Non-pharmacological methods for influencing memory consolidation during sleep

Abstract

Sleep plays vital role in many physiological processes of the human body, including the consolidation of memory. The beneficial effects of sleep on memory consolidation have long been known, but only in the last two decades the knowledge of the relationship between sleep and memory has been used to develop interventions to improve memory consolidation during sleep. Two of these approaches are the focus of this work: closed-loop auditory stimulation (CLAS) and targeted memory reactivation (TMR). They are of particular clinical interest, as they are non- pharmacological, which minimizes the risk of dependence and abuse. In addition, they do not impose exogenous force fields on the brain and are, therefore, considered safer than other similar interventions. The aim of this work is to describe CLAS and TMR in detail, to investigate which factors influence their efficacy, and to discuss their clinical potential in the treatment of memory- related disorders.

Spánek hraje zásadní roli v mnoha fyziologických procesech lidského organismu, jako je i konsolidace paměti. Pozitivní účinky spánku na konsolidaci paměti jsou známy již dlouho, ale pouze ve dvou posledních desetiletích byla znalost propojení mezi spánkem a pamětí využita k navržení intervencí, které by zlepšovaly konsolidaci paměti ve spánku. Dva z těchto přístupů jsou předmětem studia této práce: zpětnovazebná akustická stimulace (CLAS, z angl. "closed-loop auditory stimulation") a cílená reaktivace paměti (TMR, z angl. "targeted memory reactivation"). CLAS a TMR mají významný klinický potenciál, protože jde o nefarmakologické metody, což minimalizuje riziko závislosti a abusu. Zároveň na mozek nepůsobí exogenními silovými poli, a jsou proto považovány za bezpečnější než jiné podobné intervence. Cílem této práce je podrobně popsat CLAS a TMR, zhodnotit faktory ovlivňující jejich efektivitu a představit jejich klinický potenciál v léčbě nemocí spojených s pamětí.