA (नीचे देखें) को फोर्स्ड-एंट्री मल्टीपल रिग्रेशन विश्लेषण में LISleepBenefit के भविष्यवक्ताओं के रूप में दर्ज किया गया था।

एक बायेसियन मल्टीपल रिग्रेशन विश्लेषण (आर पैकेज: बेयस फैक्टर, मोरे, और राउडर 2018) का उपयोग शून्य के साक्ष्य के परीक्षण के लिए किया गया था (यानी नींद से जुड़े समेकन [आरआईस्लीपबेनिफिट], एसडब्ल्यूए और अगले दिन सीखने [लिसलीपबेनिफिट] के बीच कोई संबंध नहीं)। पियर्सन के आर का उपयोग करके खोजपूर्ण सहसंबंधों की गणना की गई।

ईईजी (नींद)

पूर्वप्रसंस्करण

स्लीप ईईजी डेटा को 30 एस युगों में विभाजित किया गया था और मानकीकृत मानदंड (आईबर 2007) के अनुसार रेमलॉजिक 3.4 में स्कोर किया गया था। स्लीप-स्टेज N2 या SWS के रूप में स्कोर किए गए युगों को आगे के विश्लेषण के लिए फील्डट्रिप्टूलबॉक्स (ओस्टेनवेल्ड एट अल। 2011, v.10/04/18) का उपयोग करके MATLAB 2019a में निर्यात किया गया था। फ़ील्डट्रिप के डेटाब्राउज़र (मतलब ± एसडी कलाकृतियाँ अस्वीकृत, 3.5 ± 2.85) का उपयोग करके कलाकृतियों की पहचान की गई और उन्हें हटा दिया गया, शोर वाले चैनल हटा दिए गए (4 प्रतिभागियों में 4 चैनल), और अत्यधिक शोर के कारण 2 संपूर्ण डेटासेट को बाहर कर दिया गया। शेष डेटा को बटरवर्थ लो-पास और हाई-पास फिल्टर का उपयोग करके 0.3 हर्ट्ज और 30 हर्ट्ज के बीच बैंड-पास फ़िल्टर किया गया था।

पावर स्पेक्ट्रल विश्लेषण

ओसीसीपटल चैनलों में महत्वपूर्ण शोर के कारण (कई प्रतिभागियों में रात के दौरान इलेक्ट्रोड अलग होने के परिणामस्वरूप), हमने अपने वर्णक्रमीय विश्लेषण में केवल ललाट (एफ 3 और एफ 4), केंद्रीय (सी 3 और सी 4), और पार्श्विका (पी 3 और पी 4) चैनलों को शामिल किया। नींद ईईजी डेटा का। फील्डट्रिप टूलबॉक्स से फ़ंक्शंस का उपयोग करके, आर्टिफैक्ट-मुक्त एन 2, और एसडब्ल्यूएस युगों को 1 0 के साथ फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्मेशन पर लागू किया गया था। 24- हैनिंग विंडो और 50% ओवरलैप। एसडब्ल्यूए में ईईजी पावर (0.5-) 4 हर्ट्ज) और तेज स्पिंडल (12.1-16 हर्ट्ज) बैंड को संबंधित आवृत्ति डिब्बे और चैनलों के औसत से निर्धारित किया गया था।

ईईजी (सीखना)

पूर्वप्रसंस्करण

सीखने के हमारे विश्लेषण में सभी 8 ईईजी चैनल (F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, और O2) शामिल थे। डेटा को हाईपास फ़िल्टर किया गया ({{9%).5 हर्ट्ज़), नॉच-फ़िल्टर किया गया (49-51 हर्ट्ज़), और परीक्षणों में विभाजित किया गया (उत्तेजना शुरुआत के आसपास -3 सेकंड से 4.5 सेकंड)। जिन परीक्षणों के लिए प्रतिभागियों ने प्रतिक्रिया नहीं दी, उन्हें हटा दिया गया विश्लेषण (मतलब ± एसडी अपवर्जित परीक्षण, नींद: 0.1 ± 0.45, नींद की कमी: 5.11 ± 7.93, प्रीस्टेट अल. 2001)।

स्कैल्प इलेक्ट्रोड से, आंखों के झपकने और कार्डियक घटकों की पहचान की गई और उन्हें एक स्वतंत्र घटक विश्लेषण का उपयोग करके हटा दिया गया, और शोर वाले चैनलों को उनके निकटतम पड़ोसियों (6 प्रतिभागियों और 2 स्थितियों में 14 चैनल) के भारित औसत के माध्यम से प्रक्षेपित किया गया। परीक्षणों का दृश्य निरीक्षण किया गया और कई चैनलों में अत्यधिक शोर के कारण 2 प्रतिभागियों का डेटा हटा दिया गया।

समय-आवृत्ति विश्लेषण

समय-आवृत्ति अभ्यावेदन (टीएफआर) की गणना कम (4-3 0 हर्ट्ज) और उच्च आवृत्तियों (30-60 हर्ट्ज) के लिए अलग से की गई थी। हमारी पूर्व-पंजीकृत ऊपरी सीमा 120 हर्ट्ज़ थी, लेकिन क्योंकि हमारी नमूना दर 200 हर्ट्ज़ थी, ऊपरी सीमा नाइक्विस्ट आवृत्ति से ऊपर थी और इसे कम करना पड़ा। कम आवृत्तियों के लिए, डेटा को 0 में एक 5-5- चक्र हैनिंग टेपर के साथ संयोजित किया गया था। {9}हर्ट्ज आवृत्ति चरण और {{10}एमएसटाइम चरण एक अनुकूली विंडो लंबाई का उपयोग करते हुए (यानी जहां विंडो की लंबाई बढ़ती आवृत्ति के साथ घटती है, उदाहरण के लिए 4 हर्ट्ज पर 1.25 सेकंड और 5 हर्ट्ज पर 1 सेकंड, 5 चक्र बनाए रखने के लिए)।

उच्च आवृत्तियों के लिए, डेटा को स्लीपियन अनुक्रम (3 टेपर) के टेपर के साथ संयोजित किया गया था, वह भी एक अनुकूली विंडो लंबाई के साथ 0.5 हर्ट्ज और 5 एमएस के चरणों में। इस बाद के विश्लेषण के लिए, फ़्रीक्वेंसी स्मूथिंग को ब्याज की आवृत्ति के 0.4 पर सेट किया गया था (उदाहरण के लिए 50 हर्ट्ज़ पर 20 हर्ट्ज़ स्मूथिंग)। निम्न और उच्च आवृत्तियों के विश्लेषण के लिए अलग-अलग लागू किए गए डेटा-संचालित दृष्टिकोण के माध्यम से विरूपण साक्ष्य अस्वीकृति प्राप्त की गई: सभी समय/आवृत्ति बिंदुओं और परीक्षणों में 85 वें प्रतिशत से अधिक होने वाले पावर मान को प्रत्येक प्रतिभागी के डेटासेट से हटा दिया गया था।
टीएफआर को −400 एमएस से −200 एमएस प्रीस्टिमुलस बेसलाइन विंडो के सापेक्ष प्रतिशत पावर परिवर्तन में परिवर्तित किया गया था। इस विंडो को उत्तेजना की शुरुआत से निकटता बनाए रखते हुए पोस्टस्टिमुलस गतिविधि द्वारा बेसलाइन संदूषण को कम करने के लिए चुना गया था (ध्यान दें कि हमारी पोस्टस्टिमुलस समय की रुचि की विंडो 0.3 सेकेंड से शुरू हुई, नीचे देखें)।

परीक्षणों को बाद में याद किए गए और भूले हुए विशेषण-छवि युग्मों में विभाजित किया गया (48 घंटे बाद परीक्षण चरण के आधार पर)। चूँकि हमारा 49-51 हर्ट्ज़ नॉचफ़िल्टर हमारी गामा फ़्रीक्वेंसी रेंज के साथ ओवरलैप हो गया था, इसलिए हमारे उच्च आवृत्ति विश्लेषण (30-60 हर्ट्ज़) को नॉच फ़िल्टर के बिना चलाया गया और गामा फ़्रीक्वेंसी रेंज (40-60 हर्ट्ज़) में परिणाम अपरिवर्तित थे।

आंकड़े

टीएफआर विश्लेषण आश्रित नमूना विश्लेषण के रूप में किए गए थे और फील्डट्रिप के गैरपैरामीट्रिक क्लस्टर-आधारित क्रमपरिवर्तन विधि (1, 000 यादृच्छिकीकरण) का उपयोग करके कई तुलनाओं के लिए सही किए गए थे। रुचि के आवृत्ति बैंड (थीटा [4-8 हर्ट्ज], अल्फा [8-12 हर्ट्ज], बीटा [12-2 {{11 }} हर्ट्ज], और गामा [40-60 हर्ट्ज], क्लस्टरथ्रेशोल्ड पी <0.05)।

थीटा और गामा बैंड में पूर्व-पंजीकृत विश्लेषणों को {{0}}पुच्छित किया गया, जबकि खोजपूर्ण विश्लेषणों को 2-पुच्छेदित किया गया। प्रारंभिक दृश्य-उत्पन्न प्रतिक्रियाओं से हस्तक्षेप को कम करने के लिए, रुचि की समय विंडो 0.3 सेकेंड से 2 सेकेंड तक निर्धारित की गई थी (फ्रीडमैन और जॉनसन 2000; ओसिपोवा एट अल। 2006)। एन्कोडिंग के तंत्रिका सहसंबंधों पर नींद की कमी (बनाम नींद) के प्रभावों का आकलन करने के लिए एक तथ्यात्मक दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था: प्रत्येक स्थिति (नींद और नींद की कमी) के भीतर बाद में याद किए गए विशेषण-छवि युग्मों के लिए भव्य औसत टीएफआर अंतर की गणना की गई और फिर दर्ज किया गया ये क्लस्टर-आधारित क्रमपरिवर्तन विश्लेषण (स्लीप्रीमेम्बर्ड > भूला हुआ > स्लीपडेप्रिवेशनरिमेम्बर्ड > भूला हुआ) में विरोधाभास हैं।

क्लस्टर-आधारित क्रमपरिवर्तन परीक्षण के औचित्य को प्रतिबिंबित करने के लिए, हम सबसे बड़े क्लस्टर के औसत के आधार पर कोहेन के डीजेड के रूप में प्रभाव आकार की रिपोर्ट करते हैं (यानी सभी चैनलों और समय बिंदुओं पर औसत जो कि सबसे बड़े क्लस्टर, मेयरेट अल 2021 में किसी भी बिंदु पर योगदान देता है)।

परिणाम

नींद से स्मृति सुदृढ़ीकरण में लाभ होता है

रातोंरात समेकन का आकलन करने के लिए, हमने तत्काल और विलंबित नेत्र संबंधी स्मृति परीक्षणों से एक आरआई की गणना की (उच्च आरआई {{0}} बेहतर रात भर प्रतिधारण, सामग्री और विधियां देखें)। जैसा कि अपेक्षित था, नींद की कमी की तुलना में नींद के बाद आरआई काफी अधिक था (t(28)=3.78,P < 0.001, d=0.71, चित्र 2a देखें)। यह सुनिश्चित करने के लिए कि हमारे निष्कर्ष विलंबित परीक्षण के बीच की स्थिति में अंतर और थकान से प्रेरित नहीं थे, हमने तत्काल और अनुवर्ती परीक्षण के बीच स्मृति प्रतिधारण का भी आकलन किया (जो विलंबित परीक्षण के 48 घंटे बाद हुआ, जिससे पुनर्प्राप्ति नींद की अनुमति मिली)।

जैसा कि अपेक्षित था, नींद (बनाम नींद की कमी) की स्थिति में आरआई अभी भी काफी अधिक था (टी(28)=2.18, पी=0.038, डी {{5} }.44, चित्र 2बी देखें), यह सुझाव देता है कि नींद ने रात भर एकीकरण की सुविधा प्रदान की है। तत्काल परीक्षण में नेत्र-स्थानिक सटीकता में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था (माध्य ± माध्य (एसईएम) की मानक त्रुटि, नींद: 2.44 ± {{15 }}.1 0, नींद की कमी: 2.57 ± 0.10, टी (28)=−0.98,पी=0.337, डी=0.19, बीएफ01=3.28) और प्रतिधारण पर नींद के लाभ में कोई अंतर नहीं था ( आरआईस्लीपबेनिफिट [नींद की स्थिति आरआई - नींद की कमी की स्थिति आरआई], नीचे देखें) उन प्रतिभागियों के बीच जिन्होंने नींद की कमी की स्थिति से पहले या बाद में नींद की स्थिति पूरी कर ली है (टी(27)=0.22, पी=0.828, डी=0.08, बीएफ01=2.81).

हालाँकि नींद की कमी के बाद सुबह पीवीटी पर प्रतिक्रिया का समय नींद (289.15 ± 4.34, पी < {{8%) की तुलना में धीमा था (मतलब ± SEM,399.00 एमएस ± 17.63)। {19}}1),आरआईस्लीपबेनिफिट और पीवीटीस्लीपबेनिफिट के बीच कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं था (यानी नींद के बाद आरटी का मतलब है - नींद की कमी के बाद आरटी का मतलब है, आर{{10}} -0.15, पी {{ 13}}.440, बीएफ01=1.92)।इसी प्रकार, जैसा कि एसएसएस द्वारा संकेत दिया गया है, प्रतिभागियों को नींद की कमी (मतलब ± SEM, 5.37 ± 0.15) के बाद नींद (2.27 ± 0.16) की तुलना में कम सतर्क महसूस हुआ। हालाँकि, RISleepBenefit और SSSSleepBenefit के बीच कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं था (यानी नींद के बाद औसत रेटिंग - नींद न आने के बाद औसत रेटिंग, R2 < −0.01, P=0.991, BF01=2.46)। पीवीटी और एसएसएस डेटा का एक विस्तारित विश्लेषण अनुपूरक सामग्री में उपलब्ध है।
नींद अगले दिन सीखने में सुधार करती है

नींद या नींद की कमी के बाद एन्कोडिंग प्रदर्शन का आकलन करने के लिए, हमने एक एलआई की गणना की, जो युग्मित एसोसिएट्स परीक्षण पर सही ढंग से पहचानी गई छवियों के प्रतिशत के बराबर है (यह रिकवरी स्लीप के बाद एन्कोडिंग के 48 घंटे बाद हुआ)। जैसा कि अपेक्षित था, नींद की कमी की तुलना में नींद के बाद एन्कोडिंग प्रदर्शन काफी अधिक था (t(29)=12.19, P < 0.001, d=2.17, चित्र 2c देखें), यह सुझाव देते हुए कि नींद से अगले दिन सीखने में लाभ हुआ है। नई सीखने पर नींद के लाभ में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था (एलआईएसलीपबेनिफिट; यानी नींद की स्थिति एलआई - नींद की कमी की स्थिति एलआई, नीचे देखें) उन प्रतिभागियों के बीच जिन्होंने नींद की कमी की स्थिति से पहले या बाद में नींद की स्थिति पूरी कर ली थी ( टी(28)=0.37,पी=0.712, डी=0.14, बीएफ01=2.75)।

LISleepBenefit और PVTSleepBenefit (R{{0}} −0.30, P=0.113) के बीच कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं था, हालांकि शून्य के लिए सबूत अनिर्णायक रहे (BF{{ 5}}.86). इसी प्रकार, LISleepBenefit और SSSSleepBenefit(R2=−0.35, P=0.056) के बीच कोई महत्वपूर्ण सहसंबंध नहीं था, और thenull (BF01=0.53) के लिए अनिर्णायक साक्ष्य थे।

नींद से जुड़ी समेकन, धीमी तरंग गतिविधि और अगले दिन सीखने के बीच कोई संबंध नहीं है

इसके बाद, हमने इस परिकल्पना का परीक्षण किया कि रातोंरात समेकन अगले दिन सीखने की भविष्यवाणी करता है और एसडब्ल्यूए इस रिश्ते में योगदान देता है। चूँकि हमारा लक्ष्य नींद से जुड़ी स्मृति प्रसंस्करण और अगले दिन की शिक्षा के बीच संबंध को लक्षित करना था, इसलिए सबसे पहले आरआई और एलआई पर नींद के सकारात्मक प्रभाव (बनाम नींद की कमी) को मापना आवश्यक था। इसलिए हमने नींद और नींद की कमी की स्थितियों (प्रतिभागी-प्रति-प्रतिभागी आधार पर) के बीच आरआई और एलआई दोनों को घटा दिया, ताकि परिणामी आरआईस्लीपबेनिफिट और एलआईएसलीपबेनिफिट मेट्रिक्स पर सकारात्मक स्कोर ने प्रदर्शन में नींद से संबंधित सुधार का संकेत दिया। SWA को नींद के चरण N2 और SWS (सभी EEG चैनलों में संक्षिप्त) के दौरान 0.5-4 Hz आवृत्ति बैंड के भीतर EEG शक्ति के रूप में परिभाषित किया गया था। एकाधिक प्रतिगमन मॉडल में, हमने भविष्यवक्ताओं के रूप में आरआईएसलीपबेनिफिट और एसडब्ल्यूए और परिणाम चर के रूप में एलआईएसलीपबेनिफिट में प्रवेश किया। अपेक्षाओं के विपरीत, नींद से संबंधित समेकन (आरआईस्लीपबेनिफिट) और एसडब्ल्यूए अगले दिन की शिक्षा के लिए महत्वपूर्ण नहीं थे (एलआईएसलीपबेनिफिट,एफ(2, 24)=1.51, आर2=0.11, पी {{ 18}}.242, चित्र 3 देखें)। RISleepBenefit और LISleepBenefit के बीच SWA से स्वतंत्र रूप से कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं देखा गया। या SWA और LISleepBenefit के बीच RISleepBenefit से स्वतंत्र रूप से (B=−0.51, t(24)=−1.65, P=0.111).RISleepBenefit का SWA (R{) के साथ महत्वपूर्ण संबंध नहीं है। {37}}.21, पी=0.298). एक अनुवर्ती बायेसियन विश्लेषण ने अशक्तता के समर्थन में वास्तविक सबूतों का खुलासा किया (यानी कि नींद से जुड़े समेकन और एसडब्ल्यूए ने अगले दिन की शिक्षा के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया, बीएफ 01=2.04)।

एक सहायक विश्लेषण में, हमने इस बहुप्रतिगमन को दोहराया लेकिन केवल नींद की स्थिति से डेटा को हमारे मॉडल में दर्ज किया (यानी RISleepBenefit और LISleepBenefit को केवल नींद की स्थिति से RI और LI के साथ बदल दिया गया)। हमारे निष्कर्ष पूर्वगामी विश्लेषणों को प्रतिबिंबित करते हैं: नींद से जुड़े समेकन (आरआई) और एसडब्ल्यूए ने अगले दिन सीखने के लिए महत्वपूर्ण रूप से जिम्मेदार नहीं ठहराया (एलआई, एफ(2, 25)=1.83, पी=0.181 , आर2=0.13, बीएफ{{10}}.68)।आरआइ और एलआई के बीच एसडब्ल्यूए (बी=4.46, टी(25) से स्वतंत्र रूप से कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं था। )=1.67,पी=0.107) या एसडब्ल्यूए और एलआई के बीच स्वतंत्र रूप से आरआई(बी=−0.25, टी(25)=−1.16, पी { {26}}.256), और आरआई और एसडब्ल्यूए (आर2=0.28,पी=0.143) के बीच कोई महत्वपूर्ण सहसंबंध नहीं देखा गया।

हमने यह भी पता लगाया कि क्या नींद की स्थिति में आरआई अन्य नींद मापदंडों के साथ सहसंबंधित था जो पहले घोषणात्मक स्मृति समेकन में शामिल थे: एसडब्ल्यूएस में समय (न्यूनतम) (बैकहॉस एट अल। 2 0 06; स्कलिन 2013) और तेज स्पिंडल पावर (12.1-16 हर्ट्ज) , कॉक्स एट अल. 2012; टैमिनेन एट अल. 2010)। हालाँकि, कोई महत्वपूर्ण संबंध सामने नहीं आया (सभी P > 0.368)। नींद के आंकड़े तालिका 1 में उपलब्ध हैं।

नींद की कमी सफल सीखने के दौरान बीटासिंक्रोनाइज़ेशन को बाधित करती है

अंत में, हमने इस परिकल्पना का परीक्षण किया कि नींद की कमी सीखने में थीटा और गामा सिंक्रनाइज़ेशन को बाधित करती है। हालाँकि, बाद में याद किए गए और भूले हुए विशेषण-छवि युग्मों के बीच या नींद और नींद की कमी की स्थितियों के बीच टीएफआर की तुलना करने पर थीटा (4-8 हर्ट्ज) या गामा (4 0 - 60 हर्ट्ज) बैंड में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा गया था, और वहाँ था इन विरोधाभासों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतःक्रिया नहीं (सभी P > 0.05)।

एक खोजपूर्ण विश्लेषण में, हमने बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन पर नींद की कमी के प्रभाव की जांच की, जो सफल सीखने का एक स्थापित मार्कर है (हंसलमायरेट अल. 2009, 2011, 2012, 2014; ग्रिफिथ्स एट अल. 2016)। इन पिछले निष्कर्षों के अनुरूप, बाद में याद किए गए (बनाम भूले हुए) विशेषण-छवि युग्मों के एन्कोडिंग के दौरान बीटा पावर में समग्र कमी देखी गई जब नींद और नींद की कमी की स्थिति (बाएं गोलार्ध में ∼1.5-1.7 सेकेंड से शुरू होने वाले 2 समूहों के अनुरूप) का संयोजन किया गया=0.044,डी=−0.66) और ∼1.75–1.9 सेकेंड पर (पी=0.038, डी=−0.49) उत्तेजना के बाद शुरू (चित्र 4ए देखें) ).

दिलचस्प बात यह है कि, सफल सीखने के साथ बीटा पावर में परिवर्तन नींद और नींद की कमी की स्थिति में काफी भिन्न थे (बाएं गोलार्ध में एक क्लस्टर के अनुरूप बातचीत ∼{0}}.5–0.7 सेकंड, पी=0.014, डी=−0.33, चित्र 4बी और डी देखें। जबकि बाद में याद किए गए (बनाम भूल गए) विशेषण-छवि युग्मों की एन्कोडिंग नींद के बाद बीटा पावर के डाउनरेगुलेशन के साथ जुड़ी हुई थी ( पी=0.005), नींद की कमी के बाद उसी कंट्रास्ट से बीटा पावर का एक स्पष्ट अपग्रेडेशन उभरा (पी=0.019, चित्र 4 सी देखें, हालांकि यह बाद वाला पोस्ट हॉक परीक्षण बोनफेरोनी सुधार, अल्फा { {16}}.0125). इसके अलावा, नींद (बनाम नींद की कमी) की स्थिति (पी=0.001) में बाद में याद की गई जोड़ियों की एन्कोडिंग के दौरान बीटापावर काफी कम हो गई थी, लेकिन बाद में भूली हुई जोड़ियों (पी {{20%) की एन्कोडिंग के दौरान ऐसा कोई अंतर नहीं देखा गया था। .928).

To explore whether this significant interaction was driven by increased fatigue in the sleep deprivation (vs. sleep) condition, we correlated (for each participant) average beta power for the contrast Sleepremembered > forgotten >नींद की कमी को याद किया गया > एसएसएसएसलीपबेनिफिट और पीवीटीस्लीपबेनिफिट के साथ भुला दिया गया (महत्वपूर्ण समूह-स्तरीय क्लस्टर के भीतर)। कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं देखा गया (एसएसएस: आर 2=− 0.20, पी=0.311, बीएफ 01=1.58, पीवीटी: आर2=0। 18,पी=0.371, बीएफ01=1.73), यह सुझाव देता है कि उपरोक्त निष्कर्ष अंतर-स्थिति मतभेदों से उत्पन्न नहीं हुए हैं।

नींद (बनाम नींद की कमी) की स्थिति के लिए बीटा पावर में समग्र कमी भी देखी गई जब बाईं ओर 2 समूहों के अनुरूप बाद में याद किए गए और भूले हुए विशेषण-छवि युग्मों का संयोजन किया गया (∼1-1.5 s, P {{5%)। {{8} }14, डी=−0.63) और दायां गोलार्ध (∼1.3–1.7 सेकेंड, पी=0.038, डी=−0.47) अल्फा (8-12 हर्ट्ज) डीसिंक्रनाइज़ेशन और सफल शिक्षण (ग्रिफिथ्स एट अल. 2016; वीज़ एट अल. 2020) के बीच पहले बताए गए लिंक को देखते हुए, हमने इस फ़्रीक्वेंसी बैंड में गतिविधि का भी पता लगाया (ऊपर के समान विरोधाभास), लेकिन कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं देखे गए (सभी P > 0.05)।

एक्टिग्राफी

विलंबित और अनुवर्ती परीक्षणों (जैसा कि कलाई घड़ी एक्टिग्राफी के माध्यम से अनुमान लगाया गया है) के बीच के अंतराल के दौरान सोने के घंटे 2 (शर्त: नींद/नींद की कमी) ∗ 2 (रात: 1/2) पर लागू किए गए थे ) बार-बार माप एनोवा (आरफंक्शन: एनोवा_टेस्ट, आर पैकेज: आरस्टैटिक्स)। ध्यान दें कि एक्टिग्राफी डिवाइस में तकनीकी समस्याओं के कारण 2 प्रतिभागियों को इस विश्लेषण में शामिल नहीं किया गया था। रात का मुख्य प्रभाव था (F(1, 27)=62.47, P < 0.001, ηp2=0.7{ {42}}), यह दर्शाता है कि सभी प्रतिभागी रात 2 की तुलना में रात 1 को अधिक देर तक सोए। एक महत्वपूर्ण स्थिति ∗ रात की बातचीत (एफ(1, 27)=14.21, पी < 0। {45}}1, ηp2=0.35) भी सामने आया, बोनफेरोनी-संशोधित पोस्ट हॉक परीक्षणों से संकेत मिलता है कि रात 1 में नींद की कमी (बनाम नींद) की स्थिति में नींद की अवधि लंबी थी (मतलब ± SEM घंटे की नींद, नींद की कमी: 9.03 ± 0.45, नींद: 7.52 ± 0.24, पी=0.006) लेकिन रात 2 पर छोटी (नींद की कमी: 5.33 ± 0.23, नींद: 6.00 ± 0.25, पी=0.036) . कंडीशन (F(1, 27)=3.07, P=0.091, ηp2=0.10) का कोई मुख्य प्रभाव नहीं था।

यह संभव है कि नींद की कमी (बनाम नींद) की स्थिति में सीखने के बाद पहली रात की नींद की लंबी अवधि ने नए सीखे गए विशेषण-छवि युग्मों के समेकन को बढ़ाया, संभावित रूप से एन्कोडिंग पर नींद की हानि के प्रारंभिक प्रभाव को कम किया। इस संभावना का परीक्षण करने के लिए, हमने सीखने के बाद पहली रात में नींद की अवधि के बीच की स्थिति के अंतर (नींद की कमी की स्थिति - नींद की स्थिति) को LISleepBenefit के साथ सहसंबद्ध किया। हालाँकि, कोई महत्वपूर्ण संबंध सामने नहीं आया(R2=−0.06, P=0.756, BF01=2.33)।

बहस

जागने की तुलना में नींद यादों को बनाए रखने और नई चीजें सीखने में लाभ प्रदान करती है (गैस एट अल. 2006; यू एट अल. 2007; तलमिनी एट अल. 2008; पायने एट अल. 2012; अल्बर्टा-रीना एट अल. 2014; कैदा एट अल. अन्य. 2015; डुरंट एट अल.2016; टेम्पेस्टा एट अल. 2016; केर्नी, लिंडसे, एट अल. 2018; कजिन्स एट अल. 2018; गास्केल एट अल. 2018; एश्टन एट अल.2020; एश्टन और केर्नी 2021)। कुछ लोगों का सुझाव है कि इन लाभों को स्मृति पुनर्प्राप्ति नेटवर्क को हिप्पोकैम्पस से नियोकोर्टेक्स में स्थानांतरित करने और इस प्रकार नई सीखने के लिए हिप्पोकैम्पस क्षमता को बहाल करने में एसडब्ल्यूएस और संबंधित तंत्रिका दोलनों की सक्रिय भूमिका द्वारा समझाया जा सकता है (वॉकर 2009; बॉर्न और विल्हेम 2012; रैश एंड बॉर्न 2013; क्लिनज़िंग एट) अल. 2019). वर्तमान अध्ययन में, हमने इस परिकल्पना का परीक्षण किया कि नींद के दौरान व्यक्ति किस हद तक नई यादों को समेकित करते हैं, यह अगले दिन नई जानकारी को एनकोड करने की उनकी क्षमता की भविष्यवाणी करता है और एसडब्ल्यूए इस रिश्ते में योगदान देता है। हालाँकि हमने रात भर की एकाग्रता और अगले दिन सीखने के अपने उपायों पर नींद का लाभ (नींद की कमी के सापेक्ष) देखा, लेकिन हमें दोनों उपायों के बीच या एसडब्ल्यूए के साथ संबंध का कोई सबूत नहीं मिला।

नई शिक्षा के लिए नींद के महत्व को देखते हुए, हमने आगे यह समझने की कोशिश की कि नींद की कमी सफल एन्कोडिंग के तंत्रिका सहसंबंधों को कैसे प्रभावित करती है। दिलचस्प बात यह है कि बाद में याद किए गए (बनाम भूले हुए) संबंधों की सीख नींद के बाद 12-20 हर्ट्ज बीटा पावर के डाउनरेगुलेशन से जुड़ी थी (जैसा कि पिछले काम में बताया गया है, हंसलमायर एट अल। 2009, 2011, 2012, 2014; ग्रिफिथ्स एट अल। 2019) ), नींद की कमी के बाद बीटापॉवर में कोई महत्वपूर्ण अंतर सामने नहीं आया। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि नींद की कमी मेमोरी एन्कोडिंग को रेखांकित करने वाले तंत्रिका संचालन को बाधित करती है, जिससे इष्टतम प्रदर्शन नहीं होता है।

नींद से रात भर की एकाग्रता और अगले दिन सीखने में लाभ मिलता है

पिछले काम से पता चला है कि नींद स्मृति समेकन का समर्थन करती है (गैस एट अल। 2006; तालमिनी एट अल। 2008; पेनीट अल। 2012; डुरंट एट अल। 2016; केर्नी, लिंडसे, एट अल। 2018; गास्केल एट अल। 2018; एश्टन एट अल। । 2020; एश्टनंद केर्नी 2021) और उसके बाद की सीख (मैकडरमोटेट अल. 2003; यू एट अल. 2007; कैदा एट अल. 2015; टेम्पेस्टेट अल. 2016; कजिन्स एट अल. 2018)। इन अध्ययनों को ध्यान में रखते हुए, हमने पाया कि नींद की कमी की तुलना में रात भर की नींद से स्मृति प्रतिधारण और अगले दिन की सीख में लाभ हुआ।

यद्यपि यह सीखने और स्मृति में नींद की भूमिका की एक पूर्व-पंजीकृत जांच थी और इसी विषय पर पूर्व कार्य से प्रेरित थी (गैस एट अल. 2006; यू एट अल.2007), यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि हमारे निष्कर्ष किस हद तक स्मृति प्रभावों को सुलझा सकते हैं नींद की कमी के विघटनकारी प्रभावों से नींद का। जागने की विस्तारित अवधि विभिन्न संज्ञानात्मक हानियों को जन्म देती है (क्राउज़ एट अल। 2017), जिसका अर्थ है कि नींद की कमी (बनाम नींद) की स्थिति में खराब प्रदर्शन प्रत्यक्ष के बजाय नींद की हानि के अप्रत्यक्ष परिणामों को प्रतिबिंबित कर सकता है। नींद की कमी (वास्तव में, वर्तमान अध्ययन में भाग लेने वाले पीवीटी पर प्रतिक्रिया करने में धीमे थे और नींद की तुलना में नींद की कमी के बाद एसएसएस पर कम सतर्क थे)। सबसे पहले रातोंरात समेकन के हमारे आकलन पर ध्यान केंद्रित करते हुए, नींद की कमी से उत्पन्न होने वाली सामान्यीकृत संज्ञानात्मक हानि पुनर्प्राप्ति प्रदर्शन को ख़राब कर सकती है, जिससे अवधारण में नींद से संबंधित सुधार का आभास हो सकता है।

हालांकि हमारे विलंबित परीक्षण (जो रात भर के अंतराल के तुरंत बाद हुआ) में देखे गए नींद-स्मृति प्रभावों को देखते हुए यह एक उचित चिंता है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं करता है कि नींद की स्थिति में अवधारण लाभ अभी भी 48 घंटे बाद भी मौजूद था (एक बार नींद से वंचित व्यक्तियों को पर्याप्त अवसर मिला था) पुनर्प्राप्ति नींद के लिए)। इसके अलावा, हमने स्मृति प्रतिधारण पर नींद के लाभों (बनाम नींद की कमी) और एसएसएस स्कोर या पीवीटी प्रतिक्रिया समय में स्थितियों के अंतर के बीच कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं देखा, यह सुझाव देते हुए कि हमारे निष्कर्ष नींद की कमी के साथ होने वाली सामान्य संज्ञानात्मक हानि से प्रेरित नहीं थे। इसलिए यह निष्कर्ष निकालना उचित है कि हमारा डेटा स्मृति समेकन पर नींद के सकारात्मक प्रभाव को दर्शाता है। हालाँकि, नींद के इस स्मृति लाभ को जागृत हस्तक्षेप की अनुपस्थिति (जैसे कि नींद की कमी की स्थिति में अनुभव किया गया) या एक सक्रिय नींद-निर्भर समेकन तंत्र द्वारा किस हद तक समझाया जा सकता है, हमारे डेटा से अनुमान नहीं लगाया जा सकता है।

अगले दिन सीखने के हमारे विश्लेषण की ओर मुड़ते हुए, हालांकि मूल्यांकन चरण भी एन्कोडिंग के 48 घंटे बाद हुआ, प्रारंभिक सीखने का चरण नींद या नींद की कमी के तुरंत बाद हुआ। इसलिए हम इस संभावना से इंकार नहीं कर सकते हैं कि नींद के बाद एन्कोडिंग प्रदर्शन में स्पष्ट सुधार नींद की कमी के बाद सामान्यीकृत संज्ञानात्मक हानि से प्रभावित था। हालांकि, महत्वपूर्ण बात यह है कि हमारा ईईजी डेटा उचित सबूत प्रदान करता है कि नींद की अनुपस्थिति नई शिक्षा को बाधित करती है। विशेष रूप से, यदि हमारे प्रभाव नींद की कमी के बाद गैर-विशिष्ट संज्ञानात्मक घाटे से प्रेरित थे, तो किसी को नींद और नींद की कमी की स्थितियों के बीच ईईजी गतिविधि में केवल सामान्यीकृत अंतर देखने की उम्मीद होगी (यानी सभी एन्कोडिंग परीक्षणों में स्थिति का केवल एक मुख्य प्रभाव)। इसके विपरीत, महत्वपूर्ण इंटरैक्शन से पता चला कि बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन को नींद (बनाम नींद की कमी) की स्थिति में बढ़ाया गया था, विशेष रूप से उन परीक्षणों पर जिनके लिए विशेषण-छवि युग्मों को बाद में याद किया गया था। सफल सीखने के दौरान बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन पर नींद के इस प्रभाव की भविष्यवाणी एसएसएस स्कोर या पीवीटी प्रतिक्रिया समय के बीच की स्थिति के अंतर से नहीं की गई थी, और जोड़ियों के लिए बीटा पावर में कोई बीच-स्थिति का अंतर सामने नहीं आया था, जिन्हें बाद में भुला दिया गया था (चित्र 4 बी और सी देखें)। क्योंकि बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन सफल सीखने के दौरान सिमेंटिक प्रोसेसिंग का एक स्थापित न्यूरलमार्कर है (हंसल्मेयर एट अल. 2011, 2014; ग्रिफिथ्स एट अल. 2016), ये निष्कर्ष सुझाव दे सकते हैं कि एन्कोडिंग के तंत्रिका तंत्र वास्तव में नींद की अनुपस्थिति से बाधित होते हैं। इस दृश्य के लिए अतिरिक्त समर्थन नीचे उपलब्ध है, जहां हम यह रेखांकित करते हैं कि जब नींद की कमी के कारण शब्दार्थ प्रसंस्करण पथ प्रभावित होते हैं तो मस्तिष्क कैसे प्रतिपूरक सीखने की रणनीतियों में संलग्न हो सकता है (देखें "नींद की हानि प्रभावी सीखने को बाधित करती है")।

क्योंकि हमारा आरआई तत्काल, विलंबित और अनुवर्ती सत्रों में समान वस्तुओं के परीक्षणों पर आधारित था, यह संभव है कि हमारा डेटा पुनर्प्राप्ति अभ्यास प्रभावों से प्रभावित था (यानी जो यादें पुनर्प्राप्ति अभ्यास से गुजरती हैं वे आम तौर पर उन लोगों की तुलना में बेहतर याद की जाती हैं जो नहीं करते हैं, रोएडिगर और कार्पिके 2006; कारपेंटर एट अल 2008)। अर्थात्, विलंबित परीक्षण में नींद के बाद देखा गया प्रतिधारण लाभ (बनाम नींद न आना) पुनर्प्राप्ति अभ्यास के परिणामस्वरूप अनुवर्ती परीक्षण में बनाए रखा जा सकता है। हालाँकि, यह देखते हुए कि पुनर्प्राप्ति के माध्यम से मजबूत की गई यादें नींद से जुड़े समेकन से बहुत कम लाभ प्राप्त करती हैं (बाउमल एट अल। 2014; एंटनी एट अल। 2017; एंटनी और पैलर 2018), तो, एक पुनर्प्राप्ति अभ्यास परिकल्पना के तहत, तत्काल परीक्षण को नींद के किसी भी बाद के प्रभाव को समाप्त कर देना चाहिए था प्रतिधारण पर. हालांकि यह अभी भी माना जा सकता है कि विलंबित परीक्षण में अवधारण में बीच-स्थिति का अंतर नींद की कमी के बाद गैर-विशिष्ट हानियों से प्रेरित था, इससे यह स्पष्ट नहीं होगा कि नींद की स्थिति में स्मृति लाभ 48 घंटे बाद भी मौजूद था (एक बार पुनर्प्राप्ति नींद हो गई थी)। इसलिए हम सोचते हैं कि पुनर्प्राप्ति अभ्यास प्रभाव हमारे निष्कर्षों का उचित स्पष्टीकरण प्रदान नहीं कर सकते हैं।

यह देखते हुए कि नींद की कमी के बाद पुनर्प्राप्ति नींद एसडब्ल्यूएस (बोरबली 1982; बोरबेली एट अल 2016) में होमोस्टैटिक वृद्धि की विशेषता है, किसी ने उम्मीद की होगी कि नींद की कमी (बनाम नींद) में नए सीखे गए विशेषण-छवि युग्मों के रातोंरात समेकन को बढ़ाया जाएगा। स्थिति, एन्कोडिंग पर नींद की हानि के प्रारंभिक प्रभाव को संभावित रूप से कम कर देती है। यद्यपि हमने उस समय नींद ईईजी को रिकॉर्ड नहीं किया था जब प्रतिभागी प्रयोगशाला से दूर थे (और इस प्रकार नींद की कमी के बाद एसडब्ल्यूएस में होमोस्टैटिक वृद्धि की कोई जानकारी नहीं थी), हमने कलाई घड़ी एक्टिग्राफी के साथ नींद के व्यवहार की निगरानी की थी। नींद की कमी (बनाम नींद) की स्थिति में सीखने के बाद पहली रात के दौरान प्रतिभागी अधिक देर तक सोए, लेकिन नींद की अवधि में इस बीच की स्थिति का अंतर सीखने के लिए नींद के लाभ के परिमाण के साथ महत्वपूर्ण रूप से संबंधित नहीं था। इससे पता चलता है कि नींद की कमी की स्थिति में लंबे समय तक ठीक होने वाली नींद नई शिक्षा पर नींद की कमी के प्रभाव को सार्थक रूप से प्रभावित नहीं करती है।

हालाँकि, यह ध्यान देने योग्य है कि नींद की कमी (बनाम नींद) की स्थिति (लंबी या गहरी पुनर्प्राप्ति नींद के कारण) में नए सीखे गए विशेषण-छवि युग्मों का एक उन्नत समेकन नींद से संबंधित स्मृति प्रतिधारण और अगले दिन सीखने के बीच संबंध को अस्पष्ट कर सकता है। हमारे एकाधिक प्रतिगमन विश्लेषण में। हालांकि, वही अशक्त प्रभाव तब देखा गया जब हमारा विश्लेषण केवल नींद और नींद की कमी की स्थितियों के बीच घटाव के बजाय केवल नींद की स्थिति से डेटा तक सीमित था (जैसा कि हमारे प्राथमिक विश्लेषण में किया गया था)। इसलिए, जब नींद की कमी का प्रभाव (और पुनर्प्राप्ति नींद के दौरान नींद से जुड़े समेकन की अनुमानित वृद्धि) को हमारे डेटा से हटा दिया गया था, तो रात भर के समेकन और अगले दिन की शिक्षा के बीच कोई संबंध नहीं देखा गया था।

नींद से जुड़े समेकन और अगले दिन की शिक्षा के बीच कोई संबंध नहीं है

यदि एसडब्ल्यूएस के दौरान मेमोरी समेकन हिप्पोकैम्पस से नियोकोर्टेक्स तक मेमोरी पुनर्प्राप्ति नेटवर्क में बदलाव का समर्थन करता है, तो हिप्पोकैम्पस-आश्रित यादों के नींद से जुड़े समेकन को अगले दिन नए, हिप्पोकैम्पली-मध्यस्थ संघों के सीखने की भविष्यवाणी करनी चाहिए, और एसडब्ल्यूए को इस रिश्ते को सुविधाजनक बनाना चाहिए। हालांकि, हमने अपने डेटा में ऐसा कोई प्रभाव नहीं देखा, जिससे यह पता चलता है कि हिप्पोकैम्पस में नई सीख पिछली रात की नींद के दौरान हिप्पोकैम्पस मेमोरी प्रोसेसिंग पर निर्भर नहीं हो सकती है।

इन अशक्त प्रभावों की एक वैकल्पिक व्याख्या यह है कि हमारा प्रायोगिक प्रतिमान हमारी परिकल्पना का पर्याप्त परीक्षण प्रदान नहीं कर सका। यद्यपि हमने तर्क दिया कि 2 वैचारिक रूप से भिन्न हिप्पोकैम्पस-निर्भर कार्यों का उपयोग हमारे निष्कर्षों को पूर्वव्यापी या सक्रिय हस्तक्षेप से प्रभावित होने से रोकेगा, इन कार्यों के बीच गुणात्मक अंतर नींद से जुड़ी स्मृति समेकन और अगले दिन सीखने के बीच संबंध का पता लगाने की हमारी क्षमता को नकार सकता है। फिर भी यह एक काल्पनिक सुझाव है जिसे भविष्य के शोध में संबोधित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए रात भर की मेमोरी रिटेंशन और उसके बाद के एन्कोडिंग दोनों का आकलन करने के लिए एपेयर-एसोसिएट्स कार्य का उपयोग करके)।
हालाँकि हमारा अध्ययन एक्टिव सिस्टम फ्रेमवर्क (वॉकर 2009; बोर्न एंड विल्हेम 2012; रैश एंड बोर्न 2013; क्लिंजिंगेट अल। 2019) की मान्यताओं से प्रेरित था, लेकिन होमोस्टैटिक सिनैप्टिक डाउनस्केलिंग के संदर्भ में हमारे निष्कर्षों पर विचार करना भी महत्वपूर्ण है, जो इसे एक अन्य मौलिक तंत्र माना जाता है जिसके माध्यम से नींद सीखने और स्मृति का समर्थन करती है (टोनोनी और सिरेली 2014, 2016)। इस दृष्टिकोण से, नींद वह कीमत है जो मस्तिष्क जागने की प्लास्टिसिटी के लिए चुकाता है ताकि सिनैप्टिक अपस्केलिंग के संचय से बचा जा सके। क्योंकि सिनैप्टिक पुनर्सामान्यीकरण मुख्य रूप से नींद के दौरान होना चाहिए (जब तंत्रिका सर्किट व्यापक और व्यवस्थित सिनैप्टिक डाउनस्केलिंग से गुजर सकते हैं), नींद की एक रात की कमी बहाली को रोक देगी सेलुलर होमियोस्टैसिस और अगले दिन सीखने में बाधा उत्पन्न करता है। नींद से जुड़ी मेमोरी प्रोसेसिंग के कई सैद्धांतिक खातों ने एक्टिव सिस्टम और सिनैप्टिक होमोस्टैसिस फ्रेमवर्क के प्रमुख सिद्धांतों को समेटने में प्रगति की है, जिससे पता चलता है कि ये प्रक्रियाएं क्रमशः वैश्विक प्लास्टिसिटी और स्थानीय डाउनस्केलिंग का समर्थन करने के लिए मिलकर काम करती हैं, और ऐसा करने से, हिप्पोकैम्पस को भविष्य के लिए तैयार करती हैं। एन्कोडिंग (लुईस और डुरंट 2011; जेनजेल एट अल.2014; क्लिनजिंग एट अल. 2019)। दिलचस्प बात यह है कि वैश्विक मेमोरी रीप्ले और समेकन को धीमी गति से जोड़ा गया है (<1 Hz) oscillations, downscaling and forgetting are associated with delta waves (1–4 Hz) in local networks (Genzel et al. 2014; Kim et al. 2019). How interactions between global slow oscillations and local delta waves regulate overnight memory processing is therefore pertinent to further understanding the relationship between sleep-associated consolidation and next-day learning.

नींद की कमी प्रभावी शिक्षण को बाधित करती है

सफल सीखना बाएं-पार्श्वकृत बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन ∼0.5-1.5 सेकेंड के साथ उत्तेजना शुरू होने के बाद जुड़ा हुआ है (हंसलमायर एट अल. 2009, 2011, 2012, 2014; ग्रिफ़िथसेट अल. 2016, 2021)। इन पूर्व अध्ययनों के अनुरूप, हमने बाद में याद किए गए (बनाम भूले हुए) संघों के एन्कोडिंग के दौरान उत्तेजना की शुरुआत के बाद बीटा पावर ~ 0.3-2 सेकेंड में कमी देखी, और यह बाएं गोलार्ध में सबसे अधिक स्पष्ट था। ऐसा माना जाता है कि बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन सफल मेमोरी निर्माण के दौरान सिमेंटिक प्रोसेसिंग को प्रतिबिंबित करता है (हंसल्मेयर एट अल. 2011; फेलनर एट अल. 2013); जैसे-जैसे बीटा पावर कम होती जाती है, सिमेंटिक प्रोसेसिंग की गहराई बढ़ती जाती है (हंसल्मेयर एट अल. 2009)। मोटे तौर पर, नियोकॉर्टिकल अल्फा/बीटा दोलनों को एपिसोडिक एन्कोडिंग (ग्रिफिथ्स एट अल. 2021) के दौरान आने वाली जानकारी के प्रसंस्करण से जोड़ा गया है। हमारे सीखने के कार्य के लिए, प्रतिभागियों को ज्वलंत छवियां या कहानियां बनाने का निर्देश दिया गया था जो प्रत्येक जोड़ी के विशेषण और छवि को जोड़ती थीं। सफल सीखने के दौरान बीटा पावर का देखा गया डाउनरेगुलेशन इस प्रकार सूचना प्रसंस्करण कार्यों की व्यस्तता को प्रतिबिंबित कर सकता है, जिसमें संभवतः अर्थ संबंधी प्रतिनिधित्व शामिल है, जिससे इन उपन्यास संघों को एक सुसंगत प्रकरण में एक साथ बांधने और स्मृति के लिए प्रतिबद्ध होने की अनुमति मिलती है।
हालाँकि, महत्वपूर्ण बात यह है कि सफल सीखने के साथ बीटा पावर में बदलाव इस बात पर निर्भर करता है कि प्रतिभागी रात भर सोए थे या जागते रहे थे। जबकि बाद में याद किए गए (बनाम भूले हुए) विशेषण-छवि युग्मों की एन्कोडिंग नींद के बाद बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन के साथ जुड़ी हुई थी, नींद की कमी के बाद उसी कंट्रास्ट से बीटा पावर में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं आया। नई यादें. यह व्याख्या पिछले व्यवहार संबंधी निष्कर्षों के अनुरूप है जहां नींद से वंचित व्यक्तियों को शब्दार्थ रूप से असंगत उत्तेजना जोड़े को एन्कोड करने में कठिनाई हुई है (अल्बरका-रेइनेट अल। 2014)। नींद से वंचित मस्तिष्क स्मृति में नई जानकारी जमा करते समय वैकल्पिक प्रसंस्करण मार्गों पर भरोसा कर सकता है। दरअसल, पूर्व अध्ययनों से पता चला है कि नींद की कमी सीखने के दौरान प्रतिपूरक तंत्रिका प्रतिक्रियाओं की ओर ले जाती है (ची एंड चू 2004; ड्रमंड एट अल. 2004) और मान्यता (स्टरपेनिच एट अल.2007)।

नींद की कमी के बाद सीखने के इस वैकल्पिक मार्ग की प्रकृति क्या हो सकती है? यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि हमने नींद की कमी की स्थिति में सफल (बनाम असफल) सीखने के दौरान बीटा गतिविधि का एक अपग्रेडेशन देखा (हालांकि यह अंतर कई तुलनाओं के लिए बोनफेरोनी सुधार से बच नहीं सका)। बीटा पावर में वृद्धि को कामकाजी मेमोरी और सक्रिय से जोड़ा गया है रिहर्सल (टालोन-बौड्री एट अल. 2001; ह्वांग एट अल. 2005; ऑनटन एट अल. 2005; डेइबर एट अल. 2007), यह सुझाव देते हुए कि नींद से वंचित व्यक्ति अधिक सतह-आधारित रिहर्सल रणनीतियों में संलग्न हो सकते हैं, क्योंकि सिमेंटिक प्रोसेसिंग रास्ते समझौता किए जा रहे हैं। नींद का अभाव.

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन पर पूर्वगामी निष्कर्ष एक खोजकर्ता विश्लेषण से उत्पन्न हुए थे जो पूर्व-पंजीकृत नहीं थे और इसलिए उन्हें तब तक सावधानी से व्यवहार किया जाना चाहिए जब तक कि उन्हें पुष्टिकरण अनुसंधान में दोहराया न जाए।

निष्कर्ष

हमने जांच की कि क्या नींद में स्मृति समेकन अगले दिन सीखने की भविष्यवाणी करता है और क्या एसडब्ल्यूए इस रिश्ते में योगदान देता है। इसके अलावा, हमने जांच की कि सफल सीखने के तंत्रिका संबंधी संबंध नींद की कमी से कैसे प्रभावित होते हैं। हालाँकि नींद से स्मृति प्रतिधारण और अगले दिन सीखने दोनों में सुधार हुआ, लेकिन हमें इन मापकों या एसडब्ल्यूए के बीच संबंध का कोई सबूत नहीं मिला। जबकि बीटा डीसिंक्रनाइज़ेशन - सफल सीखने के दौरान सिमेंटिक प्रोसेसिंग का एक स्थापित मार्कर - नींद के बाद बाद में याद किए गए (बनाम भूल गए) एसोसिएशन के एन्कोडिंग के दौरान मौजूद था, नींद की कमी के बाद बीटा पावर में ऐसा कोई अंतर नहीं देखा गया था। इसलिए नींद की लंबे समय तक कमी उपन्यास संघों को एन्कोड करते समय शब्दार्थ ज्ञान को आकर्षित करने की हमारी क्षमता को बाधित कर सकती है, जिससे सीखने के लिए अधिक सतह-आधारित और अंततः उप-इष्टतम मार्गों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

स्वीकृतियाँ

हम डेटा संग्रह में मदद के लिए मार्कस ओ. हैरिंगटन और प्रायोगिक सामग्रियों में मदद के लिए जेनिफर ई. एश्टन के आभारी हैं। हम डेटा पर सार्थक चर्चा के लिए यॉर्क विश्वविद्यालय में स्लीप, लैंग्वेज और मेमोरी ग्रुप के सदस्यों को भी धन्यवाद देते हैं।

पूरक सामग्री

संदर्भ

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