Mediotemporal cross-frequency coupling during sleep and its relevance for memory consolidation
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden verschiedene Aspekte der mediotemporalen und neokortikalen Kreuzfrequenz-Kopplung während des Schlafes untersucht, die mit Mechnismen der Gedächtniskonsolidierung im Zusammenhang stehen. Diese Arbeiten ergaben unter anderem nachfolgend aufgeführte Befunde. Wir berichteten diverse Muster der Phasen-Amplituden Kopplungen, welche deutlich zwischen Hippokampus und Skalp, entlang der Längsachse des Hippokampus, sowie zwischen den Individuen variierten (Cox et al. 2019). Die Phasen-Amplituden Kopplung zwischen Hippokampus und Neokortex ist asymmetrisch: die Phasen der hippokampalen Slow-Oscillations modulieren neokortikale Aktivität, aber nicht umgekehrt. Für spontane Phasen-Phasen Kopplung im menschlichen Hippokampus oder im Neokortex fanden wir keine Evidenz. Im NREM-Schlaf kommt es während hippokampaler Ripples zur Reaktivierung von Gedächtnismustern im Gamma-Bereich. Bezogen auf die Spindel-Aktivität im NREM-Schlaf scheinen neokortikale Spindeln den hippokampalen Ripples und Spindeln vorauszugehen und diese anzustossen. Weiterhin fanden wir Evidenz für physiologische Ripples in der menschlichen Amygdala, die von Sharp-Waves begleitet sind und mit hippokampaler Aktivität interagieren. In einem Übersichtsartikel haben wir Ansätze zur Analyse des menschlichen Schlaf-EEG und deren Fehlerquellen und methodischen Probleme diskutiert. Schliesslich haben wir ein assoziatives Experiment zur Gedächtniskonsolierung entwickelt, für welches intrakranielle Makroelektroden-Daten und kombinierte Mikro-/Makroelektroden-Daten aufgezeichnet wurden. Die Auswertung dieser Daten wird in Angriff genommen.
Publications
- (2018) Electrophysiological mechanisms of human memory consolidation. Nat Commun 9:4103
Zhang H, Fell J, Axmacher N
(See online at https://doi.org/10.1038/s41467-018-06553-y) - (2019) Heterogeneous profiles of coupled sleep oscillations in the human hippocampus. Neuroimage 202:116178
Cox R, Rüber T, Staresina BP, Fell J
(See online at https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116178) - (2019) No evidence for spontaneous cross-frequency phase-phase coupling in the human hippocampus. Eur J Neurosci, Oct 29
Rings T, Cox R, Rüber T, Lehnertz K, Fell J
(See online at https://doi.org/10.1111/ejn.14608)
