مقاله با ترجمه فارسی

Enhancing Working Memory Training with Transcranial Direct Current Stimulation

 ارتقای آموزش حافظه فعال با انگیزش جریان مستقیم میان جمجمه ای

Abstract

Working memory (WM) is a fundamental cognitive ability that supports complex thought but is limited in capacity. Thus, WM training interventions have become very popular as a means of potentially improving WM-related skills. Another promising intervention that has gained increasing traction in recent years is transcranial direct current stimulation (tDCS), a noninvasive form of brain stimulation that can modulate cortical excitability and temporarily increase brain plasticity. As such, it has the potential to boost learning and enhance performance on cognitive tasks. This study assessed the efficacy of tDCS to supplement WM training. Sixty-two participants were randomized to receive either right prefrontal, left prefrontal, or sham stimulation with concurrent visuospatial WM training over the course of seven training sessions. Results showed that tDCS enhanced training performance, which was strikingly preserved several months after training completion. Furthermore, we observed stronger effects when tDCS was spaced over a weekend break relative to consecutive daily training, and we also demonstrated selective transfer in the right prefrontal group to nontrained tasks of visual and spatial WM. These findings shed light on how tDCS may be leveraged as a tool to enhance performance on WM-intensive learning tasks. 

چکیده

حافظه فعال (WM) توانایی شناختی بنیادی است که افکار پیچیده را پشتیبانی می کند اما از نظر ظرفیت محدود است. بنابراین تداخل های آموزش WM به عنوان روش بهبود بالقوه مهارت های مرتبط با WM بسیار محبوب شده است. تداخل نویدبخش دیگری که در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است انگیزش جریان مستقیم میان جمجمه ای (tDCS) است که فرم غیرتهاجمی انگیزش مغز است و می تواند تحریک پذیری مغزی را تعدیل نموده و موقتا انعطاف پذیری مغز را افزایش دهد. به این شیوه این روش پتانسیل ارتقای یادگیری و ارتقای عملکرد در تکالیف شناختی را دارد. این مطالعه بازدهی tDCS برای تکمیل آموزش WM را ارزیابی می کند. شصت و دو شرکت کننده به صورت تصادفی انگیزش پیش پیشانی راست، پیش پیشانی چپ یا انگیزش ساختگی را با آموزش WM دیداری-فضایی همزمان طی دوره هفت جلسه آموزش دریافت کردند. نتایج نشان داد که tDCS عملکرد آموزش را ارتقا داد که به صورت قابل توجهی چند ماه بعد از تکمیل آموزش باقی ماند. به علاوه، وقتی tDCS طی استراحت آخر هفته از آموزش روزانه متوالی فاصله گرفت نیز اثرات قوی تری مشاهده شد و ما نیز انتقال گزینشی در گروه پیش پیشانی راست به تکالیف آموزش داده نشده WM دیداری و فضایی را نشان دادیم. این یافته ها چگونگی تاثیر tDCS به عنوان ابزاری برای ارتقای عملکرد در تکالیف یادگیری WM فشرده را روشن می کند.

INTRODUCTION

Working memory (WM) is a fundamental cognitive ability that is limited in capacity and supports complex thought. It is highly predictive of academic and professional success (Alloway & Alloway, 2010; Gathercole, Pickering, Knight, & Stegmann, 2004), and thus, interventions to improve WM are highly sought. Training of WM typically leads to substantial improvements on the trained task and has also been shown by many studies to enhance various aspects of cognitive functioning, from improving performance on nontrained WM and executive function tasks (Schwaighofer, Fischer, & Buhner, 2015; Melby-Lervåg & Hulme, 2013) to broader tests such as those indexing fluid intelligence (see Weicker, Villringer, & Thone-Otto, 2015; Au et al., 2014; Karbach & Verhaeghen, 2014, for recent meta-analyses). However, obtaining reliable results often requires extensive training on the order of weeks or even months, thereby rendering participant compliance difficult and research costs high. These practical constraints have often led to underpowered studies (Bogg & Lasecki, 2014) and inconsistent results in the literature. Therefore, the field would benefit from a catalyst to intensify or expedite the effects of WM training. Herein, we evaluated the efficacy of transcranial direct current stimulation (tDCS) to boost the effects of training on both trained and untrained measures of WM and executive function over a short period of 7 days. In contrast with previous investigations, the design of the current study included both a long-term follow-up as well as a training schedule that permitted us to explore the impact of spacing on training performance. Thus, the present research not only adds to the growing literature in support of the effects of tDCS on WM, but it also offers novel insights with regard to the cumulative efficacy of multisession stimulation, the effects of intersession spacing, and the long-term durability of stimulation- enhanced training.

مقدمه

حافظه فعال (WM) توانایی شناختی بنیادی است که از نظر ظرفیت محدود بوده و افکار پیچیده را پشتیبانی میکند. تا حد زیادی پیش بینی کننده موفقیت آکادمیک و حرفه ای است و بنابراین در جستجوی تداخل هایی برای بهبود WM هستیم. آموزش WM معمولا منجر به بهبود قابل توجه تکلیف آموخته شده می گردد و بسیاری از مطالعات نشان داده اند که این امر جنبه های متنوع کارکرد شناختی را از بهبود عملکرد در WM  آموزش ندیده و تکالیف با کارکرد اجرایی تا تست های گسترده تری مثل مواردی که هوش سیال را شاخص دهی می کنند، بهبود می بخشد. هرچند، کسب نتایج قابل اعتماد اغلب نیازمند آموزش گستره طی هفته ها یا حتی ماه ها است که بدین وسیله دشواری های بری شرکت کننده ایجاد شده و هزینه های تحقیق بالا می رود. این محدودیت های کاربردی اغلب منتهی به مطالعات با قدرت پایین می شود و نتایج ناپیوسته ای در مقالات ایجاد می کند. بنابراین این زمینه از فعال کننده ای سود می برد که اثرات آموزش WM را تشدید یا تسهیل کند. در این باره بازدهی انگیزش جریان مستقیم میان جمجمه ای (tDCS) را ارزشیابی کردیم تا اثرات آموزش روی سنجش های آموزش دیده و آموزش ندیده WM و کارکرد اجرایی را طی دوره 7 روزه تقویت کنیم. در مقابل بررسی های پیشین، طراحی مطالعه جاری شامل پیگیری طولانی مدت و نیز زمانبندی آموزش بود که به ما اجازه بررسی اثر فاصله اندازی روی عملکرد آموزش را داد. بنابراین تحقیق جاری نه تنها به مقالات رو به رشد در پشتیبانی اثرات tDCS روی WM می افزاید، بلکه دیدگاه های نوینی با توجه به بازدهی تجمعی انگیزش چندجلسه ای، اثرات فاصله گذاری بین جلسات و دوام طولانی مدت آموزش ارتقایافته توسط انگیزش ارائه می دهد

دانلود مقاله با ترجمه فارسی