इंट्रापैरिएटल सल्कस पर ट्रांसक्रैनील डायरेक्ट करंट स्टिमुलेशन (tDCS) कार्यशील मेमोरी प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करता है भाग 1

अमूर्त

कार्यशील स्मृति पर ट्रांसक्रेनियल डायरेक्ट करंट स्टिमुलेशन (टीडीसीएस) के प्रभाव के मिश्रित परिणाम बताए गए हैं।

हाल के वर्षों में, चिकित्सा प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, ट्रांसक्रैनील डायरेक्ट करंट उत्तेजना धीरे-धीरे एक आशाजनक उपचार पद्धति बन गई है। इसके अनुप्रयोग कई क्षेत्रों को कवर करते हैं, जैसे कि अवसाद, चिंता, पार्किंसंस रोग, आदि। यह लेख स्मृति के साथ इसके संबंध का पता लगाएगा।

सबसे पहले, ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना स्मृति सुधार को बढ़ावा दे सकती है। कुछ शोध परिणामों से पता चलता है कि ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना हिप्पोकैम्पस में गतिविधि को बढ़ाकर स्मृति को सकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकती है। प्रयोग में, कई उत्तेजनाओं के बाद विषयों की स्मृति में काफी सुधार हुआ। इस परिणाम का नैदानिक ​​उपचार के लिए कुछ संदर्भ महत्व है।

दूसरा, ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना को स्मृति पुनर्वास के लिए लागू किया जा सकता है। कुछ रोगियों के लिए जो मस्तिष्क आघात, स्ट्रोक आदि जैसे आघात से पीड़ित हैं, यह स्मृति हानि का कारण बन सकता है और सामान्य जीवन और काम को प्रभावित कर सकता है। ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना के साथ उपचार क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स के पुनर्जनन को बढ़ावा दे सकता है, जिससे क्षतिग्रस्त क्षेत्र के कार्य में सुधार होता है और रोगी की स्मृति क्षमता में सुधार होता है।

अंत में, ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना स्मृति क्षमताओं की आरक्षित क्षमता का विस्तार कर सकती है। हालाँकि हर किसी की मेमोरी रिजर्व अलग-अलग होती है, लेकिन ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना मस्तिष्क में न्यूरॉन्स को सक्रिय कर सकती है और मेमोरी रिजर्व क्षमता को बढ़ा सकती है। यह हमें बाद के सीखने और जीवन में परिचित और नई जानकारी के लिए अधिक प्रसंस्करण क्षमता और क्षमता रखने में सक्षम बनाता है।

संक्षेप में, ट्रांसक्रैनियल डायरेक्ट करंट उत्तेजना और स्मृति के बीच संबंध के महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं। चाहे वह स्मृति सुधार, पुनर्वास या क्षमता विस्तार में हो, इसमें व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ और व्यवहार्यता है और लोगों के जीवन और कार्य को बढ़ावा देने में सकारात्मक भूमिका है। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टेन्चे डेज़र्टिकोला स्मृति में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टेन्चे डेज़र्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अनोखे प्रभाव हैं, जिनमें से एक स्मृति में सुधार करना है। सिस्टेन्चे डेज़र्टिकोला की प्रभावकारिता इसमें मौजूद कई सक्रिय तत्वों से आती है, जिसमें टैनिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड ग्लाइकोसाइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न मार्गों के माध्यम से मस्तिष्क के स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

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पिछले अध्ययनों के विपरीत, जो मुख्य रूप से पृष्ठीय पार्श्व प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स को उत्तेजित करने पर केंद्रित थे, हमने बाएं इंट्रापैरिएटल सल्कस (आईपीएस) क्षेत्र को संशोधित किया, जिसे कार्यशील स्मृति के ध्यान नियंत्रण पहलुओं का समर्थन करने वाला माना जाता है।

प्रतिभागियों के भीतर प्रयोगात्मक डिजाइन का उपयोग करते हुए, प्रतिभागियों ने तीन अलग-अलग स्थितियों को पूरा किया: IPS की एनोडल उत्तेजना, IPS की कैथोडल उत्तेजना, और IPS की शम उत्तेजना। दृश्य और मौखिक दोनों तरह के कार्यशील स्मृति कार्य प्रशासित किए गए।

दृश्य कार्य में, प्रतिभागियों को रंगीन आकृतियों का एक यादृच्छिक सेट याद करना था। मौखिक कार्य में, प्रतिभागियों को अक्षरों की एक स्ट्रिंग याद करनी थी। दोनों कार्यों में कार्यशील स्मृति भार में हेरफेर किया गया (छह आकृतियाँ/अक्षर बनाम दो आकृतियाँ/अक्षर)।

एनोडल, कैथोडल और शम स्थितियों के बीच सटीकता या प्रतिक्रिया समय में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। बायेसियन विश्लेषण ने प्रभाव की अनुपस्थिति के साक्ष्य का समर्थन किया।

प्री के परिणामयह अध्ययन कार्यशील स्मृति प्रदर्शन पर एकल-सत्र tDCS के मॉडुलन प्रभावों के संबंध में विरोधाभासी साक्ष्यों की बढ़ती संख्या में योगदान देता है।

परिचय

कार्यशील स्मृति (WM) में कई संज्ञानात्मक प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं जो हमें सीमित मात्रा में सूचना को थोड़े समय के लिए सक्रिय रखने की अनुमति देती हैं। यह निर्णय लेने और तर्क करने की एक महत्वपूर्ण क्षमता है (डायमंड, 2013)।

वयस्कता में अपेक्षाकृत जल्दी WM क्षमता कम होने लगती है (पार्क एट अल, 2002) और अक्सर मस्तिष्क की चोट के बाद (डनिंग, वेस्टेज, और एडम, 2016), विकासात्मक और मानसिक विकारों के संदर्भ में (कोफ्लर एट अल, 2018; बार्च और सीज़र, 2012) या तनाव के परिणामस्वरूप (किम, वू, और वू, 2017) क्षीण हो जाती है।

इसलिए कई अध्ययनों ने यह निर्धारित करने की कोशिश की है कि क्या WM क्षमता को प्रशिक्षित या बढ़ाया जा सकता है, व्यवहारिक और तंत्रिका उत्तेजना तकनीकों (मेल्बी-लेरवाग और हुल्मे, 2013; सोवेरी एट अल, 2016) के संबंध में सफलता की अत्यधिक परिवर्तनशील डिग्री के साथ।

तंत्रिका उत्तेजना तकनीकों में से एक जिसका आमतौर पर उपयोग किया जाता है वह है ट्रांसक्रैनील डायरेक्टकरंट स्टिमुलेशन (टीडीसीएस)। टीडीसीएस में खारे पानी में भिगोए गए दो स्पंज इलेक्ट्रोड को सिर पर लगाया जाता है जिसके माध्यम से एक कमजोर धारा (0.5–2 mA) प्रवाहित की जाती है।

उत्तेजना के कुछ मिनटों के बाद, उत्तेजना क्षेत्रों के अंतर्गत कॉर्टेक्स क्षेत्रों में स्वतःस्फूर्त न्यूरोनल गतिविधि या तो बढ़ जाती है (एनोडल उत्तेजना) या बाधित हो जाती है (कैथोडल उत्तेजना) (नित्शे और पॉलस, 2000)।

एनोडल उत्तेजना का उपयोग ज़्यादातर व्यवहारिक प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए किया जाता है जबकि कैथोडल उत्तेजना का उपयोग इसे ख़राब करने के लिए किया जाता है। उत्तेजना के प्रभाव उत्तेजना बंद होने के बाद भी थोड़े समय के लिए बने रहते हैं (कुओ एट अल, 2013)।

टीडीसीएस और डब्ल्यूएम

पिछले पंद्रह सालों में, बहुत से अध्ययनों ने WM को बेहतर बनाने के लिए DCS का उपयोग करने की कोशिश की है। इनमें से कई अध्ययनों ने सकारात्मक प्रभावों की रिपोर्ट की है।

मार्शल, मोले, सिबनेर और बोर्न (2005) द्वारा किए गए पहले अध्ययन में एनोडल और कैथोडल टीडीसीएस को द्विपक्षीय रूप से डोर्सोलेटरल प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (डीएलपीएफसी) पर लागू किया गया, जबकि प्रतिभागियों ने एक संशोधित स्टर्नबर्ग कार्य किया।

उत्तेजना को 260 µA की कम धारा शक्ति पर 15 मिनट के लिए रुक-रुक कर (15 सेकंड चालू/15 सेकंड बंद) किया गया। लेखकों ने पाया कि एनोडल और कैथोडल उत्तेजना दोनों के लिए प्रतिक्रिया समय में वृद्धि हुई है, जो यह दर्शाता है कि tDCS प्रतिक्रिया चयन और तैयारी के तंत्रिका प्रसंस्करण को प्रभावित करता है।

इसके तुरंत बाद, फ्रेग्नी एट अल. (2005) ने दिखाया कि तीन-पीठ वाले कार्य के दौरान बाएं डीएलपीएफसी के एनोडल उत्तेजना से शैम उत्तेजना की तुलना में सटीकता के संदर्भ में प्रदर्शन में वृद्धि हुई, जबकि डीएलपीएफसी के कैथोडल उत्तेजना और प्राथमिक मोटर कॉर्टेक्स के एनोडल उत्तेजना में कोई अंतर नहीं दिखा।

तब से, कुछ अध्ययनों ने इन निष्कर्षों को दोहराया (कैट्सौलाकी, कास्त्रिनिस, और त्सेकोउरा, 2017 एक समीक्षा के लिए) जबकि अन्य WM प्रदर्शन पर tDCS के किसी भी महत्वपूर्ण प्रभाव की रिपोर्ट करने में विफल रहे (रॉबिसन, मैकगुइर्क, और अन्सवर्थ, 2017; वांग, वेन, और ली, 2018)। विशेष रूप से, DLPFC पर एनोडाल्ट DCS के साथ युग्मित चार प्रशिक्षण सत्रों वाले एक अध्ययन में, रुफ, फॉलगैटर और प्लेवनिया (2017) ने N-बैक कार्य पर WM प्रदर्शन में महत्वपूर्ण सुधार दिखाया।

इसके अलावा, यह सुधार समान, अप्रशिक्षित कार्यों में भी स्थानांतरित किया जा सकता है, तथा यह दीर्घकालिक भी हो सकता है, क्योंकि प्रशिक्षण के नौ महीने बाद भी प्रभाव को वस्तुगत किया जा सकता है।

इसी प्रकार के परिणाम औ और सहकर्मियों (2016) द्वारा भी प्राप्त किए गए हैं, जो दर्शाते हैं कि डीसीएस से संबंधित लाभ सात प्रशिक्षण सत्रों के बाद कई महीनों तक बने रहे।

इसके अलावा, बोगदानोव और श्वाबे (2016) ने दिखाया कि डीएलपीएफसी पर एनोडल टीडीसीएस भी डब्ल्यूएम पर तनाव के विघटनकारी प्रभाव को काफी कम कर सकता है, और ब्रूनी, मोरन, होम्स, महोनी और टेलर (2017) ने दिखाया कि दाएं फ्यूसीफॉर्म गाइरस का एनोडल टीडीसीएस चेहरा पहचानने के लिए डब्ल्यूएम प्रदर्शन को बढ़ा सकता है लेकिन गैर-चेहरे वाली वस्तुओं (घरों) के लिए नहीं।

दूसरी ओर, कुछ अध्ययनों से पता चला है कि WM पर tDCS का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं है।

उदाहरण के लिए, निकोलिन, मार्टिन, लू और बूनस्ट्रा (2018) ने डीएलपीएफसी पर पांच अलग-अलग तीव्रता (2 एमए, 1 एमए, 0.034 एमए, 0.016 एमए, और 0 एमए) पर उत्तेजित बीस विषयों के पांच समूहों की तुलना की और दृश्य 3-बैक डब्ल्यूएम कार्य में समूहों के बीच प्रदर्शन में कोई अंतर नहीं पाया। इसी तरह, रॉबिसन और सहकर्मियों (2017) ने बताया कि प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स और पोस्टीरियर पैरिएटल कॉर्टेक्स की उत्तेजना ने डब्ल्यूएम प्रदर्शन में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं डाला।

इसी तरह, निल्सन, लेबेदेव, रिडस्ट्रॉम और लोवडेन (2017) ने डीएलपीएफसी के एनोडल्ट डीसीएस के साथ व्यवहारिक डब्ल्यूएम प्रशिक्षण के बीस सत्रों के बाद कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा। कुल मिलाकर, सबसे हालिया मेटा-विश्लेषण टीडीसीएस-संबंधित डब्ल्यूएम में सुधार के लिए विश्वसनीय सबूतों की अनुपस्थिति का संकेत देते हैं (होर्वाथ, फोर्टे, और कार्टर, 2015; मेडिना और कैसन, 2017) या वे केवल बहुत छोटे प्रभावों का संकेत देते हैं (हिल, फिट्ज़गेराल्ड, और होय, 2016; मैनकुसो, इलिवा, हैमिल्टन, और फराह, 2016)।

होर्वाथ और सहकर्मियों (2015) ने साहित्य में प्रकाशित सभी संज्ञानात्मक परिणाम उपायों को एक साथ रखा और कम से कम दो अलग-अलग शोध समूहों द्वारा स्वस्थ वयस्क आबादी का अध्ययन किया। उन्होंने 59 अलग-अलग विश्लेषण किए और उनमें से एक भी टीडीसीएस उत्तेजना का महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं दिखा।

मैन्क्यूसो और सहकर्मियों (2016) ने दाएं और बाएं डीएलपीएफसी और दाएं पार्श्विका लोब के एनोडल उत्तेजना के प्रभावों का आकलन करने वाले अध्ययनों पर अपना मेटा-विश्लेषण केंद्रित किया, साथ ही साथ डब्ल्यूएम प्रशिक्षण के साथ बाएं डीएलपीएफसी का भी।

उनके मेटा-विश्लेषण द्वारा रिपोर्ट किया गया एकमात्र महत्वपूर्ण (यद्यपि छोटा) परिणाम बाएं DLPFC उत्तेजना के बाद WM प्रशिक्षण के साथ WM प्रदर्शन में सुधार था। हिल और सहकर्मियों (2016) ने विभिन्न WM कार्यों पर एनोडल tDCS के प्रभावों की जांच की और ऑफ़लाइन tDCS के लिए प्रतिक्रिया समय (साथ ही सटीकता पर एक प्रवृत्ति) पर एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण प्रभाव पाया।

ऑनलाइन tDCS के लिए कोई प्रभाव नहीं पाया गया। मेडिना और कैसन (2017) ने मैनकुसो और सहकर्मियों (2016) द्वारा जांचे गए अध्ययनों में विभिन्न प्रभाव आकारों के अनुसार अपेक्षित वितरण के एक फ़ंक्शन के रूप में प्रकाशित p-मानों के वितरण की जांच करने के लिए साइमनसोहन और सहकर्मियों (2014) द्वारा विकसित एक मेटा-विश्लेषणात्मक उपकरण का उपयोग किया। इस p-वक्र विश्लेषण का संचालन करके उन्हें कोई सबूत नहीं मिला कि tDCS अध्ययन सार्थक प्रभावों से जुड़े थे।

WM पर tDCS के वैकल्पिक दृष्टिकोण

अब तक समीक्षित साहित्य के प्रकाश में दो निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं: या तो WM पर tDCS का प्रभाव बहुत छोटा (या नगण्य) है, और इसलिए इसे प्राप्त करना और दोहराना कठिन है, या tDCS का प्रभाव तो है, लेकिन यह विशिष्ट उत्तेजना और कार्य मापदंडों पर निर्भर करता है, जो वर्तमान में अज्ञात हैं।

वर्तमान अध्ययन का उद्देश्य मौखिक और दृश्य-स्थानिक WM को समर्थन देने वाली संज्ञानात्मक और तंत्रिका प्रक्रियाओं के बारे में हमारे ज्ञान में हाल के विकास के आधार पर, WM के सैद्धांतिक और अनुभवजन्य रूप से सूचित उत्तेजना दृष्टिकोण का उपयोग करके दूसरी संभावना की जांच करना था।

WM के वर्तमान सिद्धांत ध्यान द्वारा निभाई गई भूमिका पर बहुत ज़ोर देते हैं। WM और ध्यान के अपने एकीकृत ढांचे में, कोवान (1995) का मानना ​​है कि WM का एक अनिवार्य घटक ध्यान का ध्यान और नियंत्रण है; ये दो घटक स्मृति सामग्री को सक्रिय अवस्था में रखने की अनुमति देते हैं और कम से कम आंशिक रूप से WM क्षमता को परिभाषित करने के लिए माने जाते हैं।

कई अन्य WM मॉडलों का वर्णन किया गया है जो WM प्रदर्शन में ध्यान को एक केंद्रीय भूमिका प्रदान करते हैं (बैरौइलेट, बर्नार्डिन, और कैमोस, 2004; केन और एंगल, 2004)। WM में ध्यान प्रक्रियाओं की भूमिका अनुभवजन्य साक्ष्य द्वारा समर्थित है जैसे कि प्रतिभागियों द्वारा WM कार्यों को निष्पादित करते समय दो प्रसिद्ध ध्यान नेटवर्क की भागीदारी।

ध्यान मस्तिष्क में कम से कम दो विरोधी नेटवर्क पर निर्भर करता है, पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क और उदर ध्यान नेटवर्क (कॉर्बेटा और शुलमैन, 2002; वोसेल, गेंग, और फिंक, 2014)।

पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क वस्तुओं या स्थानों पर ध्यान की स्वैच्छिक, ऊपर से नीचे की तैनाती को नियंत्रित करता है, जबकि अधरीय ध्यान नेटवर्क अप्राप्य या अप्रत्याशित उत्तेजनाओं (नीचे से ऊपर का ध्यान) द्वारा उत्तेजित संवेदी उत्तेजना पर ध्यान के पुन: अभिविन्यास को नियंत्रित करता है।

पृष्ठीय नेटवर्क में प्रत्येक गोलार्ध के इंट्रापैरिएटल सल्कस (आईपीएस) और फ्रंटल आई फील्ड्स (एफईएफ) शामिल होते हैं, जबकि टेम्पोरोपैरिएटल जंक्शन (टीपीजे) और वेंट्रल फ्रंटल कॉर्टेक्स (वीएफसी) वेंट्रल नेटवर्क के मुख्य क्षेत्र हैं।

इन दोनों नेटवर्कों को WM कार्यों में भी हस्तक्षेप करते हुए दिखाया गया है, और यह मौखिक और दृश्य WM कार्यों दोनों के लिए लोड-निर्भर और विरोधी तरीके से होता है। पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क WM लोड बढ़ने के साथ-साथ बढ़ी हुई गतिविधि दिखाता है जबकि उदर ध्यान नेटवर्क WM लोड-निर्भर गतिविधि में कमी दिखाता है (मेजरस एट अल., 2010, 2012, 2016; टोड और मारोइस, 2004; टोड, फौगनी, और मारोइस, 2005; जू और चुन, 2006)।

WM कार्यों में बाएं IPS पर केंद्रित पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क की केंद्रीय भूमिका को देखते हुए, वर्तमान tDCS अध्ययन ने मौखिक और दृश्य WM प्रदर्शन पर बाएं IPS उत्तेजना के मॉड्यूलेटरी प्रभावों पर ध्यान केंद्रित किया।

कुछ पिछले tDCS अध्ययनों ने पहले ही IPS की उत्तेजना पर ध्यान केंद्रित किया है और सकारात्मक परिणाम बताए हैं, हालांकि सीधे WM संदर्भ में नहीं। उदाहरण के लिए, IPS की द्विपक्षीय उत्तेजना ने मानसिक जोड़ पर बेहतर प्रदर्शन को प्रेरित किया, लेकिन स्ट्रूप कार्य पर नहीं, (क्लेन एट अल., 2013; आर्टेमेन्को, मोलर, ह्यूबर, और क्लेन, 2015), जबकि बाएं IPS पर उत्तेजना ने मौखिक एपिसोडिक मेमोरी कार्यों में बेहतर बाद की पहचान स्मृति को प्रेरित किया (जैकबसन, गोरेन, लैविडोर, और लेवी, 2012)।

यह भी प्रदर्शित किया गया है कि दाएं आईपीएस पर एनोडल उत्तेजना ने उच्च लोड की स्थिति में ऑब्जेक्ट ट्रैकिंग प्रदर्शन में सुधार किया, लेकिन कम लोड की स्थिति में नहीं, जो आईपीएस गतिविधि पर मेमोरी लोड प्रभाव के अनुरूप है (ब्लमबर्ग, पीटरसन, और परशुरामन, 2015)।

Iइसके अलावा, दाएं IPS पर उत्तेजना ने दृश्य ध्यान कार्य में प्रदर्शन को प्रभावित किया (मूस, वोसेल, वीडनर, स्पेयरिंग, और फिंक, 2012)। हालाँकि, निकोलिन, लॉफ, लू और मार्टिन (2019) द्वारा हाल ही में किए गए tDCS अध्ययन ने n-बैक WM कार्य पर बाएं IPS उत्तेजना के बाद कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं दिखाया।

हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उन्होंने WM कार्यों पर मध्यम प्रभाव आकार देखा (उदाहरण के लिए, बैक टास्क के लिए 0.38), और लेखकों ने तर्क दिया कि महत्व की कमी प्रदर्शन में उच्च अंतर-व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता का परिणाम हो सकती है।

वर्तमान अध्ययन का उद्देश्य यह निर्धारित करके उभरते निष्कर्षों को आगे बढ़ाना है कि क्या पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क से जुड़े आईपीएस गतिविधि के मॉड्यूलेशन के माध्यम से WM कार्य में प्रदर्शन को बढ़ाना और घटाना संभव है।

पिछले परिणामों के अनुरूप, हम यह परिकल्पना करते हैं कि बाएं IPS के एनोडल उत्तेजना से पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क में वृद्धि होगी और WM प्रदर्शन में वृद्धि होगी, लेकिन केवल उच्च WM लोड स्थिति में।

इसके विपरीत, हम मानते हैं कि बाएं IPS के कैथोडल उत्तेजना से पृष्ठीय ध्यान नेटवर्क बाधित होगा और उच्च WM लोड स्थिति के लिए WM प्रदर्शन में कमी आएगी। कम WM लोड में tDCS प्रभाव की उम्मीद नहीं की जाती है क्योंकि यह स्थिति उच्च सफलता दर से जुड़ी है और WM क्षमता को इसकी सीमा तक नहीं बढ़ाती है।

हम किसी प्रभाव के अस्तित्व के पक्ष और विपक्ष में साक्ष्य को मापने के लिए बायेसियन सांख्यिकी का उपयोग करेंगे।

For more information:1950477648nn@gmail.com