Acoustic stimulation of Slow wave sleep and its influence on consolidation of declarative memory in insomnia

Abstract

Pomalovlnní spánek hraje důležitou roli v konsolidaci deklarativní paměti. Z elektrofyziologického hlediska je tento paměťový proces závislý na přítomnosti a vzájemné interakci neokortikálních spánkových pomalých oscilací (< 1Hz), hipokampálních sharp-wave ripples (150-250 Hz) a talamokortikálních spánkových vřetýnkách (10-15 Hz) Předchozí výzkum dokázal, že periodická akustická stimulace růžovým šumem aplikovaná ve frekvenčním pásmu pomalých oscilací během pomalovlnného spánku, dokáže zvýšit kvalitu a celkovou délku pomalovlnného spánku a zlepšit deklarativní paměť u osob s dobrým spánkem. Naše studie se zabývala vlivem této stimulace na spánek lidí trpících nespavostí u kterých často dochází k redukci pomalovlního spánku co pozitivně koreluje se zhoršením výkonu deklarativní paměti. Naším cílem bylo zjistit, jestli tahle poměrně neinvazivní metoda mozkové stimulace dokáže zvýšit celkovou délku pomalovlnného spánku a zlepšit deklarativní paměť u nespavosti. Zjistili jsme, že akustická stimulace nezvýšila celkovou délku spánku a nezlepšila po-spánkový výkon deklarativní paměti. Mezi výkonem deklarativní paměti a celkovou délkou pomalovlnného spánku jsme nenašli pozitivní asociaci, avšak silnou pozitivní asociaci jsme našli mezi po-spánkovým výkonem deklarativní paměti a celkovou délkou REM spánku...

Slow-wave sleep plays an important role in consolidation of declarative memory. From electrophysiological point of view, this process is dependent on a common occurrence and mutual integration of neocortical slow oscillations (< 1 Hz), hippocampal sharp-wave ripples (150-250 Hz) and thalamo-cortical sleep spindles (10-15 Hz). Previous studies demonstrated that periodic acoustic stimulation by pink noise pulses applied at frequency of sleep slow oscillation during slow wave sleep leads to prolongation of slow wave sleep and to enhancement in declarative memory performance in normal sleepers. Our study investigated this kind of periodic acoustic stimulation in its relation to sleep architecture and declarative memory of people suffering from insomnia due to which there often comes to a reduction in slow wave sleep which positively correlates with worsening of declarative memory performance. Our aim was to investigate if this kind of comparatively non-invasive brain stimulation has a potential to increase a total length of slow wave sleep and enhance declarative memory performance in insomnia. Our study revealed acoustic stimulation neither improved declarative memory performance nor it increased total length of slow-wave sleep. No positive association was found between level of declarative memory...