אימון שבוע שעבר או לילה חסר מנוחה עלולים להשפיע על המוח שלך גם בשבוע הבא

חוקרים עקבו אחר המוח והפעילות ההתנהגותית של אדם אחד במשך חמישה חודשים באמצעות סריקות מוח, מכשירים לבישים ונתוני סמארטפון.

במחקר שפורסם לאחרונה ב PLoS ביולוגיהחוקרים ביצעו הדמיה עצבית כדי להעריך את ההשפעה של גורמים פיזיולוגיים, סביבתיים והתנהגותיים על קישוריות תפקודית במוח האנושי.

רֶקַע

משתנים חיצוניים כגון איכות שינה, פעילות גופנית ואינטראקציות חברתיות משפיעים על מצבים נפשיים על צירי זמן שונים. מחלות נפש עיקריות מציגות שינויים ניכרים בתפקוד המוח על פני קווי זמן, ודפוסי חיבור מוחיים תפקודיים משקפים בצורה נכונה שינויים במצב הרוח. עם זאת, קיים מחקר מוגבל על פעילות המוח הנוגעת לאיכויות קוגניטיביות ופסיכולוגיות ולזמן הדגימה.

מעט מחקרים חקרו שינויים בקשרים תפקודי מוח בתגובה לשינויים סביבתיים, פיזיולוגיים והתנהגותיים לאורך צירי זמן שונים. נדרשים מחקרים אורך עם נקודות מדידה תכופות כדי לחקור אינטראקציות התנהגות מוחיות והשפעות תלויות זמן.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו נקבה בת 33 המשתמשת במיפוי תפקודי מדויק כדי להעריך תגובות מוחיות לשינויים סביבתיים, פיזיולוגיים והתנהגותיים.

החוקרים אספו 133 ימים של נתונים התנהגותיים באמצעות טלפונים סלולריים וציוד לביש ו-30 סריקות תהודה מגנטית פונקציונלית (fMRI) להערכת קשב, זיכרון, מצב מנוחה והשפעה של גירויים נטורליסטיים. מערך הנתונים של המחקר כולל נתוני פעילות מוח ממספר פעילויות fMRI ונתונים אובייקטיביים מאלמנטים סביבתיים שנרכשו באמצעות חיישנים אוטונומיים.

החוקרים העריכו קשרים מוחיים תפקודיים במהלך ארבע משימות נפרדות: מבחן ערנות פסיכומוטורית (PVT) לתשומת לב מתמשכת, מצב מנוחה, צפייה בסרטים כפרדיגמה מציאותית ומבחנים כפולים 1-גב ו-2-גב לזיכרון עבודה. הם גם ניטרו משתנים חיצוניים כמו שינה, פעילות גופנית, פעילות מערכת העצבים האוטונומית (ANS) ומצב הרוח באמצעות טלפונים סלולריים חדשניים וגאדג'טים לבישים.

החוקרים העריכו את התפקוד הקוגניטיבי מדי יום במשך 19 שבועות וערכו fMRI פעמיים בשבוע במשך 15 שבועות. טבעות Quora תיעדו פעילות גופנית ושינה. אפליקציית סמארטפון עקבה אחר מצב הרוח ואירועים יומיים. בנוסף, המשתתף מילא את שאלון השפעות חיוביות ושליליות (PANAS). מחקרים בפיגור זמן בדקו קורלציות צולבות של קווי זמן עם משתנים התנהגותיים, פיזיולוגיים ואורח חיים המשפיעים על קשר מוחי תפקודי.

החוקרים חקרו את ההשפעות של משתנים התנהגותיים, פיזיולוגיים ואורח חיים על דפוסי חיבור מוחיים תפקודיים. הם חקרו את המתאם בין משימות שינה ומשימות קשב ברשתות הפרונטו-פריאטליות (FPN), מצב ברירת המחדל (DMN), סינגולו-אופקולרי וסומטומוטורי. הם גם בחנו את הקשר בין שינה, דפוסי פעילות גופנית וקשרים תפקודיים הקשורים לזיכרון עבודה.

החוקרים בדקו האם הגברת הדמיון במצב הרוח, דפוסי השינה או פעילות ANS בין ימים מתורגמת לדמיון גבוה יותר בין ימים במהלך פעילויות צפייה בסרטים. בנוסף, הם בדקו האם הרגלי שינה במהלך 15 הימים הקודמים היו קשורים לקישוריות תפקודית במהלך משימות קשב מתמשכות וכיצד השינה משפיעה על קשרים אלו על פני פרקי זמן שונים. יתר על כן, הם בחנו האם משתנים התנהגותיים, פיזיולוגיים ואורח חיים יומיומיים יכולים להסביר שונות בדיוק הסיווג של מקטעי זמן.

תוצאות

המחקר מגלה כי דפוסי פעילות גופנית ושינה קשורים לקשרים תפקודיים במוח במהלך משימות כמו קשב, זיכרון עבודה ו-MRI פונקציונלי במצב מנוחה. דפוסי השינה ב-15 הימים הקודמים מתואמים גם עם קשרים ברשתות המוח FPN, DMN, סומטו-מוטוריות ו-ciningulo-opercular במהלך משימות קשב. מצב רוח, שינה ופעילות ANS משפיעים גם הם על הדיוק של סיווג מקטעי זמן במהלך משימות צפייה בסרטים.

שינה ופעילות גופנית משפיעים על קישוריות המוח תוך ביצוע פעילויות תובעניות קוגניטיביות. ובכל זאת, שונות קצב הלב (HRV) וקצב הנשימה חיוניים יותר לקישוריות בזמן מנוחה וצפייה בסרטים. שעות שינה ארוכות יותר ויותר הפרעות מגבירים את היעילות הגלובלית של DMN ואת האינטגרציה הסומאטומוטורית. פחות פעילות גופנית ביום הקודם קשורה גם לחיבור חלש יותר ופחות אינטגרציה של FPN.

ערך ה-HRV המקסימלי של היום הקודם היה קשור לחיבורים בין ה-temporal gyrus האמצעי לאינסולה משמאל ולקישוריות בין ה- cingulate gyrus האחורי למוח הקטן מימין. HRV מינימלי נמוך יותר ביום הקודם קשור לאינטגרציה חלשה יותר בין רשתות ל-FPN.

הצוות מצא קשר שלילי בין השינה חסרת המנוחה של היום הקודם לבין פעילות ISC בסולקוס הפריאטלי העליון השמאלי, אך קשר חיובי בין פעילות HRV ו-ISC ממוצעת ב-Medial superior frontal gyrus. היעילות הגלובלית של ה-DMN וה-FPN הראתה קשרים עקביים עם פיגור קצר של זמן ערות ופיגורים ארוכים של אורך שינה, אך מקדם ההשתתפות שלהם לא הושפע.

מַסְקָנָה

הממצאים מצביעים על כך שמשתנים פיזיולוגיים והתנהגותיים קשורים לקישוריות מוחית לטווח קצר וארוך, עד 15 ימים. במהלך גירויים מציאותיים כמו סרטים, פעילות המוח מקושרת לדפוסי קצב הנשימה באזורי מוח ספציפיים תוך שמונה עד 11 ימים. שילוב של קשרים מוחיים, מידע פיזיולוגי ואותות סביבתיים יניע מחקר נוירו-מדעי סביבתי ויאפשר טיפול רפואי מדויק.