Кіріспе
Адамның қоршаған ортасы туралы есте сақтау және кеңістіктік бағдарлау. Когнитивтік психология және нейробиологияда кеңістіктік есте сақтау – белгілі бір жерге бағыт жоспарлау және заттың орналасқан жерін немесе оқиғаның болған жерін еске түсіру үшін қажетті ақпаратты жазу және қайта табу үшін жауапты есте сақтау түрі. Кеңістіктік есте сақтау кеңістікте бағдарлану үшін қажет. Кеңістіктік есте сақтауды эгоцентрлік және аллоцентрлік кеңістіктік есте сақтау деп бөлуге болады. Адамның кеңістіктік есте сақтауы таныс қалада жүріп-тұру үшін керек. Тышқанның кеңістіктік есте сақтауы лабиринттің соңында тамақтың қайда екенін білу үшін қажет. Адамдар мен жануарлардың кеңістіктік естеліктері танымдық карта ретінде жинақталады. Кеңістіктік есте сақтау жұмыс, қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді есте сақтауда бейнеленген. Зерттеулер кеңістіктік есте сақтаумен байланысты мидың белгілі бір аймақтары бар екенін көрсетеді. Балалардың, ересектердің және жануарлардың кеңістіктік есте сақтауын өлшеу үшін көптеген әдістер қолданылады. Қысқа мерзімді есте сақтауды қолданатын тапсырмаларға оқу, ойлау және түсіну кіреді. Бұл уақытша сақтау жүйесі күрделі тапсырмаларды орындауға немесе жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сонымен бірге ақпаратты есте ұстауға болады. Бұл модельдің ең соңғы нұсқасы ЖМ (Жұмыс жады) төрт құрамдас бөліктен тұратынын көрсетеді: фонологиялық цикл, визуалды-кеңістіктік эскиз алаңы, орталық атқарушы және эпизодтық буфер.
In cognitive psychology and neuroscience, spatial memory is a form of memory responsible for the recording and recovery of information needed to plan a course to a location and to recall the location of an object or the occurrence of an event. Spatial memory is necessary for orientation in space. Spatial memory can also be divided into egocentric and allocentric spatial memory. A person's spatial memory is required to navigate around a familiar city. A rat's spatial memory is needed to learn the location of food at the end of a maze. In both humans and animals, spatial memories are summarized as a cognitive map. Spatial memory has representations within working, short term memory and long term memory. Research indicates that there are specific areas of the brain associated with spatial memory. Many methods are used for measuring spatial memory in children, adults, and animals. Tasks which employ short term memory include learning, reasoning, and comprehension. This temporary store enables one to complete or work on complex tasks while being able to keep information in mind. The most recent version of this model suggests that there are four subcomponents to WM: phonological loop, the visuo spatial sketchpad, the central executive, and the episodic buffer.
Орталық атқарушы биліктің рөлі
Визуокеңістіктік эскиздің нақты қызметін зерттеулер көрсеткендей, кеңістіктік қысқа мерзімді жад және жұмыс жады екеуі де атқарушы ресурстарға тәуелді және толыққанды түрде бөлек емес.
Ұзақ мерзімді кеңістіктік жады
Пространдық жадты қайтару иерархиялық құрылымға негізделген. Адамдар белгілі бір кеңістіктің жалпы жоспарын есінде сақтайды, содан кейін осы кеңістіктік жиынтықтағы "керекті нысандар орналасқан жерлерді" анықтайды. Бұл парадигма жеке адамның когнитивтік картасын құру үшін назар аудару қажетті ерекшеліктердің реттік шкаласын қамтиды. Пространдық мәліметтерді еске түсіру – жоғарыдан төменге қарай жүзеге асырылатын процедура, ол когнитивтік картаның жоғары деңгейдегі ерекшеліктерін, содан кейін қатарлас және бағынышты ерекшеліктерін еске түсіруді талап етеді. Жолмен жүруде екі маңызды кеңістіктік ерекшелік бар: жалпы жоспар және бағдаршамдарға бағдарлану (Kahana et al., 2006). Адамдар қоршаған ортаның кеңістіктік жоспарын ғана емес, сонымен қатар жаңа маршруттар мен кеңістіктік қатынастарды дедукция арқылы құрастыра алады. Когнитивтік карта – "объектілердің кеңістіктік конфигурациясының ментальдік моделі, ол кез келген екі нүкте арасындағы ең қолайлы маршрутпен жүруге мүмкіндік береді". Бұл ментальдік карта екі негізгі құрылымдық элементке негізделген: жоспарлау, сонымен қатар маршрутты білу және бағдаршамдарға бағдарлану. Жоспарлау – адамдардың алғашқы навигациялық әдісі болуы мүмкін; оның жұмыс істеуі әлем туралы ең қарапайым түсінігімізді көрсетеді. Гермер мен Шпелке (1994) 18 айға толған кезде балалар жүре бастағанда, олар әлемнің жоспары бойынша бағдарланатынын анықтады. Макнамара, Харди және Хиртл кез келген адамның когнитивтік картасының маңызды құрылыс бөлігі ретінде аймақтық жатқандығын анықтады (1989). Аймақтық жатқандық физикалық, сезімдік немесе субъективті болсын, кез келген шекарамен анықталады (McNamara et al., 1989). Шекаралар – бізді қоршап тұрған әлемдегі ең қарапайым және кең таралған қасиеттердің бірі. Бұл шекаралар – кеңістікке қатысты адамдарға тән болатын осьтік сызықтар; мысалы, осьтік сызықтың бір анықтамасы – гравитация (McNamara & Shelton, 2001; Kim & Penn, 2004). Осьтік сызықтар әркімге қабылдауды аймақтарға бөлуге көмектеседі. Бұл бөлінген әлем идеясы, бірге еске алынатын объектілердің бір адамның кеңістіктік картасының бір аймағында жинақталуы мүмкін деген тұжырыммен қосымша расталады. Шелтон мен Макнамара (2001) бағдаршамдардың маркер ретінде неліктен соншалықты пайдалы екенін айтты: "орналасқан жерді бақылаушының бағытына сілтеме жасамастан сипаттау мүмкін емес". Адамдар белгілі бір кеңістіктің жоспарын және бағдаршамдардың болуын жүру үшін пайдаланады. Психологтар жоспарлау бағдаршамдарға әсер ете ме, әлде бағдаршамдар жоспарлау шекараларын анықтай ма, әлі де анықтап шығармады. Осы себепті, бұл тұжырымдама "тауық пен жұмыртқа" парадоксынан зардап шегеді. Макнамара зерттеушілердің "бағдаршамдар жиынтығын ішкі анықтамалық жүйе ретінде" пайдаланғанын анықтады, бұл мәселені одан әрі уландырады. Зерттеуде 40 қатысушы екі ортаны көру үшін дәстүрлі үстел және басқа орналасқан дисплейді пайдаланды: ортағасырлық қала және әсем сарай. Олар 3D портреттер түрінде ұсынылған 21 адамның екі жиынтығын жаттады. Осы 21 адамды 5 минут бойы қарағаннан кейін, қысқа үзіліс жасағаннан соң, виртуалды ортадағы адамдар сандармен ауыстырылды және қатысушылар әр жерде қай беттің болғанын еске түсірді. Зерттеу көрсеткендей, басқа орналасқан дисплейді пайдаланғандар беттерді 8,8%-ға дәлірек және сенімдірек еске түсірді. Қатысушылар өздерінің туа біткен вестибулярлық және проприоцептивтік сезімдерін басқа орналасқан дисплеймен пайдалану және қоршаған ортаның денелеріне қатысты аспектілерін картаға түсіру, бұл үстелде жоқ элементтер, олардың табысының кілті болғанын айтты.
Ғарыштық сараптама
Әдебиетте, белгілі бір саланың сарапшылары өз біліктіліктеріне сай есте сақтау жұмыстарын ерекше жақсы орындай алатынына қатысты мәліметтер бар. Тышқандар мен сорыларға жасалған зерттеулер олардың бұрын жасырылған азықты табу үшін кеңістіктік жадты қолдана алатынын көрсетті.
Көрнекі кеңістіктік ажырату
Логи (1995) визуалды-кеңістіктік эскиз панелін екі субкомпонентке бөлуді ұсынды, бірі визуалды, екіншісі кеңістіктік. Осы екі компоненттің бөлек екендігіне және әртүрлі функцияларды атқаратынына дәлелдер саны артып келеді. Визуалды жад визуалды пішіндер мен түстерді (яғни не екенін) сақтау үшін жауапты, ал кеңістіктік жад орналасу және қозғалыс туралы ақпаратты (яғни қайда екенін) сақтау үшін жауапты. Бұл айырмашылық әрқашан айқын болмайды, себебі визуалды жадтың бір бөлігі кеңістіктік ақпаратты қамтиды, және керісінше. Мысалы, нысан пішінін есте сақтау көбінесе нысанды анықтайтын белгілердің кеңістіктегі орналасуы туралы ақпаратты сақтауды қамтиды. Қатысушылар 25х30 см тақтаға стандартты кездейсоқ тәртіппен орналасқан 9 ағаш 3x3 см блоктарымен отырады. Экспериментте блоктарға қатысушылар қайталайтын реттілік үлгісі енгізіледі. Блоктар эксперимент жүргізушілердің жағынан нөмірленеді, бұл үлгіні тиімді көрсетуге мүмкіндік береді. Әрбір сынақ сайын реттілік ұзындығы қатысушы үлгіні дұрыс қайталай алмайтын кезге дейін ұзарады. Бұл сынақ, сынақ пен еске түсіру арасындағы уақытқа байланысты, қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді кеңістіктік жадты өлшеу үшін қолданылуы мүмкін. Тестті канадалық нейропсихолог Филип Корси жасаған, ол Хеббтің сандық арақашықтық тапсырмасынан үлгі алып, сандық тест элементтерін кеңістіктік элементтермен алмастырған. Орташа есеп бойынша, көптеген қатысушылар Корси сынағында 5 элементті, ал сандық арақашықтық тапсырмасында 7 элементті меңгереді.
Көрнекі өрнектің аралығы
Көрнекі үлгінің ұзақтығы Corsi блогын соғу тестіне ұқсас, бірақ көрнекі қысқа мерзімді есте сақтаудың таза тесті ретінде қарастырылады. Қатысушыларға жартысы боялған, жартысы бос ұяшықтары бар матрица үлгілері көрсетіледі. Матрица үлгілері ауызша кодтауға қиындық туғызады, бұл қатысушыны көру-пространдық жадына сүйенуге мәжбүр етеді. 2x2 матрицасынан бастап, қатысушылар матрица үлгісін жадынан бос матрицаға көшіреді. Матрица үлгілерінің көлемі мен күрделілігі қатысушы оларды қайталай алмайтын болғанша екі ұяшықпен арттырылады. Орташа есеп бойынша, қатысушылардың нәтижелері он алты ұяшықта нашарлай бастайды.
Жолды кеңейту тапсырмасы
Бұл тапсырма балалардың кеңістіктік жад қабілетін өлшеуге арналған. Радиалды лабиринт – бұл егеуқырдың кеңістіктік жад мүмкіндіктерін тексеру үшін жасалған. Лабиринттер әдетте орталық платформамен және әртүрлі сандағы қолдармен, соның ұштарында тамақ орналастырылған күйінде құрылады. Қолдар көбінесе бір-бірінен қоршалған, бірақ сыртқы белгілерді бағдарлау үшін пайдалану мүмкіндігін толығымен жоймайды. Көп жағдайда егеуқыр лабиринттің ортасына қойылады және тамақ алу үшін әр қолды жеке-жеке зерттеуі керек, сонымен бірге қай қолдарды бұрын зерттегенін есте сақтауы тиіс. Лабиринттің құрылымы егеуқырды келесі қолға жүру алдында орталыққа оралуға мәжбүр етеді. Егеуқырдың иіс сезу арқылы бағдарлануын болдырмау үшін, лабиринттің түбіне қосымша тамақ орналастыру сияқты шаралар қолданылады.
Моррис судағы навигациялық тапсырма
Моррис судағы навигациялық тапсырмасы – егешқұйрықтардың кеңістіктік оқыну және жадты зерттеуге арналған классикалық тест. Оны алғаш рет 1981 жылы Ричард Г. Моррис жасаған, содан бері тест оның атымен аталады. Объекті мөлдір суы бар дөңгелек резервуарға орналастырылады, оның қабырғалары тым биік болғандықтан шығу мүмкін емес, ал су тым терең болғандықтан тұруға болмайды. Резервуардың қабырғалары анықтамалық нүктелер ретінде қызмет ету үшін визуальды белгілермен әшекейленген. Егешқұйрық бассейнді айналып жүзуі керек, содан кейін жасырын платформаны кездейсоқ түрде табады, ол су бетінің астында орналасқан және оған шығуға болады. Әдетте, егешқұйрықтар алдымен бассейннің шетімен жүзеді, содан кейін ортаға қарай иректелген жолмен жүзіп, жасырын платформаға соқтығысады. Алайда, бассейнде өткен уақыт артқан сайын, тәжірибе жиналғандықтан платформаны табуға кеткен уақыт азаяды, ал тәжірибелі егешқұйрықтар суға салынғаннан кейін дерлік бірден платформаға жүзіп барады. Егешқұйрықтың жүзуімен байланысты тапсырманың ерекшелігіне байланысты, көптеген зерттеушілер жануардың стресс деңгейін төмендету үшін дағдылану қажет деп санайды. Жануардың стресі когнитивтік тесттердің нәтижелерін нашарлатуы мүмкін.
Гиппокамп
Гиппокамп жануарларға қоршаған ортаның кеңістіктік картасын ұсынады. Ол эгоцентрикалық емес кеңістік туралы ақпаратты сақтайды (эгоцентрикалық – кеңістіктегі дене позициясына қатысты) және осылайша кеңістіктік жадыда көзқарас тәуелсіздігін қолдайды. Бұл, ол жадтан көзқарасты манипуляциялауға мүмкіндік береді деген сөз. Ол аллоцентрикалық кеңістіктің ұзақ мерзімді кеңістіктік жады үшін маңызды (кеңістіктегі сыртқы нұсқауларға сілтеме). Жадыны сақтау және қайтару қарым-қатынасты немесе контекстке байланысты болады. Гиппокамп анықтамалық және жұмыс жадын пайдаланады және кеңістіктік орналасу туралы ақпаратты өңдеуде маңызды рөл атқарады. Гиппокампқа зақым келген амнезиямен ауыратын науқастар кеңістіктік орналасуды үйрене алмайды немесе есте сақтай алмайды, ал гиппокампы алынған науқастар кеңістіктік навигацияда айқын бұзылыстарды көрсетеді. Бұл аймақта зақымдалған маймылдар объектілер мен орындардың байланысын үйренбейді, ал егеуқұйрықтар кеңістіктік өзгерістерге реакция жасамау арқылы кеңістіктік тапшылықтарды көрсетеді. Сонымен қатар, гиппокамп зақымдалған егеуқұйрықтарда уақыт бойынша жіктемелмеген (уақытқа тәуелсіз) ретроградты амнезия бар екені анықталды, ол үйренген платформалық міндетті тануға тек толық гиппокамп зақымдалғанда ғана төзімді, бірақ жартылай зақымдалғанда емес. Ғарыштық жадтың жетіспеушілігі кеңістіктік дискриминация тапсырмаларында да байқалады. Арқалық гиппокампқа амфетамин енгізу бұрын үйренген кеңістіктік орындарды есте сақтау қабілетін арттыратыны көрсетілген. Бұл зерттеулер арқалық және құрсақ гиппокамптардың функционалдық айырмашылықтарын көрсетеді. Гиппокамптың екі жарты шар арасындағы айырмашылықтар да байқалады. Лондон такси жүргізушілерін зерттеу кезінде жүргізушілерден қала бойынша күрделі маршруттарды, сондай-ақ олардың кеңістіктегі орналасуын білмейтін танымал жерлерді еске түсіру сұралды. Бұл күрделі маршруттарды еске түсіру кезінде оң гиппокамптың белсенділігіне әкелді, бұл оң гиппокамптың кең ауқымды кеңістіктік ортада навигация үшін қолданылатынын көрсетеді. Гиппокампта екі бөлек жад тізбегі бар екені белгілі. Бір тізбек есте сақтауға негізделген орынды тану жады үшін қолданылады және энториналды CA1 жүйесін қамтиды, ал екінші жүйе гиппокамптың трисинаптикалық тізбегінен (энториналды дентатты CA3 CA1) тұрады және орынды еске алу жады үшін қолданылады, ал тышқандардың энториналды дентатты синапсындағы пластикалық өзгерістерді жеңілдету орынды еске алуды жақсарту үшін жеткілікті. Гиппокампта орындық жасушалар да табылады.
Арғы тегіс қабықша
Париетталды қабықша кеңістіктік ақпаратты өзіне қатысты координаталық жүйе арқылы кодтайды. Сондықтан ол сезімдік ақпарат координаттарын әрекет немесе орындаушы мүше координаттарына түрлендіруге қатысады, осы арқылы қоршаған ортадағы дене кеңістігін жаңартады. Осының салдарынан, париетталды қабықша зақымданғанда өзіне қатысты тапсырмаларды игеру және сақтауда кемшіліктер пайда болады, ал сыртқы ортаға қатысты тапсырмаларда шамалы бұзылыстар байқалады. Артқы париетталды қабықшаның алдыңғы бөлігіне зақымдалған егеуқырлар орын ауыстырылған заттарды қайта зерттейді, ал артқы париетталды қабықшаның артқы бөлігіне зақымдалған егеуқырлар кеңістіктік өзгерістерге ешқандай реакция көрсетпейді.
Энторинальды қабық
Дорсаль-каудальді медиалдық энторинальді қабық (dMEC) кеңістіктік ортаның топографиялық түрде ұйымдастырылған картасын қамтиды, ол торлы жасушалардан құралған. Осылайша, мидың бұл аймағы қоршаған ортадан келетін сенсорлық ақпаратты түрлендіріп, оны жол интеграциясында қолданылатын мидағы тұрақты аллоцентрикалық бейнелеу ретінде сақтайды. Энторинальді қабық қоршаған ортадағы геометриялық қасиеттер мен ақпаратты өңдеуге және біріктіруге көмектеседі. Бұл аймақтың зақымдануы навигация кезінде алыс жер белгілерін пайдалануды нашарлатады, бірақ жақын жер белгілеріне әсер етпейді, сондай-ақ, жадтың сақталуындағы кемшіліктерді тудырады, бұл кемшіліктердің мөлшері кідіріс ұзақтығына пропорционалды. Бұл аймақтағы зақымданулар сонымен қатар зақымдануға дейін 4 аптаға дейін, бірақ 6 аптадан кейін оқыған тапсырмаларды есте сақтауда қиындықтарға әкеледі.
Алдыңғы бет қабығы
Префронтальды қабықтың ортаңғы бөлігі эгоцентрикалық кеңістіктік ақпаратты өңдейді. Ол жоспарланған іздеу мінез-құлқын басқаруға арналған қысқа мерзімді кеңістіктік жадты өңдеуге қатысады және кеңістіктік ақпаратты оның мотивациялық маңыздылығымен байланыстыруға сенімді. Ғарыштық міндетте күтілетін сыйақыны күтетін нейрондардың анықталуы осы гипотезаны қолдайды. Медиалдық префронтальды қабық ақпараттың уақыт бойынша ұйымдастырылуына да қатысады. Мидың осы аймағында екі жарты шардың ерекшелігі байқалады. Сол жақ префронтальды қабық негізінен категориялық кеңістіктік жадты, соның ішінде бастапқы жадты (бір орын немесе оқиға арасындағы кеңістіктік қатынастарға сілтеме) өңдейді, ал оң жақ префронтальды қабық негізінен координаттық кеңістіктік жадты, соның ішінде нысандық жадты (бір нысанның ерекшеліктері арасындағы кеңістіктік қатынастарға сілтеме) өңдейді. Префронтальды қабықтың зақымдануы бұрын жаттықтырылған радиалдық қол лабиринтіндегі егеуқырлардың өнімділігін нашарлатады, бірақ егеуқырлар тәжірибе нәтижесінде бақылау тобының деңгейіне біртіндеп жете алады. Осы аймақтағы зақымданулар, сондай-ақ, кейінге қалдырылған сәйкессіздік тапсырмаларында кемшіліктерге және жаттығу кезінде кеңістіктік жад тапсырмаларын меңгеруде қиындықтарға әкеледі.
Ретропланеалдық қабық
Ретросплениалды қабық қоршаған ортадағы аллоцентрикалық естелік пен геометриялық қасиеттерді өңдеуге қатысады. Ретросплениалды қабықтың зақымдануы аллоцентрикалық естелік тесттерін тұрақты түрде нашарлатады, бірақ эгоцентрикалық естелікті сақтайды. Қаудальды ретросплениалды қабығы зақымдалған жануарлар радиалды қол лабиринтінде тек лабиринттің орналасуын өзгерту арқылы, лабиринт ішіндегі белгілерге тәуелділігін жойғанда ғана нашар нәтижелер көрсетеді. Адамдарда ретросплениалды қабықтың зақымдануы топографиялық дезориентацияға алып келеді. Көптеген жағдайларда оң ретросплениалды қабық зақымдалады, соның ішінде 30-шы Бродман аймағы да. Науқастар көбінесе жаңа маршруттарды үйренуде және таныс ортада бағытталғанда қиындықтарға тап болады. Дегенмен, көптеген науқастар 8 апта ішінде жақсарады. Ретросплениалды қабық кеңістіктік ақпаратты оң жарты шардың көмегімен өңдейді. Ол қоршаған ортаның белгілері мен орналасуы туралы қатынастық ақпаратты өңдейді. Перириналды қабықтың зақымдануы анықтамалық және жұмыс жадының жетіспеушілігіне әкеледі, сондай-ақ Моррис су лабиринтіндегі оқу кезеңдерінде ақпаратты ұмыту жылдамдығын арттырады. Бұл міндетті бастапқыда орындау қиындығын түсіндіреді. Зақымданулар объектінің орнын анықтау міндетін орындауды нашарлатады және жаңа ортаға бейімделуді төмендетеді. Кеңістіктік оқыту үшін NMDA және AMPA рецепторлары қажет, есте сақтауды консолидациялау үшін NMDA рецепторлары, ал кеңістіктік естеліктерді қайтару үшін AMPA рецепторлары қажет. Кеміргіштерде кеңістіктік естелік гиппокамптың мохтық талшықтарының проекциясының бір бөлігімен байланысты екені көрсетілген. NMDA рецепторларының функциясы гиппокамптың алтасты аймақтарына байланысты өзгереді. Егер кеңістіктік ақпаратты қайта ұйымдастыру қажет болса, гиппокамптың CA3 бөлігінде NMDA рецепторлары қажет, ал CA1 бөлігіндегі NMDA рецепторлары кешігуден кейін есте сақтауды алу және қайтару үшін, сондай-ақ CA1 орындық өрістерін қалыптастыру үшін қажет. NMDA рецепторларын блокадалау ұзақ мерзімді потенцияланудың туындауына кедерілдіреді және кеңістіктік оқытуды нашарлатады. Гиппокамптың CA3 бөлігі кеңістіктік естеліктерді кодтау және қайтаруда ерекше маңызды рөл атқарады. CA3 перфоранттық жол (PPCA3) және тістік гирус (DG) арқылы жүзеге асырылатын мохтық талшықтар (MF) деп аталатын екі афференттік жолмен иннервацияланады. Бірінші жол іздеу индексі жолы ретінде қарастырылады, ал екіншісі кодтаумен байланысты.
Топографиялық бейімсіздік
Топографиялық дезориентация (ТД) – адамның нақты немесе виртуальді ортада өзін бағдарлай алмауына алып келетін когнитивтік бұзылыс. Науқастар кеңістіктік ақпаратқа тәуелді тапсырмаларды орындауда да қиындық көреді. Бұл мәселелердің себебі, айналағы ортаның менталдық картасына қол жеткізу қабілетінің бұзылуы, яғни қоршаған ортаның санадағы бейнесіне қол жеткізе алмауы немесе заттардың өзіне қатысты орналасқан жерін анықтай алмауы болуы мүмкін. Дамыту топографиялық дезориентациясы (ДТД) пациенттер туғаннан бастап таныс жерлерде де бағдарламаны жоғалтса және бұл кемшілікке себеп болатын ешқандай неврологиялық себептер, мысалы, зақымдану немесе мидың зақымдануы болмаса қойылады. ДТД салыстырмалы түрде жаңа ауру және әртүрлі ауырлық дәрежесінде кездесуі мүмкін. Жеңіл когнитивтік бұзылысы (ЖКБ) бар адамдарға топографиялық дезориентацияның әсерін анықтау үшін зерттеу жүргізілді. Зерттеуге ЖКБ диагнозы қойылған қырық бір науқас және 24 сау адам қатыстырылды. Эксперименттің шарттары: Науқас немесе оның күтушісінің субъективті когнитивтік шағымдары. Корей тіліндегі "Мини психикалық жағдайды бағалау" (K MMSE) тестісінде 16-шы перцентильден жоғары қалыпты жалпы когнитивтік функция. Күнделікті өмірлік әрекеттердің (КӨӘ) клиникалық және стандартталған шкала бойынша бағалануы (төменде сипатталғандай). Нейропсихологиялық тесттерде когнитивтік функцияның 16-шы перцентильден төмен деңгейде төмендеуі. Деменцияның болмауы. ТД барлық қатысушыларда клиникалық тұрғыдан бағаланды. Неврологиялық және нейропсихологиялық бағалаулар әрбір қатысушыға магниттік томографиялық сканерлеу арқылы жүргізілді. ТД бар және жоқ пациенттер мен сау адамдар тобы арасындағы сұр заттың атрофиясының үлгілерін салыстыру үшін вокселге негізделген морфометрия қолданылды. Эксперимент нәтижесінде, 41 ЖКБ науқасының 17-сінде (41,4%) ТД анықталды. ТД бар ЖКБ науқастардың функционалдық қабілеттері, ТД жоқ ЖКБ науқастармен салыстырғанда айтарлықтай нашарлаған, ал ЖКБ науқастардағы ТД медиальді-уақыт аймақтарындағы, соның ішінде гиппокамптағы сұр заттың жоғалуымен байланысты.
Subjective cognitive complaint by the patient or his/her caregiver. Normal general cognitive function above the 16th percentile on the Korean version of the Mini Mental State Examination (K MMSE). Normal activities of daily living (ADL) assessed both clinically and on a standardized scale (as described below). Objective cognitive decline below the 16th percentile on neuropsychological tests. Exclusion of dementia. TD was assessed clinically in all participants. Neurological and neuropsychological evaluations were determined by a magnetic imaging scan which was performed on each participant. Voxel based morphometry was used to compare patterns of gray matter atrophy between patients with and without TD, and a group of normal controls. The outcome of the experiment was that they found TD in 17 out of the 41 MCI patients (41.4%). The functional abilities were significantly impaired in MCI patients with TD compared to in MCI patients without TD and that the presence of TD in MCI patients is associated with loss of gray matter in the medial temporal regions, including the hippocampus.
Гиппокамптың зақымдануы және шизофрения
Тышқандарда жүргізілген зерттеулер, жаңа туған шақта гиппокампқа келтірілген зақым кеңістіктік жадқа кері әсер ететінін, бұл әсер шизофренияға өте ұқсас екенін көрсетеді. Шизофрения туғаннан кейін пайда болатын нейро даму проблемаларынан туындайды деп саналады. Тышқандар шизофрениямен ауыратын науқастардың моделі ретінде жиі қолданылады. Экспериментаторлар туғаннан кейін көп ұзамай гиппокамптың теменгі бөлігінде зақымдар жасайды, бұл процедура неонатальдық теменгі гиппокамп зақымдануы (NVHL) деп аталады. NVHL-і бар ересек тышқандарда психостимуляторларға жоғары сезімталдық, әлеуметтік өзара әрекеттесудің азаюы, сондай-ақ препульстік тежелудің, жұмыс жадының және жиынтық ауыстырудың бұзылуы сияқты шизофренияның әдеттегі белгілері байқалады. Шизофрениядағыдай, зақымдалған тышқандар кеңістіктік оқу тапсырмаларында, мысалы радиалды қол лабиринтін және Морис су лабиринтін аяқтауда қоршаған ортаның контекстін пайдалана алмайды.
NEIL1
Endonuclease VIII like 1 (NEIL1) – ДНК-ны жөндеу ферменті, ол мида кеңінен экспрессияланады. NEIL1 – реактивті оттегі түрлерінің әсерінен зақымдалған негіздерді ажырату арқылы және содан кейін байланысты лиаз реакциясы арқылы ДНК-ның бұзылуын енгізу арқылы негізді экзизициялық жөндеудің бірінші қадамын бастайтын ДНК гликозиласы. Бұл фермент формамидопиримидин, тимин гликолі, 5 гидроксиурацил және 5 гидроксицитозин сияқты тотыққан ДНК негіздерін таниды және алып тастайды. NEIL1 қысқа мерзімді кеңістіктік есте сақтауды ынталандырады. NEIL1 жетіспейтін тышқандарда су лабиринтіндегі сынақта қысқа мерзімді кеңістіктік есте сақтау қабілеті нашарлаған. Сонымен қатар, GPS пайдаланушылар өздерінің танымдық қабілеттеріне қарағанда технологияға көбірек сенеді, бұл олардың навигациялық дағдыларына деген сенімін жоғалтуына әкеледі. Алайда, адамның өз қабілетіне деген сенімін жоғалтуы, телефондарымыздағы GPS-тің арқасында адасудың енді проблема емес екенін білу арқылы терістеледі, бұл өз кезегінде жол табу қабілетіне деген сенімділігін қалпына келтіреді. GPS көмегімен байланыстырылған пайдалы нәтижелер – тиімді және дәл навигация, сонымен қатар навигация үшін қажетті танымдық жүктемені едәуір азайту. GPS құрылғысын қолданған кезде адамдар бағытты есте сақтау, жер белгілеріне назар аудару немесе карталарды үнемі тексеру туралы алаңдамайды. Бұл басқа тапсырмалар үшін танымдық ресурстарды босатып, танымдық тапсырмаларды жақсы орындауға және концентрация мен назарды арттыруға мүмкіндік береді. Бұл ақпаратты өңдеу және оқытуды жеңілдету үшін когнитивтік ресурстарды босатуға мүмкіндік береді. GPS пайдаланудан туындайтын мәселелерді шешу үшін GPS навигациясының баламалы формаларын немесе кеңістіктік оқытуды жақсартатын қолданыстағыларға қосымшаларды ұсынатын маңызды зерттеулер жүргізілді. 2021 жылғы зерттеуде аудиторлық компасқа ұқсас 3D кеңістіктік аудио жүйе енгізілді, онда пайдаланушылар нақты бағыттарсыз өздерінің бағытына бағытталады. Пайдаланушылар ауызша нұсқауларды қабылдауға емес, кеңістіктегі навигациясында белсенді рөл атқаруға шақырылады. Бұл кеңістіктің нақты когнитивтік карталарын құруға әкелді, бұл зерттеуге қатысушылар тазалау тапсырмасын орындағаннан кейін нақты карталарды салғанда көрсетілді. Басқа зерттеуде маршрут бойымен және шешімдер қабылдау нүктелері сияқты жергілікті ерекшеліктерді немесе жаһандық бағдар беруге мүмкіндік беретін құрылымдық ерекшеліктерді атап өту ұсынылды (зерттеуге қатысушылар жасаған маршрутқа қатысты емес, оны қоршаған кең аймақтың белгілі жерлері). Зерттеу көрсеткендей, GPS карталарында жергілікті ерекшеліктерді көрсету маршрутты білуді қолдайды, бұл көрсеткіш және жаһандық ерекшеліктерді еске алу тапсырмасымен өлшенді. Сонымен қатар, соқыр және көру қабілеті нашар адамдар GPS-ті қолдану арқылы кеңістіктік оқыту мен есте сақтауда артықшылыққа ие. Соқыр және көру қабілеті нашар адамдар көбінесе белгілі бір жерлер туралы алдын ала ақпарат алу және аталған бағытқа өз бетінше жүруге дейін туыстарының, достарының немесе арнайы нұсқаушының көмегімен белгілі бір маршрут бойынша жаттығу қажет. GPS оларға пайдалы ақпарат ұсынады, сондықтан олар белгілі бір жерге саяхаттағанда өздеріне сенімді және тәуелсіз болуына мүмкіндік береді. Тағы бір зерттеуде деменциямен ауыратын науқастарға GPS қолдануға болатыны айтылған. 2014 жылы жүргізілген зерттеуде жеңіл немесе өте жеңіл Альцгеймер ауруы бар жүргізушілерге әртүрлі GPS параметрлерімен (нормальды, тек визуалды және тек аудио) 3 жүргізу сынағы жүргізілді. Қатысушылар GPS нұсқауларын орындай отырып, жүргізуші симуляторында әртүрлі жүргізу тапсырмаларын орындады. Бұл зерттеу GPS-тің визуалды шығысы жоқ, бірден, қарапайым есту нұсқауларын қолдану жеңіл Альцгеймер ауруымен ауыратын адамдарға жүргізу қабілетін жақсартуға және мақсатқа жетуге көмектесуі мүмкін екенін анықтады, сондықтан GPS танымдық жүктемені азайтады. GPS пациенттерге жол табуға көмектесетіндіктен, ол оларға қоғамдық орындарда қауіпсіз болуға, өздерін қанағаттандыру сезімін қалпына келтіруге және "айналып жүруге" кедергі келтіруге мүмкіндік береді. Жалпы алғанда, GPS технологиясын зиянды болдырмау және әл-ауқатты арттыру үшін пайдалану туралы дәлелдер ең күшті. GPS-ті қолданудың кеңістіктік оқыту мен есте сақтау қабілетіне әсері әлі толық түсінілмеген, ал GPS-ті қолданудың бұл танымдық процестерге ұзақ мерзімді әсерін зерттеу қажет. Алайда, GPS технологиясының пайдасы мен кемшіліктері бар екені және пайдаланушылар GPS-ке сенуінің әсеріне хабардар болуы керек екені анық. Қорытындылай айтқанда, GPS технологиясы біздің қоршаған ортаны қалай шарлайтынымыз бен зерттейтінімізге революция жасады, бірақ кеңістіктік оқыту мен есте сақтауға әсері әлі де пікірталас тудырады. GPS адамдарға тиімдірек және сенімдірек шарлауға көмектесе алады және әлдеқандай қиындықтарға тап болатын топтарға көмектесе алады; оны қолдану уақыт өте келе кеңістіктік танымдық дағдылардың төмендеуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан пайдаланушылар GPS-ті қолданудың пайдасы мен кемшіліктерін теңестіруі және оның танымдық қабілеттеріне әсерін білуі маңызды.
Оқу қиындықтары
Вербальді емес оқыту қабілетсіздігі қалыпты сөздік қабілеттермен сипатталады, бірақ визуалды-кеңістіктік қабілеттері нашарлайды. Вербальді емес оқыту қабілетсіздігі бар балалар үшін қиындық тудыратын салалар – арифметика, геометрия және ғылым. Кеңістіктік жадтың нашарлауы вербальді емес оқыту бұзылыстарымен және басқа да оқу қиындықтарымен байланысты. Арифметикалық мәселелерде деректер жиынтығын қамтитын жазбаша мәтін болады, одан кейін бір немесе бірнеше сұрақтар қойылады және төрт негізгі арифметикалық амал (қосу, алу, көбейту немесе бөлу) қолданылуы керек. Синапс күшіне жауапты әртүрлі жолдарды күшейту, пластикалық байланысқа қатысты гендердің транскрипциясын және белок синтезін бақылау (Dominique Piber, 2021). Бағдарлау оқу кезінде белсендірілген гиппокамп аймақтары кейінгі ұйқы кезінде (әсіресе NREM ұйқысы) қайта белсендіріледі. Бір зерттеуде ұйқы кезіндегі қайта белсендіру деңгейі бағдарды қайтарудың жақсаруымен және келесі күні есте сақтау қабілетінің артуымен байланысты екені көрсетілді. Зерттеу ұйқының жүйелік деңгейдегі консолидация процесін күшейтетінін, нәтижесінде мінез-құлықтық өнімділікті арттыратынын көрсетті. Ояу күйде болу есте сақтау іздерін тұрақтандыруға ұйқыдан гөрі аз әсер етеді. Бірінші жаттығудан кейінгі түнді, яғни екінші түнді ұйқыда өткізу кеңістіктік жадты консолидациялауға қосымша пайда бермейді. Сондықтан, жаттығудан кейінгі алғашқы түнді, мысалы, бағдарды үйренгеннен кейін ұйықтау ең маңызды. Тапсырманы үйренгеннен кейін ерте ұйқы (23:00–02:00) ұйықтаған қатысушылардың ақыл-ой айналымын жүзеге асыру қабілеті, кеш ұйқы (03:00–06:00) ұйықтағандарға қарағанда жоғары болды. Бұл нәтижелер SWS-қа бай ерте ұйқы кеңістіктік жадты қалыптастыруға белгілі бір пайда әкелетінін көрсетеді. Зерттеушілер ерте ұйқы сөздік есте сақтауға (вербальді тапсырма) әсер ететінін тексергенде, нәтижелер керісінше болды. Бұл зерттеушілерді таң қалдырмады, себебі бастапқы тапсырмалар негізінен процедуралық жадқа байланысты, сондықтан ол ерте емес, кешкі ұйқыдан (REM ұйқысы басым) көбірек пайда көреді. Бірінші тәжірибеде егеуқырлар Моррис су лабиринтінде 6 сағат ішінде 12 рет жасырын платформаны (суда көрінбейтін, мөлдір) табу үшін кеңістіктік белгілерді пайдаланып жаттықтырылды. Әрбір әрекетте олар әртүрлі нүктеден бастап, платформаға жету үшін ең көп дегенде 120 секунд жүзуге рұқсат етілді. Оқу кезеңінен кейін кеңістіктік жадты тексеру үшін сынақ әрекеті жасалды (24 сағаттан кейін). Бұл әрекетте жасырын платформа лабиринттен алынып тасталды және жануарлардың мақсатты аймақта (бұрын жасырын платформа болған жер) өткізген уақыты кеңістіктік жадтың сақталуын бағалау үшін қолданылды. Бақылау тобындағы егеуқырлар, спонтанды ұйқыда болғандар, толық ұйқыдан айырылғандарға қарағанда мақсатты квадрантта едәуір көп уақыт өткізді. Жасырын платформаны табуға кеткен уақыт бойынша кеңістіктік оқуда ешқандай айырмашылық болған жоқ. Бақылау тобындағы және ұйқыдан айырылған егеуқырлар үшін платформаны табуға кеткен уақыт әрбір жаңа әрекетпен азайды. Chen et al., 2016; Khassawneh et al., 2018; He et al., 2021). Сол сияқты, түс көру кеңістіктік жадта маңызды рөл атқарады. Wamsley and Stickgold (2019) жүргізген зерттеуде соңғы оқу тәжірибесін түнгі түсінің мазмұнына енгізген қатысушылардың өнімділігі бірден жақсарды. Осылайша, түс көрудің ұйықтаған мида есте сақтау процесін көрсететіні туралы гипотеза расталды. Авторлардың пікірінше, түстердің бірі – орындалуға қатысты жад компоненттерінің ұйықтаған мида қайта белсендірілуінің көрсеткіші. Сонымен қатар, зерттеу арман туралы есептерде REM және NREM кезеңдерін қоса алғанда, ұйқының барлық кезеңдеріндегі тәжірибелік оқу тапсырмасы болуы мүмкін екенін қолдайды. VR контекстінде кеңістіктік элементтер ұсынылып, үйде бір түн ұйықтағаннан кейін зерттелген материал түс мазмұнына енгізілген кезде, осы элементтерді еске түсіру қабілеті ұқсас ояу күйде болғаннан кейінгі нәтижелерге қарағанда жақсы болды.