Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một giấc ngủ trưa cải thiện hiệu suất của trí nhớ làm việc thị giác và thay đổi hoạt động trễ liên quan đến sự kiện
Tóm tắt
Trí nhớ làm việc (WM) bị suy giảm sau khi mất ngủ và có thể được cải thiện sau một giấc ngủ trưa. Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là để tìm hiểu rõ hơn về việc cải thiện WM liên quan đến giấc ngủ bằng cách: (1) sử dụng một nhiệm vụ WM nhằm đánh giá khả năng giữ và báo cáo các đại diện trực quan cũng như độ tin cậy của các báo cáo đó ở cấp độ tinh vi, (2) điều tra các đặc tính sinh lý thần kinh của giấc ngủ và khả năng WM như là những yếu tố dự đoán hoặc điều hòa tiềm năng đối với sự cải thiện liên quan đến giấc ngủ, và (3) khám phá hoạt động trễ liên quan đến sự kiện ở vùng trán và chẩm để đánh giá quá trình xử lý thần kinh của các kích thích trong WM. Trong thiết kế nội bộ, 36 người trưởng thành trẻ tuổi (Mage = 20, 20 nam, 16 nữ) đã hoàn thành một nhiệm vụ báo cáo liên tục 300 thử nghiệm về WM thị giác sau một khoảng thời gian ngủ trưa 90 phút và một khoảng thời gian tương đương của trạng thái thức. Các mô hình hiệu ứng hỗn hợp đã được sử dụng để ước lượng xác suất báo cáo WM thành công và độ tin cậy của các báo cáo đó. Xác suất báo cáo thành công hầu như tương đương nhau giữa các điều kiện ngủ trưa và thức vào đầu nhiệm vụ, nhưng đến cuối, xác suất thành công cao hơn 1.26 lần trong điều kiện ngủ trưa. Các báo cáo WM thành công chính xác hơn sau một giấc ngủ trưa, không phụ thuộc vào thời gian thực hiện nhiệm vụ. Không tìm thấy khả năng WM hay bất kỳ biến số giấc ngủ nào được đo có ý nghĩa điều chỉnh hiệu ứng ngủ trưa đối với WM. Cuối cùng, việc ngủ trưa dẫn đến sự thay đổi biên độ của hoạt động trễ liên quan đến sự kiện ở vùng trán và chẩm so với điều kiện thức. Các phát hiện được thảo luận liên quan đến các mô hình hiện đại về WM thị giác và vai trò của giấc ngủ trong sự chú ý kéo dài.
Từ khóa
#trí nhớ làm việc #cải thiện hiệu suất #giấc ngủ trưa #sinh lý thần kinh #hoạt động trễ liên quan đến sự kiệnTài liệu tham khảo
Adam, K. C., Mance, I., Fukuda, K., & Vogel, E. K. (2015). The contribution of attentional lapses to individual differences in visual working memory capacity. Journal of Cognitive Neuroscience, 27(8), 1601-1616. https://doi.org/10.1162/jocn_a_00811
Angel, J., Cortez, J., Juarez, D., Guerrero, M., Garcia, A., Ramirez, C., & Valdez, P. (2015). Effects of sleep reduction on the phonological and visuospatial components of working memory. Sleep Science, 8(1), 68-73. https://doi.org/10.1016/j.slsci.2015.06.001
Baayen, R. H., Davidson, D. J., & Bates, D. M. (2008). Mixed-effects modeling with crossed random effects for subjects and items. Journal of Memory and Language, 59(4), 390-412. https://doi.org/10.1016/j.jml.2007.12.005
Baddeley, A. (2000). The episodic buffer: a new component of working memory?. Trends in Cognitive Sciences, 4(11), 417-423. https://doi.org/10.1016/S1364-6613(00)01538-2
Baddeley, A., & Hitch, G. (1974). Working memory. Psychology of Learning and Motivation, 8(1), 47-89. https://doi.org/10.1016/S0079-7421(08)60452-1
Bae, G. Y., Olkkonen, M., Allred, S. R., & Flombaum, J. I. (2015). Why some colors appear more memorable than others: A model combining categories and particulars in color working memory. Journal of Experimental Psychology: General, 144(4), 744. https://doi.org/10.1037/xge0000076
Barr, D. J., Levy, R., Scheepers, C., & Tily, H. J. (2013). Random effects structure for confirmatory hypothesis testing: Keep it maximal. Journal of Memory and Language, 68(3), 255-278. https://doi.org/10.1016/j.jml.2012.11.001
Bates, D., Maechler, M., Bolker, B., & Walker, S. (2015). Fitting linear mixed-effects models using lme4. Journal of Statistical Software, 67(1). https://doi.org/10.18637/jss.v067.i01
Bays, P. M. (2014). Noise in neural populations accounts for errors in working memory. Journal of Neuroscience, 34(10), 3632–3645. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3204-13.2014
Bays, P. M., Catalao, R. F. G., & Husain, M. (2009). The precision of visual working memory is set by allocation of a shared resource. Journal of Vision, 9(10), 7–7. https://doi.org/10.1167/9.10.7
Bays, P. M., & Husain, M. (2008). Dynamic shifts of limited working memory resources in human vision. Science, 321, 851–854. https://doi.org/10.1126/science.1158023
Bódizs, R., Tamas, K., Dandor, A., Havran, L., Rigo, P., Clemens, Z., & Halasz, P. (2005). Prediction of general mental ability based on neural oscillation measures of sleep. Journal of Sleep Research, 14(1), 285-292. https://doi.org/10.1111/j.1365-2869.2005.00472.x
Chee, M. W., & Choo, W. C. (2004). Functional imaging of working memory after 24 hr of total sleep deprivation. Journal of Neuroscience, 24(19), 4560-4567. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0007-04.2004
Choo, W. C., Lee, W. W., Venkatraman, V., Sheu, F. S., & Chee, M. W. (2005). Dissociation of cortical regions modulated by both working memory load and sleep deprivation and by sleep deprivation alone. Neuroimage, 25(2), 579–587. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2004.11.029
Clemens, Z., Fabo, D., & Halasz, P. (2005). Overnight verbal memory retention correlates with the number of sleep spindles. Journal of Neuroscience, 132, 529-535. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2005.01.011
Cote, K. A., Epps, T., & Campbell, K. B. (2000). The role of the spindle in human information processing of high-intensity stimuli during sleep. Journal of Sleep Research, 9(1), 19-26. https://doi.org/10.1046/j.1365-2869.2000.00188.x
Cowan, N. (2010). The magical mystery four: How is working memory capacity limited, and why?. Current Directions in Psychological Science, 19(1), 51-57. https://doi.org/10.1177/0963721409359277
Dang-Vu, T. T., McKinney, S. M., Buxton, O. M., Solet, J. M., & Ellenbogen, J. M. (2010). Spontaneous brain rhythms predict sleep stability in the face of noise. Current Biology, 20(15), R626-R627. https://doi.org/10.1016/j.cub.2010.06.032
Dijk, D. J., Beersma, D. G., & Bloem, G. M. (1989). Sex differences in the sleep EEG of young adults: visual scoring and spectral analysis. Sleep, 12(6), 500-507. https://doi.org/10.1093/sleep/12.6.500
Dijk, D. J., Brunner, D. P., Beersma, D. G., & Borbély, A. A. (1990). Electroencephalogram power density and slow wave sleep as a function of prior waking and circadian phase. Sleep, 13(5), 430-440. https://doi.org/10.1093/sleep/13.5.430
Drummond, S., Anderson, D., Straus, L., Vogel, E., & Perez, V. (2012). The effects of two types of sleep deprivation on visual working memory capacity and filtering efficiency. PLoS One, 7(4), 35653-35661. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035653
Dube, B., Emrich, S. M., & Al-Aidroos, N. (2017). More than a filter: Feature based attention regulates the distribution of visual working memory resources. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 43(10), 1843–1854. https://doi.org/10.1037/xhp0000428
Durmer, J. S., & Dinges, D. F. (2005). Neurocognitive consequences of sleep deprivation. Seminars in Neurology, 25(1), 117-129. https://doi.org/10.1055/s-2005-867080
Edin, F., Klingberg, T., Johansson, P., McNab, F., Tegnér, J., & Compte, A. (2009). Mechanism for top-down control of working memory capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(16), 6802-6807. https://doi.org/10.1073/pnas.0901894106
Emrich, S. M., & Busseri, M. A. (2015). Re-evaluating the relationships among filtering activity, unnecessary storage, and visual working memory capacity. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 15(3), 589-597. https://doi.org/10.3758/s13415-015-0341-z
Emrich, S. M., Lockhart, H. A., & Al-Aidroos, N. (2017). Attention mediates the flexible allocation of visual working memory resources. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 43(7), 1454–1465. https://doi.org/10.1037/xhp0000398
Emrich, S. M., Riggall, A. C., LaRocque, J. J., & Postle, B. R. (2013). Distributed patterns of activity in sensory cortex reflect the precision of multiple items maintained in visual short-term memory. Journal of Neuroscience, 33(15), 6516–6523. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5732-12.2013
Engle, R., Tulhoski, S., Laughlin, J., & Conway, A. (1999). Working memory, short-term memory, and general fluid intelligence: A latent variable approach. Journal of Experimental Psychology, 128(1), 309-331. https://doi.org/10.1037/0096-3445.128.3.309
Engle, R. W., & Kane, M. J. (2004). Executive attention, working memory capacity, and a two-factor theory of cognitive control. Psychology of Learning and Motivation, 44, 145-200. https://doi.org/10.1016/S0079-7421(03)44005-X
Fang, Z., Sergeeva, V., Ray, L. B., Viczko, J., Owen, A. M., & Fogel, S. M. (2017). Sleep spindles and intellectual ability: Epiphenomenon or directly related?. Journal of Cognitive Neuroscience, 29(1), 167-182. https://doi.org/10.1162/jocn_a_01034
Finelli, L. A., Borbély, A. A., & Achermann, P. (2001). Functional topography of the human nonREM sleep electroencephalogram. European Journal of Neuroscience, 13(12), 2282-2290. https://doi.org/10.1046/j.0953-816x.2001.01597.x
Fogel, S., Nader, R., Cote, K., & Smith, C. (2007). Sleep spindles and learning potential. Behavioural Neuroscience, 121(1), 1-10. https://doi.org/10.1037/0735-7044.121.1.1
Fox, J., & Weisberg, S. (2011). An R companion to applied regression (2nd). Thousand Oaks: Sage Publications.
Frenda, S. J., & Fenn, K. M. (2016). Sleep less, think worse: The effect of sleep deprivation on working memory. Journal of Applied Research in Memory and Cognition, 5(4), 463-469. https://doi.org/10.1016/j.jarmac.2016.10.001
Harrison, S. A., & Tong, F. (2009). Decoding reveals the contents of visual working memory in early visual areas. Nature, 458(7238), 632–635. https://doi.org/10.1038/nature07832
Ilkowska, M., & Engle, R. W. (2010). Trait and state differences in working memory capacity. In Handbook of individual differences in cognition (pp. 295-320). Springer, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1210-7_18
Ishihara, S. (2014). Ishihara’s tests for colour deficiency (Concise). Tokyo: Kanehara Trading Inc.
Jiang, F., VanDyke, R., Zhang, J., Li, F., Gozal, D., & Shen, X. (2011). Effect of chronic sleep restriction on sleepiness and working memory in adolescents and young adults. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 33(8), 892-900. https://doi.org/10.1080/13803395.2011.570252
Jolicœur, P., Brisson, B., & Robitaille, N. (2008). Dissociation of the N2pc and sustained posterior contralateral negativity in a choice response task. Brain Research, 1215, 160–172. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2008.03.059
Kuznetsova, A., Brockhoff, P. B., & Christensen, R. H. B. (2015). lmerTest: tests in linear mixed effects models. R package version 2.0-20. Vienna: R Foundation for Statistical Computing.
Lau, E. Y. Y., Wong, M. L., Lau, K. N. T., Hui, F. W. Y., & Tseng, C. (2015). Rapid-eye-movement-sleep (REM) associated with enhancement of working memory performance after a daytime nap. PLoS ONE, 10(5), 1-16. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0125752
Liesefeld, A. M., Liesefeld, H. R., & Zimmer, H. D. (2014). Intercommunication between prefrontal and posterior brain regions for protecting visual working memory from distractor interference. Psychological Science, 25(2), 325–333. https://doi.org/10.1177/0956797613501170
Lim, J., & Dinges, D. F. (2008). Sleep deprivation and vigilant attention. Annals of the New York Academy of Sciences, 1129(1), 305-322. https://doi.org/10.1196/annals.1417.002
Lim, J., & Dinges, D. F. (2010). A meta-analysis of the impact of short-term sleep deprivation on cognitive variables. Psychological Bulletin, 136(3), 375-389. https://doi.org/10.1037/a0018883
Luck, S. J., & Vogel, E. K. (1997). The capacity of visual working memory for features and conjunctions. Nature, 390(6657), 279–281. https://doi.org/10.1038/36846
Lund, H. G., Reider, B. D., Whiting, A. B., & Prichard, J. R. (2010). Sleep patterns and predictors of disturbed sleep in a large population of college students. Journal of Adolescent Health, 46(2), 124-132. https://doi.org/10.1016/j.jadohealth.2009.06.016
Lustenberger, C., Maric, A., Dürr, R., Achermann, P., & Huber, R. (2012). Triangular relationship between sleep spindle activity, general cognitive ability and the efficiency of declarative learning. PLoS One, 7(11), e49561. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0049561
Mednick, S. C., McDevitt, E. A., Walsh, J. K., Wamsley, E., Paulus, M., Kanady, J. C., & Drummond, S. P. (2013). The critical role of sleep spindles in hippocampal-dependent memory: a pharmacology study. Journal of Neuroscience, 33(10), 4494-4504. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3127-12.2013
Owens, M., Stevenson, J., Hadwin, J. A. & Norgate, R. (2014). When does anxiety help or hinder cognitive test performance? The role of working memory capacity. British Journal of Psychology, 105(1), 92–101. https://doi.org/10.1111/bjop.12009
Pashler, H. (1988). Familiarity and visual change detection. Attention, Perception, & Psychophysics, 44(4), 369–378. https://doi.org/10.3758/BF03210419
Pivik, R. T., Broughton, R. J., Coppola, R., Davidson, R. J., Fox, N., & Nuwer, M. R. (1993). Guidelines for the recording and quantitative analysis of electroencephalographic activity in research contexts. Psychophysiology, 30(6), 547-558. https://doi.org/10.1111/j.1469-8986.1993.tb02081.x
Quigley, N., Green, J. F., Morgan, D., Idzikowski, C., & King, D. J.(2000). The effect of sleep deprivation on memory and psychomotor function in healthy volunteers. Human Psychopharmacology, 15(3),171–177. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1077(200004)15:3<171::AID-HUP155>3.0.CO;2-D
Raven, J., Raven, J. C., & Court, J. H. (1998). Manual for Raven’s progressive matrices and vocabulary scales. section 3: Standard progressive matrices. San Antonio: Harcourt.
Rechtschaffen, A., & Kales, A. (1968). Manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep stages of human subjects. Los Angeles: UCLA Brain Information Service/Brain Research Institute.
Ruchkin, D. S., Johnson Jr, R., Canoune, H., & Ritter, W. (1990). Short-term memory storage and retention: An event-related brain potential study. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 76(5), 419-439. https://doi.org/10.1016/0013-4694(90)90096-3
Satterthwaite, F. E. (1946). An approximate distribution of estimates of variance components. Biometrics Bulletin, 2(6), 110-114. https://doi.org/10.2307/3002019
Schabus, M., Gruber, M., Parapatics, S., Sauter, C., Klosch, G., Anderer, P., Klimesch, W., Bernd, S., & Zeitlhofer, J. (2004). Sleep spindles and their significance for declarative memory consolidation. Sleep Physiology, 27(8), 1479-1484. https://doi.org/10.1093/sleep/27.7.1479
Schabus, M., Holdmoser, K., Gruber, G., Sauter, C., Anderer, P., Klosch, G., Parapatics, S., Saletu, B., Klimesch, W., & Zeitlhofer, J. (2006). Sleep spindle-related activity in the human EEG and its relation to general cognitive and learning abilities. European Journal of Neuroscience, 23, 1738-1746. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2006.04694.x
Tempesta, D., De’Gennaro, L., Presaghi, F., & Ferrara, M. (2014). Emotional working memory during sustained wakefulness. Journal of Sleep Research, 23(1), 646-656. https://doi.org/10.1111/jsr.12170
Van Dongen, H., Maislin, G., Mullington, J. M., & Dinges, D. F. (2003). The cumulative cost of additional wakefulness: dose-response effects on neurobehavioral functions and sleep physiology from chronic sleep restriction and total sleep deprivation. Sleep, 26(2), 117-126. https://doi.org/10.1093/sleep/26.2.117
Van Dongen, H. P. A., Belenky, G., & Krueger, J. M. (2011). A local, bottom-up perspective on sleep deprivation and neurobehavioral performance. Current Topics in Medicinal Chemistry, 11(19), 2414-2422. https://doi.org/10.2174/156802611797470286
Vogel, E. K., & Machizawa, M. G. (2004). Neural activity predicts individual differences in visual working memory capacity. Nature, 428(6984), 748–751. https://doi.org/10.1038/nature02447
Vyazovskiy, V. V., Olcese, U., Hanlon, E. C., Nir, Y., Cirelli, C., Tononi, G. (2011). Local sleep in awake rats. Nature, 472(7344), 443-447. https://doi.org/10.1038/nature10009
Vyazovskiy, V. V., Olcese, U., Lazimy, Y. M., Faraguna, U., Esser, S. K., Williams, J. C., ... & Tononi, G. (2009). Cortical firing and sleep homeostasis. Neuron, 63(6), 865-878. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2009.08.024
Wilken, P., & Ma, W. J. (2004). A detection theory account of change detection. Journal of Vision, 4(12), 11. https://doi.org/10.1167/4.12.11
Wilkinson, G. S., & Robertson, G. J. (2006). Wide range achievement test. (4th ed.) Odessa, FL: Psychological Assessment Resources.
Zhang, W., & Luck, S. J. (2008). Discrete fixed-resolution representations in visual working memory. Nature, 453(7192), 233–235. https://doi.org/10.1038/nature06860