Hluboká stimulace mozku během spánku zlepšuje synchronizaci lidského mozku a paměť
Předpokládá se, že konsolidace paměti během spánku závisí na koordinované souhře mezi kortikálními pomalými vlnami, thalamokortikálními spánkovými vřeteny a hipokampálními vlnami, ale přímé důkazy chybí. Zde jsme zavedli hlubokou mozkovou stimulaci v reálném čase s uzavřenou smyčkou v lidské prefrontální kůře během spánku a testovali její účinky na elektrofyziologii spánku a na noční konsolidaci deklarativní paměti. Synchronizace stimulace s aktivními fázemi endogenních pomalých vln v mediálním temporálním laloku (MTL) zvýšila spánková vřetena, posílila uzamčení neuronální aktivity celého mozku na pomalé vlny MTL a zlepšila spojení mezi vlněním MTL a thalamokortikálními oscilacemi. Synchronizovaná stimulace navíc zvýšila přesnost rozpoznávací paměti. Naproti tomu identická stimulace bez tohoto přesného časového uzamčení nebyla spojena s těmito elektrofyziologickými a behaviorálními účinky a někdy je dokonce zhoršovala. Pozoruhodné je, že jednotlivé změny v přesnosti paměti byly vysoce korelovány s elektrofyziologickými účinky. Naše výsledky naznačují, že hipokampo-thalamokortikální synchronizace během spánku kauzálně podporuje konsolidaci lidské paměti.
Překlad: https://www.deepl.com/translator
Augmenting hippocampal–prefrontal neuronal synchrony during sleep enhances memory consolidation in humans
Memory consolidation during sleep is thought to depend on the coordinated interplay between cortical slow waves, thalamocortical sleep spindles and hippocampal ripples, but direct evidence is lacking. Here, we implemented real-time closed-loop deep brain stimulation in human prefrontal cortex during sleep and tested its effects on sleep electrophysiology and on overnight consolidation of declarative memory. Synchronizing the stimulation to the active phases of endogenous slow waves in the medial temporal lobe (MTL) enhanced sleep spindles, boosted locking of brain-wide neural spiking activity to MTL slow waves, and improved coupling between MTL ripples and thalamocortical oscillations. Furthermore, synchronized stimulation enhanced the accuracy of recognition memory. By contrast, identical stimulation without this precise time-locking was not associated with, and sometimes even degraded, these electrophysiological and behavioral effects. Notably, individual changes in memory accuracy were highly correlated with electrophysiological effects. Our results indicate that hippocampo–thalamocortical synchronization during sleep causally supports human memory consolidation.