Tobias Staudigl, Simon Hanslmayr, and Karl-Heinz T. Ba¨uml
Theta Oscillations Reflect the Dynamics of Interference in Episodic Memory Retrieval
(2010)
단서로부터 오는 일화정보를 서술적으로 인출하는 것은 종종 그와 관련된 일화로부터 간섭을 유도한다. 목표가 되는 일화의 성공적인 인출을 촉진시키기 위해서 그런 간섭은 일화와 관련된 정보의 인출-유도 망각을 야기하는 억제에 의해서 해결되지만 관련없는 정보에 대해서는 그렇지 않다. 일화정보를 수동적으로 학습하는 것(reexposure)은 이런 효과를 다시 보이지 않았다. 본 연구는 세타밴드(5-9Hz)의 뇌 진동이 선택적 기억 인출에 간섭 역동성을 반영한다는 가설을 검증했다. 그러기 위해서 24명의 건강한 인간대상자에서 EEG 데이터를 분석했다. 간섭의 높은 수준과 낮은 수준은 간섭을 유도하는 소재의 재노출에 대해서 영향을 가지고 선택적 인출의 영향을 비교하는 것으로 실험을 진행하였다. 더욱이 우리는 간섭이 인출 사이클 간에 억제로 유도되고 재노출 사이클 간에는 그렇지 않다고 가정하는 선택적 인출과 재노출의 반복된 사이클을 분석했다. 우리는 재노출에서보다 선택적 인출에서 세타밴드 활성이 더 크게 나타났고, 인출-유도 망각을 예측하는 인출의 첫 번째 사이클에서 두 번째까지 세타밴드의 크기가 감소한 것을 알아냈다; 인출 사이클 간의 세타 밴드 크기 감소에 대한 전류원은 ACC에서 국소화 되었다. 세타밴드활성에서 재노출의 반복된 사이클 간에 어떠한 차이도 나타나지 않았다. 그 결과는 일화 기억에서 간섭의 높은 수준이 더 많은 세타 밴드 활성에 의해서 나타내어 진다는 것과 억제를 통한 성공적인 간섭해소가 세타밴드 크기 간섭을 야기한다는 것을 제시한다. 따라서, 세타밴드 활성은 선택적 일화 인출에서 간섭 역동성의 신경학적 지표로 제공할 수 있다.
이론적으로 간섭해결은 억제를 통해서 성취된다. 그것은 정보의 기억표상을 간섭하는 억제로 이루어진다. 정보간섭의 순차적 망각과 같은 이런 행동 영향은 인출-유도 망각이라는 용어로 사용된다.
prefrontal 세타진동은 간섭수준에 따라 다양하다. midfrontal 세타진동 활성은 ACC에서 발생된다. 기억 영역에서 세타밴드 크기와 기억 세트의 크기 사이의 관계는 작업기억과제에서 발견되어졌지만, 세타진동이 일화 기억에서 간섭의 역동성을 반영한다는 증거는 여전히 부족하다.
인출-연습 패러다임을 수정한 본 연구는 세타진동이 선택적 기억인출에서 간섭을 반영한다는 가설을 검증했다. 사전학습된 단어의 인출은 일화기억에서 간섭을 유도하지만 사전 학습된 단어의 재노출은 그런 유도를 하지 않기때문에 우리는 단어의 선택적 인출이 세타진동 활성에 영향을 미치지만 재노출에서는 영향을 미치지 않을 것인지를 연구했다.
억제의 영향을 검사하는 것으로 우리는 세타활성이 인출 사이클 간 감소되고, 재노출 사이클 간에는 크게 영향을 미치지 못한다고 예상하는 반복된 연습 사이클 간 인출과 재노출을 분석했다. 특히, 세타밴드의 전류원이 ACC에서 국소화될 것이라고 가정했다. 우리는 인출-유도 망각의 정도차이를 반영하는 대상자들 사이에서 세타활성의 차이를 예상했다.
Materials and Methods
27명 성인을 대상
Materials
Analysis of Oscillatory Amplitude
세타밴드에서 시간-주파수 분석은 BESA와 self-written Matlab codes를 이용하여 시행하였다. 시간-관련 크기 변화를 분석하기 위하여 자극이전 기준선(자극개시전 500-0ms에 설정)과 비교해서 세타밴드에서 크기 변화의 퍼센티지가 계산되었다. 통계적 비교를 위하여, 데이터는 세 가지 연이은 시간창으로 분리되었다; T1(0-500ms); T2(500-1000ms); T3(1000-1500ms).
우리는 첫 번째 사이클(SR1 Vs RE1)에서 조건간 짝 비교를 했고, 각 조건에 대하여 첫 번째 사이클과 두 번째 사이클 사이의 짝 비교를 하였다(SR1 Vs SR2; RE1 Vs RE2). 추가적으로 우리는 SR1과 SR2 사이에서 차이가 RE1과 RE2 사이에서 차이보다 크거나 작은지를 실험하기 위해 조건과 사이클 상호작용 효과를 검증하였다.
Source Localization
세타밴드 활성의 전류원 국소화를 위해서 BESA에서 Multiple Source Beamformer 접근법이 사용되었다. Beamformer 전류원 분석은 선택적 인출 조건에서 각 사이클(SR1과 SR2)에 대해서 수행되었고 두피 전극 수준에 대한 상호작용 분석에서 유의한 영향을 나타낸 그 시간-주파수 창에 대해서도 수행되었다. SR1과 SR2 사이의 세타밴드 파워 차이는 Wilcoxon test로 검증되었다. 결과의 분석과 plotting 은 Matlab toolbox Fieldtrip과 self-written Matlab codes를 사용하였다.
Discussion
결과들은 간섭과 간섭의 해결방식을 분리시키기 위해서 재노출이 선택적 인출에 대해서 신경학적 기준선으로 사용될 수 있다.
선택적 인출 조건에서 간섭이 첫 번째 인출사이클 동안 억재를 통해 해결될 것이라고 가정되고 두 번째 사이클에서 낮은 수준의 간섭의 결과를 초래할 것이라 가정된다. 그것은 두 번째 사이클에서 낮은 수준의 간섭의 결과를 초래할 것이다; 재노출 조건에서 간섭 수준은 초기에 어떤 간섭도 나타나지 않을거라 가정되기 때문에 반복되는 사이클 사이에 차이가 없을 것이다. 그 결과들은 정확히 같은 유형을 보인다. 높은 수준의 세타활성으로 유도된 선택적 인출은 재노출 조건과 비교했고 우리는 선택적 인출 조건에서 첫 번째 에서 두 번재 사이클의 세타밴드 크기 감소를 찾아내었던 반면에 재노출 조건에서 첫 번째에서 두 번재 사이클의 세타밴드 크기는 다르지 않았다.
세타밴드에서 영향은 전두부위와 두정부위전극에서 국소화되었다. 세타진동의 전류원을 국소화하는 것으로 우리는 선택적 인출 조건에서 첫 번째와 두 번째 사이에서 차이를 ACC에 국소화 시켰다.
재노출보다 선택적 인출 조건에서 세타밴드의 높은 활성의 결과와 첫 번째에서 두 번째 연습사이클의 세타밴드크기가 감소된 결과는 세타밴드 활성이 선택적 일화 인출에서 간섭 역동성에 대한 신경학적 지표로 제공될 수 있다는 것을 제시한다.
Conclusions
1) 세타밴드에서 활성은 간섭이 없는 기준선과 비교해서 선택적 기억 인출동안 간섭을 반영한다.
2) 인출의 반복된 사이클 간 세타진동 활성은 일화 기억 인출에서 가정했던 간섭의 역동성을 모방한다.
3) 간섭을 반영하는 세타밴드 활성은 ACC에서 발생된다.
4) 사이클 간에 세타밴드 크기 감소는 정보를 간섭하는 것의 후기 망각을 가리키는 것과 같은 성공적인 간섭해결을 예상한다.
우리는 세타 주파수 범위에서 활성은 일화 기억 인출에서 간섭의 역동성에 대한 신경학적 지표로 제공될 수 있다는 결론을 내린다.
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