TBS研究證明內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)能在24小時(shí)的延遲后選擇性促進(jìn)情緒記憶的鞏固

1. 研究背景

先行研究指出，內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)（mPFC）中的記憶枷鎖活動(dòng)與情感信息的保存有關(guān)。盡管mPFC可能從編碼階段起開(kāi)始參與情緒記憶，但很少有研究探討編碼期的mPFC活動(dòng)如何與記憶鞏固過(guò)程相互作用以增強(qiáng)情緒記憶。本研究利用經(jīng)顱磁刺激（TMS）及情緒記憶范式探究了這一問(wèn)題。

2. 研究方法

2.1 被試

研究共有45名有效被試，其中女性30人，年齡為18-24歲。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

共采用了448個(gè)場(chǎng)景組成元素，包括主體和背景兩種類(lèi)型。其中256個(gè)元素被歸為舊元素，192個(gè)被歸為新元素。在編碼任務(wù)中，會(huì)用到128個(gè)復(fù)雜效價(jià)的場(chǎng)景，64個(gè)為負(fù)性，64個(gè)為中性。負(fù)性場(chǎng)景中會(huì)將負(fù)性主體與中性背景組合，而中性場(chǎng)景中會(huì)將中性主體與中性背景組合。實(shí)際記憶任務(wù)分為學(xué)習(xí)階段和測(cè)驗(yàn)階段，在學(xué)習(xí)階段中主體和背景整體組合呈現(xiàn)，而在測(cè)驗(yàn)階段呈現(xiàn)的是一系列元素。每個(gè)記憶測(cè)試包含224個(gè)場(chǎng)景元素：32個(gè)相同主體元素、32個(gè)相似主體元素、64個(gè)填充主體元素；32個(gè)相同背景元素、32個(gè)相似背景元素、32個(gè)填充背景元素。記憶測(cè)驗(yàn)階段背景元素不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)兩次，在一個(gè)記憶測(cè)驗(yàn)中不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)相同和相似的背景元素。

圖1. 記憶場(chǎng)景中主體元素及背景元素的示例

2.3 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)整體分為兩個(gè)階段，相隔24小時(shí)。在第一階段中會(huì)確定運(yùn)動(dòng)閾值，還會(huì)實(shí)施編碼任務(wù)及短時(shí)延遲（30分鐘）再認(rèn)測(cè)驗(yàn)。在編碼任務(wù)結(jié)束30分鐘后，會(huì)進(jìn)行sTBS刺激，然后再實(shí)施再認(rèn)測(cè)驗(yàn)。編碼任務(wù)及再認(rèn)測(cè)驗(yàn)階段會(huì)同步記錄被試的腦電活動(dòng)。在第一階段結(jié)束24小時(shí)后，被試重返實(shí)驗(yàn)室完成第二階段的實(shí)驗(yàn)，即長(zhǎng)時(shí)延遲再認(rèn)測(cè)驗(yàn)。

2.4 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

編碼階段

在一個(gè)試次中，首先會(huì)出現(xiàn)100-200ms的抖動(dòng)，隨后屏幕上出現(xiàn)注視點(diǎn)“+”并呈現(xiàn)1000ms。在這之后被試需要觀看帶有情感效價(jià)的場(chǎng)景3000ms，并回答關(guān)于接近/回避的7點(diǎn)量表。此階段共有16個(gè)block，每個(gè)block中有8個(gè)場(chǎng)景圖片（4中性、4負(fù)性）。在每個(gè)block的第8個(gè)試次結(jié)束后，被試會(huì)接受持續(xù)2s的間歇性theta脈沖刺激（TBS），包含30個(gè)脈沖。

再認(rèn)記憶測(cè)驗(yàn)

在一個(gè)試次中，首先會(huì)出現(xiàn)100-200ms的抖動(dòng)，隨后屏幕上出現(xiàn)注視點(diǎn)“+”并呈現(xiàn)1000ms。在這之后被試需要對(duì)出現(xiàn)的一系列元素進(jìn)行判斷：該元素和編碼階段完全一致、相似還是為新的元素，這一判斷過(guò)程沒(méi)有時(shí)間限制。

圖2. (a) 編碼階段 (i) 編碼試次的結(jié)構(gòu)及時(shí)間點(diǎn) (ii) 用以定位mPFC和運(yùn)動(dòng)皮層控制刺激的Fz、C3電極的位置 (b)再認(rèn)測(cè)驗(yàn)

2.5 刺激參數(shù)

使用PowerMag EEG 100刺激器 (Mag & More GmbH., Munich, Germany) 和70 mm的8字型線(xiàn)圈對(duì)左側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層C3電極附近區(qū)域施加TMS刺激，使得單脈沖TMS刺激能使右手大拇指產(chǎn)生明顯運(yùn)動(dòng)，從而確定活躍運(yùn)動(dòng)閾值（active motor threshold）。TBS刺激的強(qiáng)度為80%的活躍運(yùn)動(dòng)閾值，目標(biāo)刺激部位為背內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)，控制組的刺激部位為運(yùn)動(dòng)皮層。

3. 研究結(jié)果

相比于控制組，對(duì)mPFC進(jìn)行TBS刺激能夠增強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)延遲（24小時(shí)之后）測(cè)驗(yàn)中對(duì)負(fù)性主體元素的記憶表現(xiàn)，而對(duì)短時(shí)延遲測(cè)驗(yàn)中中性主體元素、兩種測(cè)驗(yàn)中的背景元素的記憶沒(méi)有影響。

圖3. 各刺激條件下兩次延遲期不同的再認(rèn)測(cè)驗(yàn)中的再認(rèn)得分表現(xiàn)

4. 結(jié)論

本研究為mPFC在選擇性保留負(fù)面記憶中的作用提供了初步證據(jù)，并在現(xiàn)有相關(guān)研究結(jié)論的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，為情緒記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在編碼期的活動(dòng)、功能連接與后續(xù)形成長(zhǎng)時(shí)情緒記憶的鞏固過(guò)程之間的交互作用提供了初步的理論支持。

5. 文獻(xiàn)名稱(chēng)及DOI號(hào)

Yeh, N., Payne, J. D., Kim, S. Y., Kensinger, E. A., Koen, J. D., & Rose, N. S. (2021). Medial prefrontal cortex has a causal role in selectively enhanced consolidation of emotional memories after a 24-hour delay: A TBS study. Journal of Neuroscience.

Doi: 10.1523/JNEUROSCI.2599-20.2021