 |
The relationship between sleep, dreaming and memory functions: A psychophysiological investigation
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
115432 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Simor, Péter |
| Title in Hungarian |
Az alvás, az álmodás és az emlékezeti funkciók összefüggéseinek pszichofiziológiai vizsgálata |
| Title in English |
The relationship between sleep, dreaming and memory functions: A psychophysiological investigation |
| Keywords in Hungarian |
Alvás, álmodás, EEG, emlékezet, kortizol |
| Keywords in English |
Sleep, dreaming, EEG, memory, cortisol |
| Discipline |
| Psychology (Council of Humanities and Social Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Experimental psychology |
|
| Panel |
Psychology and Education |
| Department or equivalent |
Department of Cognitive Science (Budapest University of Technology and Economics) |
| Starting date |
2015-10-01 |
| Closing date |
2018-09-30 |
| Funding (in million HUF) |
8.958 |
| FTE (full time equivalent) |
2.10 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az elmúlt évtizedekben az alvás emlékezeti konszolidációban betöltött szerepét a molekuláris genetikai megközelítésektől, a sejt-illetve rendszerszintű idegtudományi vizsgálatokon át, a viselkedéses adatok és álombeszámolók elemzéséig számos kutatási eredmény igazolta. Az alvás és emlékezeti rögzülés összefüggéseit mechanizmus szinten értelmező modellek a teoretikus különbségek ellenére egymással összhangban hangsúlyozzák, hogy az alvás alatti idegrendszeri tevékenység elősegíti a jövő szempontjából relevánsnak ítélt emlékezeti anyagok rögzülését. A jövőbeli előhívás fontossága valamint a kódolt információ emocionális vonatkozásai egyaránt hatást gyakorolhatnak az anyag észlelt relevanciájára. Az alvás során zajló információfeldolgozás az alvás alatti mentális tevékenység, az álmok tartalmi és emocionális vonatkozásaiban is tetten érhető. Az álmodás jelenségét azonban a módszertani nehézségek és az álomfelidézés egyéni eltérései miatt eddig még kevesebb számú kutatás tanulmányozta. Kutatásaink célja, hogy viselkedéses paradigmák és idegtudományi módszerek, elsősorban alvási EEG, galvános bőrellenállás és hormonszint (kortizol) mérések segítségével megvizsgáljuk az alvás és álmodás szerepét a személy számára relevánsnak ítélt emlékek konszolidációjában. Kutatásaink hozzájárulhatnak az alvás alatti emlékezeti konszolidáció folyamatának valamint egy gyakori alváspanaszban (rémálom zavar) tapasztalható zavarainak mélyebb megértéséhez. Célunk, hogy az alvás alatti információfeldolgozást, az álomfelidézést és az álmodás lehetséges funkcióit egységes elméleti keretben tárgyalva, kísérleti paradigmák és pszichofiziológiai módszerek segítségével tegyük kutatásunk tárgyává.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Az első vizsgálatban feltételezzük, hogy a kódolás és a későbbi felidézés közti délutáni alvás szelektíven hozzájárul a relevánsnak ítélt anyagok fokozott rögzüléséhez. Vizsgálatunkban egy "alvó" és egy ébrenléti kontroll csoport "irányított felejtés" feladatában mutatott teljesítményének mintázatait vetjük össze. Feltételezzük, hogy az alvó csoportban az ébrenléti csoporthoz képest fokozott irányított felejtési hatást tapasztalunk, valamint a releváns elemek felidézése együtt fog járni egyes alvás paraméterek (lassú hullámú alvás, alvási orsók) mértékével.
A második kutatásban a rémálom zavarban feltételezett, emocionális emlékezeti feldolgozás zavarát vizsgáljuk. A rémálmodás meghatározó modelljei szerint e specifikus alvászavarban sérül az érzelmi emlékek alvás alatti feldolgozása, és így a negatív valenciájú emlékekre adott affektív reakció kóros mértékben rögzül. A vizsgálatba gyakori rémálmodó és illesztett kontroll személyek bevonását tervezzük. Feltételezzük, hogy a kontroll csoportban az éjszakai alvás hatására a szubjektív és objektív mutatók tekintetében egyaránt jelentősen, míg a gyakori rémálmodók csoportjában - elégtelen kioltási folyamatokat tükrözve - kevésbé csökken majd a korábban bemutatott, averzív ingerekre adott érzelmi reakció.
Harmadik célunk az álmokra való emlékezés egyéni különbségei, az alvás alatti információfeldolgozó folyamatok és az álmodás lehetséges funkcióinak integratív és újszerű elméleti modellben történő bemutatása egy összefoglaló közlemény keretében, valamint predikcióink részleges tesztelése. A harmadik vizsgálat az álomfelidézés neurohormonális hátterét (a reggeli kortizol válasz mértékét) teszi empirikus kutatás tárgyává.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Kutatási tervünk az alvás-és emlékezetkutatás határterületére helyezhető. Az alvás, és az alvás során mérhető agykérgi tevékenység emlékezeti felidézésre gyakorolt hatásának beható vizsgálata hozzájárulhat az alvás-és emlékezeti konszolidáció folyamatainak mélyebb megértéséhez. A délutáni alvás hatását az általunk használt irányított felejtés feladatra korábban még nem vizsgálták. A kísérletben elkülönítjük a jövőbeli kikérdezés szempontjából releváns valamint irreleváns ingereket, így kutatásunk az alvásnak, a relevancia alapján eltérő emlékezeti anyagokra gyakorolt szelektív hatását is vizsgálhatóvá teszi. Viselkedéses és poliszomnográfiás vizsgálatunk az alvás alatti konszolidáció mechanizmus szintű értelmezéséhez is hozzájárulhatnak. Nézetünk szerint eredményeink idővel felhasználhatók lesznek az oktatásszervezés (pl. tanulási technikák fejlesztése, az alvás hatásának optimalizálása) terén vagy akár az ergonómia (pl. munkahelyi teljesítmény fokozása) gyakorlati területein. Második vizsgálatunkban a rémálom zavar mechanizmusának meghatározó modelljét teszteljük egy empirikus kutatás segítségével. A tervezett kutatás során a rémálmodás hátterében feltételezett, alvás alatti, sérült érzelmi regulációt tesszük kutatás tárgyává. Korábbi eredményeink jelentősen hozzájárultak az alvásprobléma neurofiziológiai hátterének megértéséhez, ugyanakkor nem egyértelmű hogy a rémálom zavarban tapasztalható, sérült alvásszabályozás összefüggésben áll-e az érzelmi reguláció zavarával. Habár a magyar lakosság közel 5 százaléka szenved gyakori rémálmoktól, a jelenség hátterében álló folyamatok ismerete, valamint a kórkép korszerű kezelése a klinikai ellátórendszer komoly hiányosságai közé tartozik. A tervezett kutatás eredményei a jelenség mélyebb megértésén túl jelentősen hozzájárulhatnak a rémálom zavarral kapcsolatos szakmai ismeretek bővítéséhez és a kórkép tudományos evidenciákon alapuló terápiás eljárásainak fejlesztéséhez. Végezetül, az alvás alatti információfeldolgozás, az álmodás és az álomfelidézés jelenségeinek egységes modellben történő bemutatása számos további, empirikusan tesztelhető hipotézis elméleti alapját teremtheti meg, amellyel hozzájárulhatunk a hazai alváskutatás nemzetközi presztízsének növeléséhez.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Számos kutatás igazolta, hogy az alvás rendkívül fontos szerepet játszik az emlékek hosszú távú rögzülésében. Egyes eredmények szerint az alvás során lezajló neurális folyamatok szelektíven fokozzák a jövő szempontjából fontosnak ítélt információk rögzülését. Első vizsgálatunkban azt feltételezzük, hogy egy tanulási feladat után a délutáni alvás kedvező hatást gyakorol a fontosnak tartott anyagok rögzülésére, de nem érinti a tanulás szempontjából lényegtelennek vélt anyagok rögzülését. Az alvás alatti agyi tevékenység nem csak az emlékek rögzülésében, hanem azok szervezésében is jelentős szerepet játszik. Ennek sarkalatos példái az érzelmileg felkavaró emlékek, amelyek tartalmi vonatkozásai az alvás hatására rögzülnek, ugyanakkor a hozzájuk kapcsolódó érzelmi reakció fokozottan veszít intenzitásából. Az alvás alatti, egyfajta érzelmi szabályozásnak is tekinthető jelenség azonban egy igen gyakori alváspanaszban, a rémálom zavarban vélhetően zavart szenved. Második vizsgálatunkban ezért pszichofiziológiai módszerek segítségével a gyakori rémálmoktól szenvedő személyek alvás alatti érzelemszabályozásának mechanizmusát, valamint az alvás szerkezetének, kutatócsoportunk által korábban dokumentált zavaraival való összefüggéseit tanulmányozzuk. Az alvás alatti mentális élmény, az álmodás lehetséges funkcióinak elméletei nehezen tudják kezelni az álomfelidézés egyéni eltéréseit. Célunk ezért a szakirodalmi adatok és korábbi eredményeink alapján egy olyan tudományosan tesztelhető hipotéziseket megfogalmazó modell felvázolása, amely az alvás és álmodás lehetséges funkcióit, valamint az álomfelidézésben tapasztalható markáns egyéni különbségeket egységes elméleti keretben értelmezi.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
In the last decades, a large number of studies including molecular, genetic approaches, cellular and large-scale neuroscientific methods, behavioral paradigms or even the analyses of dream reports provided evidence regarding the role of sleep in memory consolidation. The most influential models of sleep-related information processing emphasize the marked effect of sleep on the processing of memories of future relevance. The importance of future recall as well as the emotional aspects of the encoded information both seem to contribute to the perceived relevance of the material. Information processing during sleep is often reflected in the mental activity during sleep: the content and emotional aspects of dreaming. Due to the methodological challenges and the individual variability in dream recall, however, relatively few studies addressed the issue of dreaming in relation to memory processes. Our aim is to investigate the role of sleep and dreaming in the consolidation of memories of future relevance. We plan to apply behavioral paradigms and neuroscientific methods including sleep EEG, galvanic skin resistance and measures of (cortisol) hormone secretion. Our research could contribute to a deeper understanding of the mechanism of sleep-related information processing and shed more light on the pathological aspects of sleep and memory consolidation in a prevalent sleep complaint, namely nightmare disorder. Our aim is to examine sleep-related information processing, dream recall and the possible functions of dreaming within the framework of an integrated theory and to test our theoretical predictions by rigorous experimental paradigms and psychophysiological methods.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
In our first study we hypothesize that a daytime nap will selectively enhance the consolidation of relevant, previously encoded material. We plan to compare the performance of a “nap” and awake control group in a directed forgetting task. We expect a relatively increased effect of directed forgetting within the nap group and assume that enhanced recall of the to be remembered items will be associated with specific sleep parameters such as slow wave and sleep spindling activity.
In our second study we examine the mechanism of disturbed emotional memory processing in subjects with frequent nightmares. According to the most influential models frequent nightmares reflect impaired emotional memory (re)processing during sleep. As a result, affective reactions in response to the originally arousing stimuli are not efficiently regulated and attenuated. We plan to examine sleep-related emotional memory reprocessing in a group of frequent nightmare sufferers and matched healthy controls. We hypothesize that in case of the control group the subjective and objective measures of affective reactivity in response to previously shown aversive stimuli will be markedly attenuated after a night of sleep, whereas in the nightmare group, due to impaired fear-extinction processes, affective reactions will be relatively preserved.
Our third aim is to provide a novel theoretical model integrating models of sleep-related information processing, dreaming and dream recall. We plan to present our theory in an extensive review article and to test one of the main predictions of our model. The third study examines the neurohormonal background (cortisol awakening response) of dream recall.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Our research plan lies on the border between sleep and memory research. The profound study of the role of sleep and sleep-specific neural activity on memory retrieval could contribute to a deeper understanding of sleep-dependent memory consolidation. No prior studies examined the effect of a daytime nap on performance in a list-based directed forgetting task. In our experiment we measure sleep-related consolidation of relevant and irrelevant stimuli. Therefore, we can examine the selective contribution of sleep on the consolidation of memory elements of future relevance, in contrast to the consolidation of irrelevant memories. Our experiment involving behavioral and polysomnographic methods could facilitate the mechanism-based description of sleep-related memory consolidation. In our view, these results could be applied in the broader fields of education (eg. development of learning techniques, the optimization of the effects of sleep) or ergonomics (eg. enhancement of job performance). In the second experiment we plan to test the most influential model of the underlying mechanism of nightmare disorder. Specifically, we plan to examine the phenomenon of impaired sleep-related emotional regulation in nightmare sufferers. Our earlier findings unraveled some of the neurophysiological features of this sleep complaint, however, it is not clear whether altered sleep physiology is associated to impaired emotional regulation during sleep. Although almost 5 percent of the Hungarian population complains of frequent nightmares, the lack of the appropriate scientific understanding of and up-to-date treatment protocols for this specific sleep disorder are unfortunate shortcomings of our clinical healthcare system. The proposed research could shed more light on the mechanism of nightmare formation, propagate the professional knowledge of nightmare disorder, and facilitate the development of effective, evidence-based treatment procedures. Finally, the proposed, integrative model of sleep-dependent information processing, dreaming and dream recall would lay the theoretical basis of different, empirically testable predictions. These future perspectives might increase the international reputation of Hungarian sleep research.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
A large body of data supports the role of sleep in the long-term consolidation of previously learnt material. Recent studies suggest that neural processes during sleep selectively enhance the retention of information that are considered to be relevant. In our first study we hypothesize that a daytime nap will selectively enhance the consolidation of relevant items tagged to be remembered, while stimuli considered to be irrelevant will not benefit from post-learning sleep. Neural activity during sleep not only facilitates the consolidation, but also the restructuring of recent memories. This is evident in case of emotionally arousing memories that are strengthened during sleep, however, the intensity of the concomitant affective reactions is gradually attenuated. This sleep-related emotional regulation seems to be impaired in nightmare disorder, a relatively prevalent sleep complaint. In our second study we plan to investigate the mechanism of emotional dysregulation in nightmare sufferers. Our psychophysiological approach aims to examine the relationship between impaired emotional regulation and our previous results regarding altered sleep physiology in nightmare disorder. An interesting issue, the individual differences in dream recall are somewhat uneasily integrated in the current theories about the putative functions of dreaming. Therefore our third aim is to present a novel model with empirically testable predictions providing a unified theoretical framework for the investigation of the high inter-individual variability in dream recall and the possible functions of sleep and dreaming.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Bertalan Polner, Péter Simor, Szabolcs Kéri: Insomnia and intellect mask the positive link between schizotypal traits and creativity, PeerJ, 6:e5615. doi: 10.7717/peerj.5615. eCollection 2018., 2018 | | Péter Simor, Ferenc Gombos, Borbála Blaskovich, Róbert Bódizs: Long-range alpha and beta and short-range gamma EEG synchronization distinguishes phasic and tonic REM periods, SLEEP, 2018, 1–11, doi: 10.1093/sleep/zsx210, 2018 | | Péter Simor, András Harsányi, Kata Csigó, Gergely Miklós, Alpár Sándor Lázár, Gyula Demeter: Eveningness is associated with poor sleep quality and negative affect in obsessive–compulsive disorder, Journal of Behavioral Addictions, 1;7(1):10-20. doi: 10.1556/2006.7.2018.07., 2018 | | Blaskovich, B., Reichardt, R., Reicher, V., van der Wijk, G., Kiraly, A., Szegofi, A., Simor, P.: PTSD-like symptoms, morning affect and intrusive memories in nightmare disorder, In JOURNAL OF SLEEP RESEARCH Vol. 27./S1, page 102., 2018 | | Péter Simor; Gwen van der Wijk; Ferenc Gombos; Ilona Kovács: Sharpening the paradox of REM sleep: cortical oscillations, synchronization and topographical aspects during phasic and tonic REM microstates, JOURNAL OF SLEEP RESEARCH Vol. 27./S1, page 28., 2018, 2018 | | Zsófia Zavecz; Péter Simor; Karolina Janacsek; Dezső Nemeth: Brain connectivity during the consolidation of procedural learning in quiet rest versus sleep, JOURNAL OF SLEEP RESEARCH Vol. 27./S1, page 252., 2018, 2018 | | Simor, P., Steinbach, E., Nagy, T., Gilson, M., Farthouat, J., Schmitz, R., Gombos, F., Ujma, P., Pamula, M., Bodizs, R., Peigneux, P.: Lateralized Rhythmic Acoustic Stimulation during Daytime NREM Sleep Enhance Slow Waves, Sleep, zsy176, https://doi.org/10.1093/sleep/zsy176, 2018 | | Simor Péter, Blaskovich Borbála: Gyakori rémálmok a személyiségjegyek, az érzelemszabályozás és az alvásfiziológia Bermuda-háromszögében, SZEMÉLYES TÉR – KÖZÖS VILÁG A Magyar Pszichológiai Társaság XXVI. Országos Tudományos Nagygyűlése, Szeged, 2017. június 1-3, 2017 | | Blaskovich Borbála, Szőllősi Ágnes, Racsmány Mihály, Simor Péter: Az alvás szerepe az emlékezeti konszolidációs folyamatokban, SZEMÉLYES TÉR – KÖZÖS VILÁG A Magyar Pszichológiai Társaság XXVI. Országos Tudományos Nagygyűlése, Szeged, 2017. június 1-3, 2017, 2017 | | Blaskovich Borbála , Szőllősi Ágnes , Gombos Ferenc, Racsmány Mihály, Simor Péter: Alvás és irányított felejtés: Délutáni alvás szerepe a releváns és irreleváns emlékek konszolidációjában, Múlt és jelen összeér; A Magyar Pszichológiai Társaság XXV. Jubileumi Országos Tudományos Naggyűlése; Kivonatkötet; 2016. június 2–4., Szimpozium 16, 2016 | | Blaskovich B., Szőllősi Á., Gombos F., Racsmány M., Simor P.: SLEEP AND DIRECTED FORGETTING: THE ROLE OF NAPPING IN THE CONSOLIDATION OF RELEVANT AND IRRELEVANT MEMORIES, 3rd Congress of the ESRS, Bologna (Olaszország), 2016. szeptember 13–16; előadás (A-775-0010-01124), Szekció: Learning; Memory and Cognition, 2016 | | Blaskovich B., Szőllősi Á., Gombos F., Racsmány M., Simor P.: Sleep and directed forgetting: The role of napping in the consolidation of relevant and irrelevant memories., International Conference on Sleep Spindling; Book of Abstracts; 2016. május 12–14, Budapest, poszter 78, 47–48. o., 2016 | | Simor Péter: Az álmokra való emlékezés egyéni különbségei: hiányzó láncszemek, Múlt és jelen összeér; A Magyar Pszichológiai Társaság XXV. Jubileumi Országos Tudományos Nagygyűlése; Kivonatkötet; 2016. június 2–4., Szimpozium 16, 2016 | | Borbála Blaskovich, Ágnes Szőllősi, Ferenc Gombos, Mihály Racsmány, Péter Simor: The Benefit of Directed Forgetting Persists After a Daytime Nap: The Role of Spindles and Rapid Eye Movement Sleep in the Consolidation of Relevant Memories, Sleep, Volume 40, Issue 3, 1 March 2017, zsw076, https://doi.org/10.1093/sleep/zsw076, 2017 | | Péter Simor, Borbála Blaskovich, Vivien Reicher, Richárd Reichard: REM – Dreaming – Emotions: The neurophysiology of nightmare disorder, Clinical Neurophysiology, Volume 128, Issue 9, September 2017, Page e233, 2017 | | Simor, P., Zavecz, Z., Csábi, E., Benedek, P., Janacsek, K., Gombos, F., & Németh, D.: Delta and theta activity during slow-wave sleep are associated with declarative but not with non-declarative learning in children with sleep-disordered breathing, Sleep Spindles & Cortical Up States 1(1), pp. 55–66, DOI: 10.1556/2053.01.2017.003, 2017 | | Róbert Bódizs; Ferenc Gombos; Péter P. Ujma; Sára Szakadát; Piroska Sándor; Péter Simor; Adrián Pótári; Boris Nikolai Konrad; Lisa Genzel; Axel Steiger; Martin Dresler; Ilona Kovács: The hemispheric lateralization of sleep spindles in humans, Sleep Spindles & Cortical Up States 1(1), pp. 42–54, DOI: 10.1556/2053.01.2017.002, 2017 | | Pótári, A., Ujma, P., Konrad, B. N., Genzel, L., Simor, P., Körmendi, J., Gombos, F., Steiger, A., Dresler, M., Bódizs, R.: Age-related changes in sleep EEG are attenuated in highly intelligent individuals, NeuroImage Volume 146, 1, Pages 554-560, 2017 | | Kis, A., Szakadát, S., Gácsi, M., Kovács, E., Simor, P., Török, Cs., Gombos, F., Bodizs, R., Topál, J.: The interrelated effect of sleep and learning in dogs (Canis familiaris); an EEG and behavioural study, Scientific Reports. 7:41873, DOI: 10.1038/srep41873, 2017 | | Péter Simor, Bertalan Polner: Differential influence of asynchrony in early and late chronotypes on convergent thinking, Chronobiology International, 34, 1, 118–128., 2017 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
