 |
From sleep microstructure to subjective experience: Cortical networks, information-processing and dream experiences in light of psychophysiological investigations
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
128100 |
| Type |
FK |
| Principal investigator |
Simor, Péter |
| Title in Hungarian |
Az alvás mikrostruktúrájától a szubjektív élményekig: Kérgi hálózatok, információfeldolgozás és álomélmények pszichofiziológiai vizsgálata |
| Title in English |
From sleep microstructure to subjective experience: Cortical networks, information-processing and dream experiences in light of psychophysiological investigations |
| Keywords in Hungarian |
Alvás, EEG, álmodás, REM, Memória |
| Keywords in English |
Sleep, EEG, dreaming, REM, Memory |
| Discipline |
| Psychology (Council of Humanities and Social Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Experimental psychology |
|
| Panel |
Psychology and Education |
| Department or equivalent |
Institute of Psychology (Eötvös Loránd University) |
| Participants |
Polner, Bertalan Kristóf
Reichardt, Richárd
|
| Starting date |
2018-10-01 |
| Closing date |
2022-09-30 |
| Funding (in million HUF) |
39.897 |
| FTE (full time equivalent) |
3.80 |
| 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 alvás rendkívül heterogén, változékony fiziológiai és mentális aktivitást mutató állapot. Az első projekt az egyik legrejtélyesebb alvásperiódus, a REM fázis heterogenitását vizsgálja. Célunk, hogy feltérképezzük a két jellegzetesen eltérő idegrendszeri állapot, a fázisos és tónusos REM szakaszok egészséges és sérült alvás során megfigyelhető, és markánsan eltérő agyi aktivitásmintázatait. A kutatás hozzájárulna a REM fázis mélyebb megértéséhez, és segítene tisztázni számos ellentmondó eredményt, amelyek részben abból is fakadhatnak, hogy korábban a REM fázist egységes állapotnak tekintették. A második projekt az alvás és az alvás-specifikus agykérgi oszcillációk, érzelmi tartalmú és hasonló jellegű (reprezentációs értelemben átfedő) emlékek rögzülésében játszott szerepét vizsgálja. További célunk, hogy megvizsgáljuk a kronotípus és a tesztelés időpontjának kreatív teljesítményre gyakorolt hatását. Ezek a kutatások számos, korábban kevéssé vizsgált kérdésre keresik a választ. A harmadik projekt természetes környezetben tervezi megvizsgálni az álmodás és az álomfelidézés egyéni eltéréseit, fiziológiai és fenomenológiai vonatkozásait. A kutatások elsőként tanulmányoznák az alvási oszcillációk és az álomélmények közötti összefüggéseket, alanyonként több mérést is magában foglaló, ökológiailag magas validitású (otthoni) feltételek közt. A kutatásaink az alvás és álmodás alapvető, de kevéssé feltárt jelenségeit több elemzési szinten és számos módszertani újítás segítségével igyekeznek megvizsgálni. A vizsgálatok az alváskutatásban érdekelt hallgatók szakmai fejlődéséhez és a hazai alváskutatás nemzetközi presztízsének növeléséhez is szeretnénk hozzájárulni.
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 projekt célja a fázisos és tónusos REM szakaszok alatt megfigyelhető kérgi oszcillációk és egyes területek közti, frekvenciaspecifikus szinkronizáció vizsgálata. A jelenséget többféle populáció (egészséges, rémálomzavarban szenvedő, inszomniás, és intrakraniális elektródákkal rendelkező epilepsziás betegek) alvásfelvételei alapján kívánjuk megvizsgálni. Fő hipotézisünk, hogy a tónusos REM során a figyelmi funkciók működéséért felelős frontoparietális hálózat működése fokozódik, és megközelíti a nyugalmi ébrenlét során megfigyelhető szintet. A második projektben a délutáni alvás emlékezeti rögzülést elősegítő hatását tanulmányozzuk. Feltételezzük, hogy a délutáni alvás (hasonló időt magában foglaló ébrenléthez képest) hozzájárul az érzelmi emlékek rögzüléséhez, ugyanakkor érzelmi ingerek esetében az egymáshoz hasonló elemek szétválogatásának folyamatát lerontja. A kronotípus és a kreatív teljesítmény összefüggéseit vizsgáló kutatásunkban arra vagyunk kíváncsiak, hogy az esti valamint a reggeli kronotípussal jellemezhető személyek teljesítményére hogyan hat a feladatvégzés optimális ill. a nem optimális időpontban történő időzítése. A harmadik projekt kutatásai természetes környezetben, két hetes periódust magában foglaló, ismételt mérések keretében vizsgálják az álmodás és álomfelidézés egyéni eltéréseit. Az első kutatásban a rémálmok megjelenésében szerepet játszó pszichológiai faktorokat, és a rémálmokat kísérő alvásfiziológiai folyamatokat kívánjuk feltérképezni. A második, feltáró jellegű kutatás az álmokra való emlékezés egyéni eltéréseinek neurofiziológiai vonatkozásait igyekszik empirikus vizsgálat tárgyává tenni.
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!
Az alvás a szervezet nélkülözhetetlen fiziológiai állapota, amely jelentős szerepet tölt be az idegrendszeri funkciók, és az azokhoz köthető kognitív folyamatok megfelelő működésének fenntartásában. Az alvás egyes szakaszai közül, egészséges emberek esetében a REM fázis az alvás 20-25 %-át teszi ki. Habár az elmúlt évtizedekben számos biológiai és pszichológiai funkciót kíséreltek meg hozzárendelni, több mint 60 évvel a REM fázis felfedezése után még mindig rendkívül ellentmondásos és homályos ismeretekkel rendelkezünk erről a különleges alvásfázisról. A REM fázis változékony állapotainak megismerése új alapokra helyezheti a REM fázis funkcióit tanulmányozó jövőbeli vizsgálatokat. Elemzéseink ezen felül a REM-hez köthető alvászavarokat vizsgáló klinikai kutatások hasznára is válhatnak. A második projekt első kutatása a kronotípus, az optimális és nem-optimális tesztelési időpontok és a kreatív teljesítmény egyelőre még feltáratlan összefüggéseit kutatja. A második kutatás az alvás emlékezeti rögzülésben játszott szerepét vizsgálja olyan memóriafeladatokkal, amelyeket egyelőre még csak elvétve használtak ebben a konceptuális keretben. Viselkedéses és poliszomnográfiás vizsgálataink az alvás és emlékezet összefüggésének mechanizmus szintű értelmezéséhez is hozzájárulhatnak. Nézetünk szerint eredményeink idővel felhasználhatók lesznek az oktatásfejlesztés (pl. tanulási technikák fejlesztése, az alvás hatásának optimalizálása) terén vagy akár az ergonómia (pl. munkahelyi teljesítmény fokozása) gyakorlati területein. A harmadik projektben az álomélmények (pl. rémálmok) és az álomfelidézés pszichofiziológiai vonatkozásait természetes környezetben, minden egyes alany estében több mérést alkalmazva kívánjuk megvizsgálni. Ez jelentős újítás ezen a területen, amely ezidáig elsősorban laboratóriumi vizsgálatokat sorakoztatott fel. Ezek a kutatások a korábbi eredmények kiegészítésén túl, megbízható és magas ökológiai érvényességgel jellemezhető adatokkal gazdagítanák az alvás-és álomkutatás egyre bővülő tudástárát. Az otthoni környezetben is alkalmazható EEG mérés protokolljának kialakítása a közeljövőben az alváshigiéniás intervenciók és az alvászavarok kezelésének fejlesztésére egyaránt ösztönzőleg hathat.
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.
Egy éjszakai alvás során összesen körülbelül másfél-két órát töltünk REM (gyors szemmozgásos) alvásfázisban, amelyet változatos álomélmények kísérnek. A REM alvást paradox alvásnak is nevezik, mert az ébrenléti szintet idéző agyi aktivitás közben a vázizomzat ernyedt állapotban marad, a külső ingerekre alig reagálunk, és az alvás zavartalanul folytatódik. A REM fázis ráadásul két markánsan eltérő idegrendszeri állapot váltakozását foglalja magában. Feltételezésünk szerint az egyik REM állapot során a figyelem inkább kifelé irányul, és a külső környezet feldolgozása fokozódik, míg a másik állapotban a tudat elmerül a belsőleg generált álomképekben. Az első projekt hipotéziseit egészséges, alvászavaros valamint a koponya alá beültetett elektródákkal rendelkező epilepsziás betegek felvételein tervezzük ellenőrizni. A második projektben azt vizsgáljuk, hogy az esti valamint a reggeli ritmusú (bagoly ill. pacsirta kronotípusú) személyek kreatív teljesítményére milyen hatást gyakorol az optimális valamint a nem-optimális időben történő tesztelés. A következő kutatás azt tanulmányozza, hogy a délutáni alvás milyen szerepet tölt be az érzelmi emlékek hosszú távú rögzülésében. Végezetül pedig, a harmadik projektben egy kevéssé kutatott jelenség, az álmodás és az álomfelidézés egyéni különbségeit tervezzük megvizsgálni otthoni környezetben. E kutatások azért egyedülállók, mert az álmok létrejöttében szerepet játszó agyi aktivitást természetes környezetben, alanyonként több éjszaka során tervezzük megmérni. Mindezzel az álomélménynek (pl. rémálmok), és az álmokra való emlékezés egyéni különbségeinek pszichológiai és biológiai vonatkozásait egyaránt vizsgálni kívánjuk.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Sleep is a very heterogeneous state involving markedly different states regarding physiological and mental activity. In our first project, we plan to examine the heterogeneity of one of the most puzzling sleep states: REM sleep. We plan to study phasic and tonic REM states, two markedly different microstates of REM sleep by analyzing cortical oscillations in healthy and disturbed sleep. These investigations would foster our understanding of REM sleep and help to clarify the inconsistencies of previous studies that treated REM sleep as one, unified state. Our second line of research examines the influence of sleep and sleep-specific oscillations in the consolidation of emotionally charged and similar (representationally overlapping) memory elements. In addition, we plan to explore how chronotype and time of testing predict cognitive performance. These studies are unique in the field, and address issues that were scarcely investigated previously. The aim of the last project is to examine individual differences in dreaming and dream recall, applying physiological and subjective measures in an ecologically valid environment. These would be the first studies exploring the relationship between cortical oscillations and subjective (dream) experiences in a naturalistic study involving multiple measurements in each participant. Our investigations focus on fundamental, but rather understudied aspects of sleep and dreaming, and apply methodological innovations and multiple levels of analyses. Our project would facilitate the education and special training of students interested in the field of sleep research and increase the international reputation of Hungarian sleep research.
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.
The aim of the first project is to examine cortical oscillations as well as frequency-specific synchronization between different cortical areas during phasic and tonic REM periods. We plan to study the phenomena based on the recordings of different samples, including healthy individuals, nightmare sufferers, insomnia patients and epileptic patients implanted with pre-surgical intracranial electrodes. Our main hypothesis is that during tonic REM periods the activity of the frontoparietal network underlying attentional functions is relatively increased resembling the patterns found in resting wakefulness. In our second project, we investigate the role of daytime sleep in memory consolidation. More specifically, we hypothesize that daytime sleep (compared to an equivalent amount of time spent awake) facilitates emotional memory consolidation, but impairs the segregation of similar (representationally overlapping) items. In the study focusing on the associations between chronotype and creativity, we examine how optimal vs. non-optimal times of testing in evening and morning chronotypes affect performance. The two studies of the third project examine the individual differences in dreaming and dream recall in a naturalistic environment involving repeated measurements during a two-week long period. In our first study, we investigate the psychological factors and sleep physiological parameters that may play a key role in the occurrence of nightmares. The second, mainly exploratory study examines the neurophysiological aspects of individual differences in 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.
Sleep is an indispensable physiological state with an essential role in the maintenance and restoration of neural functions underlying cognition. Within sleep, REM phase occupies 20-25 percent of nighttime human sleep. Although it was linked to a large variety of functions, more than 60 years after the scientific discovery of REM sleep, our knowledge regarding the functions and precise mechanisms of this intriguing neural state is still far from being clear and conclusive. Our laboratory is one of the few research groups that focuses on the differences between phasic and tonic REM sleep. Conceptualizing REM sleep as a heterogeneous state would help to lay a novel, “more complex ground” for future studies examining the functions of REM sleep. Furthermore, these analyses would be beneficial for clinical studies that focus on patients with disrupted REM sleep. Our second project studies previously unexplored links between chronotype, asynchrony (optimal vs. nonoptimal testing times) and creative performance. Moreover, it investigates the role of sleep in memory consolidation by specific memory paradigms that were only scarcely investigated in relation to sleep. Our experiment involving behavioral and polysomnographic methods could facilitate the mechanism-based description of sleep-related memory consolidation. In our view, the results of the studies of the second project could be beneficial for the broader fields of education (e.g. development of learning techniques, the optimization of the effects of sleep) or ergonomics (e.g. enhancement of job performance). Our third projects’ approach is absolutely novel in the field as it plans to examine the psychophysiological aspect of dream experiences (e.g. nightmares) and dream recall outside the laboratory involving multiple measurements per each participant. These studies would not merely extend the previous findings based on laboratory recordings, but provide more reliable and ecologically valid data on the psychophysiological aspects of sleep and dreaming. The introduction of such protocols using portable, ambulatory sleep EEG measurements might inspire sleep-related intervention programs and future approaches focusing on the treatment of sleep disordered patients.
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.
During nighttime sleep, we spend approximately 1.5-2 hours in Rapid Eye Movement (REM) phase that is characterized by diverse dream experiences. REM sleep was also termed as “paradoxical sleep”, due to its combination of increased brain activity resembling patterns of wakefulness and loss of muscle tone. In spite of intense brain activity during REM sleep, we hardly monitor and react to the environment and sleep remains undisturbed. Moreover, REM sleep consists of the alternation of two markedly different neural states, the so-called phasic and tonic state. We assume that during the former the brain is absorbed in inwardly generated dream images, whereas during the latter attention is directed towards the environment. We plan to verify this hypothesis based on the recordings of healthy and sleep-disordered participants, and epileptic patients with electrodes implanted under the cranium. In our next project, we examine how optimal vs. non-optimal testing times influence creative performance in extreme evening-and morning- type individuals (night owls and morning larks). Additionally, we examine the role of sleep in long-term, emotional memory consolidation. Finally, in our last project, we plan to examine the individual differences in dreaming and dream recall by measuring these phenomena at the home of the participants. These studies are unique as they examine the neural background of dreaming in a naturalistic environment, involving multiple (nocturnal) assessments per each participant. Our aim is to unravel the psychological and biological aspects of dream experiences (e.g. nightmares) and dream recall.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Bathori Noemi, Polner Bertalan, Simor Peter: Schizotypy unfolding into the night? Schizotypal traits and daytime psychotic-like experiences predict negative and salient dreams, SCHIZOPHRENIA RESEARCH 246: pp. 17-25., 2022 | | Simor Péter, Bogdány Tamás, Bódizs Róbert, Perakakis Pandelis: Cortical monitoring of cardiac activity during rapid eye movement sleep: the heartbeat evoked potential in phasic and tonic rapid-eye-movement microstates, SLEEP 44: (9) zsab100, 2021 | | Simor Péter, Polner Bertalan, Báthori Noémi, Sifuentes-Ortega Rebeca, Van Roy Anke, Albajara Sáenz Ariadna, Luque González Alba, Benkirane Oumaima, Nagy Tamás, Peigneux Philippe: Home confinement during the COVID-19: day-to-day associations of sleep quality with rumination, psychotic-like experiences, and somatic symptoms, SLEEP 44: (7) zsab029, 2021 | | Simor Péter, Szalárdy Orsolya, Gombos Ferenc, Ujma Péter Przemyslaw, Jordán Zsófia, Halász László, Erőss Loránd, Fabó Dániel, Bódizs Róbert: REM Sleep Microstates in the Human Anterior Thalamus, JOURNAL OF NEUROSCIENCE 41: (26) pp. 5677-5686., 2021 | | Reichardt Richárd, Polner Bertalan, Simor Péter: Novelty Manipulations, Memory Performance, and Predictive Coding: the Role of Unexpectedness, FRONTIERS IN HUMAN NEUROSCIENCE 14: 152, 2020 | | Simor Péter, van der Wijk Gwen, Nobili Lino, Peigneux Philippe: The microstructure of REM sleep: Why phasic and tonic?, SLEEP MEDICINE REVIEWS 52: 101305, 2020 | | Simor P., Báthori N., Nagy T., Polner B.: Poor sleep quality predicts psychotic‐like symptoms: an experience sampling study in young adults with schizotypal traits, ACTA PSYCHIATRICA SCANDINAVICA 140: (2) pp. 135-146., 2019 | | Simor, P., Szalárdy, O., Gombos, F., Ujma, P.P., Jordán, Z., Halász, L., Erőss, L., Fabó, D. and Bódizs, R.: REM Sleep Microstates in the Human Anterior Thalamus., Journal of Neuroscience, 41(26), pp.5677-5686., 2021 | | Simor, P., Bogdány, T., Bódizs, R. and Perakakis, P., 2021.: Cortical monitoring of cardiac activity during rapid eye movement sleep: the heartbeat evoked potential in phasic and tonic rapid-eye-movement microstates., Sleep, 44(9), zsab100, 2021 | | Simor, P., Polner, B., Báthori, N., Sifuentes-Ortega, R., Van Roy, A., Albajara Sáenz, A., Luque González, A., Benkirane, O., Nagy, T. and Peigneux, P.: , 2021. Home confinement during the COVID-19: day-to-day associations of sleep quality with rumination, psychotic-like experiences, and somatic symptoms., Sleep, 44(7),zsab029., 2021 | | Reicher, V., Kis, A., Simor, P., Bódizs, R. and Gácsi, M.: Interhemispheric asymmetry during NREM sleep in the dog, Scientific reports, 11(1), pp.1-10., 2021 | | Reichardt R, Polner B., Simor, P.: The graded novelty encoding task: Novelty gradually improves recognition of visual stimuli under incidental learning conditions, Behavior Research Methods, 2022 | | Reichardt R, Simor P., Polner B.: Expectation of irrelevant novel stimuli has no consistent effect on recognition memory, Scandinavian Journal of Psychology, 2022 | | Bogdány T., Perakakis P., Bódizs R., Simor P.: The heartbeat evoked potential is a questionable biomarker in nightmare disorder: A replication study, Neuroimage Clinical, 2022 | | Simor, P., Báthori, N., Nagy, T., Polner, B.: Poor sleep quality predicts psychotic‐like symptoms: an experience sampling study in young adults with schizotypal traits, Acta Psychiatrica Scandinavica, 140(2), 135-146., 2019 | | Simor, P., van Der Wijk, G., Gombos, F., & Kovács, I.: The paradox of rapid eye movement sleep in the light of oscillatory activity and cortical synchronization during phasic and tonic microstates, NeuroImage, 202, 116066., 2019 | | Simor, P., Blaskovich, B.: The pathophysiology of nightmare disorder: Signs of impaired sleep regulation and hyperarousal., Journal of sleep research, e12867-e128, 2019 | | Blaskovich, B., Reichardt R., Gombos, F., Spoormaker, V. I., Simor, P.: Cortical hyperarousal in NREM sleep normalizes from pre- to post- REM periods in individuals with frequent nightmares, SLEEP, in press, 2019 | | van der Wijk, G., Blaskovich, B., Farahzadi, Y., & Simor, P.: Unaltered EEG spectral power and functional connectivity in REM microstates in frequent nightmare recallers: Are nightmares really a REM parasomnia?, Sleep Medicine, 2020 | | Reichardt, R., Polner, B., & Simor, P.: Novelty Manipulations, Memory Performance, and Predictive Coding: the Role of Unexpectedness., Frontiers in Human Neuroscience, 14, 152., 2020 | | Simor, P., van der Wijk, G., Nobili, L., & Peigneux, P.: The microstructure of REM sleep: why phasic and tonic?, Sleep Medicine Reviews 101305., 2020 | | Blaskovich, B., Reicher, V., Gombos, F., Spoormaker, V. I., & Simor, P.: Hyperarousal captured in increased number of arousal events during pre‐REM periods in individuals with frequent nightmares, Journal of Sleep Research, 2020,29:e12965., 2020 | | Báthori N, Polner B., Simor, P.: Schizotypy unfolding into the night? Schizotypal traits and daytime psychotic-like experiences predict negative and salient dreams, Schizophrenia Research 246, 17-25, 2022 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
