Účinnost, přenos a neurofunkční základ tréninku paměti zaměřeného na epizodické vyhledávání u starších dospělých. (SPECTRA)

Stárnutí vede ke kognitivním změnám, které ovlivňují paměť, zejména k epizodickému vyhledávání, které se podílí na zapamatování si události v rámci specifického časoprostorového kontextu. Tato poškození zhoršují kvalitu života seniorů. V poslední době přitahuje kognitivní trénink značný zájem ve vědecké komunitě, protože zlepšuje kognici u starších dospělých a vyvolává strukturální a funkční změny (např. Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). Jsou považovány za formu „pozdního vzdělávání“, která pravděpodobně poskytuje neuroprotekci. Lepší pochopení změn mozku vyvolaných tréninkem je proto nezbytné pro lepší pochopení neuroplastického potenciálu stárnoucího mozku. Rozlišuje se mezi školením, jehož cílem je naučit strategie, a školením, jehož cílem je opakované procvičování úkolu, který zahrnuje klíčový proces k jeho usnadnění (von Bastian et al., 2022). U těch druhých se uznává, že mají větší potenciál vyvolat přenos svých výhod na neškolené schopnosti. Podle modelu INTERACTIVE (Belleville et al., 2014) by vedly ke snížení aktivace v oblastech mozku zapojených do úkolu díky efektivnějšímu zpracování ve specializovaných oblastech. Přesto existuje jen velmi málo školicích programů, které se zaměřují na epizodické vyhledávání. Rozvoj takových tréninků by proto přispěl k našemu pochopení změn mozku vyvolaných tréninkem. Jedním z klíčových procesů epizodického vyhledávání, na který by se takový výcvik mohl zaměřit, je konstrukce scény (Hassabis et al., 2007). Tomu odpovídá schopnost mentálně generovat a udržovat soudržnost složité scény. Zapojil by přední hippocampus (Zeidman et al., 2015), zejména jeho mediální část (Zeidman & Maguire, 2016), a „jádrovou“ síť zahrnující mediální temporální laloky, parahipokampální kůru a zadní parietální oblasti, jako je retrospleniální kůra a precuneus. Studie naznačují, že tento proces může být cílený a usnadněný, když jsou účastníci dotazováni ohledně jejich paměti na video prostřednictvím indukce epizodické specifičnosti (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) – manipulace založená na dobře zavedené technice policejního dotazování, známé jako kognitivní rozhovor (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Tato technika podporuje mentální představivost, vyvolávání struktur a zdůrazňuje prostorové vztahy mezi entitami ve scéně. Na úrovni chování se u mladých i starých dospělých ukázalo, že obdržení jediného ESI těsně před provedením úkolu, který nás zajímá, zahrnující konstrukci scény, dočasně zlepšuje výkon tohoto úkolu (Schacter & Madore, 2016). Na úrovni mozku bylo prokázáno, že ESI u mladých dospělých zvyšuje aktivaci oblastí mozku zapojených do konstrukce scény během zájmového úkolu (Madore et al., 2016), konkrétně během fáze výstavby. Tato fáze odpovídá získávání reprezentace události a předchází fázi vypracování, spojené s vyhledáváním dalších detailů (viz paradigma konstrukce-elaborace, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Tyto dvě fáze mají společné a odlišné nervové koreláty (Daviddi et al., 2023). Konstrukční fáze je spojena se silnější konektivitou levého předního hipokampu s pravým předním hipokampem a levými frontotemporálními oblastmi, zatímco fáze elaborace je spojena se silnější konektivitou levého předního hipokampu s bilaterálním zadním hipokampem a oblastmi zrakového vnímání (Daviddi et al. ., 2023; McCormick a kol., 2015). ESI však nikdy nebyl upraven v rámci tréninkového programu ke studiu jeho účinků na stárnoucí mozek. Ve studii proof-of-concept jsme testovali na 16 zdravých starších dospělých tréninkový program založený na ESI, který jsme společně vytvořili s potenciálními budoucími koncovými uživateli. Pozorovali jsme přechod k úlohám volného vybavování a rozpoznávání, ale také k úlohám na řešení problémů (Platt & Spivack, 1975) a divergentnímu kreativnímu myšlení (Guilford, 1967), které nejsou čistě paměťovými úlohami, ale které by zahrnovaly konstrukci scény. V této studii se zaměřujeme na porovnání tréninku založeného na ESI s tréninkem aktivní kontroly a zkoumáme zapojené neurální substráty.

Pro tuto studii bude přijato 60 zdravých starších dospělých (60-85 let). Všichni účastníci budou rekrutováni z komunity a žijící v oblasti Montrealu. První informace o výběru poskytne telefonický pohovor. Způsobilé osoby budou pozvány, aby se dostavily do laboratoře na krátké neuropsychologické vyšetření za účelem zhodnocení jejich klinického stavu a kognitivních funkcí, jakož i posouzení chování (PRE). Pokud jde o behaviorální úkoly, budou použity tři úkoly ze studie proof-of-concept: volné vyvolání a rozpoznání (jako výsledky nejbližšího a blízkého přenosu) a řešení problémů (jako výsledek vzdáleného přenosu). Tyto úkoly budou dokončeny dvakrát, jednou ve stavu ESI hned po obdržení jednoho ESI; jednou ve stavu NoESI hned po obdržení rozhovoru s obecnými myšlenkami (viz Madore et al., 2014). Behaviorální hodnocení bude trvat 2 hodiny. Po předtréninkovém hodnocení chování bude v průměru o dva dny později následovat sken funkční magnetické rezonance (fMRI). Pokud jde o úlohu fMRI: mimo skenování účastníci nejprve zakódují krátká videa scén z každodenního života spolu se svými názvy. Poté bude ve skenu prezentován každý titul a účastníci budou odpovídat na otázky o prostorových vztazích mezi objekty, které byly přítomny ve videu spojeném s titulem. Relace fMRI budou trvat 1 hodinu (včetně 30 minut ve skeneru). Účastníci budou náhodně rozděleni do jedné ze dvou tréninkových skupin (ESI vs. Aktivní kontrola). Trénink založený na ESI spočívá ve vyvolání krátkých videoklipů pomocí ESI, nejprve pod dohledem, poté bez dozoru (samoobslužný). Trénink aktivní kontroly spočívá ve vybavování asociací mezi obrázky a slovy (upraveno podle Bellander et al., 2017). Účastníci budou trénováni v malých skupinách po 4 jednotlivcích, celkem tedy 15 skupin. V průměru budou výsledky měření prováděny týden před prvním tréninkem (PRE) a den po posledním tréninku (POST). Odlišná verze úloh bude použita v hodnocení před a po školení, stejně jako v podmínkách ESI a NoESI.

Bude posouzen vliv školení na behaviorální opatření. U tří úkolů (volné vyvolání, rozpoznání a řešení problémů) by měl být v ESI pozorován vyšší výkon před tréninkem než ve stavu NoESI a zlepšení před tréninkem po tréninku by mělo být pozorováno až po tréninku ESI, zejména ve stavu NoESI. Posouzen bude také vliv tréninku na aktivaci mozku a statickou a dynamickou funkční konektivitu (SFC & DFC). Pokud jde o aktivaci mozku, aktivace mediálního temporálního laloku během fáze výstavby a zejména levého předního hipokampu a dolního parietálního laloku zapojeného do konstrukce scény (Madore et al., 2016, 2019), by se měla po tréninku ESI snížit, což naznačuje nárůst v efektivitě mozku. U statického FC by měl trénink ESI zvýšit modularitu hlavní mozkové sítě související s epizodickým zpracováním, včetně hipokampu, bilaterálního parahipokampálního gyru, angulárního gyru, mediálního prefrontálního kortexu, precunea a retrospleniálního/zadního kortexu (Benoit & Schacter, 2015). Mělo by také snížit komunikaci s fronto-parietální mozkovou sítí související s kognitivní kontrolou (tj. bilaterální prefrontální kortex, přední cingulát a precuneus; Vincent et al., 2008), což odráží větší segregaci a více automatizované zpracování. U dynamického FC se podíváme na časové rekonfigurace FC v rámci a mezi sítěmi spojenými s úlohami, před a po tréninku. Účastníci školení ESI by měli být rychlejší při přechodu z integrované sítě pro fázi výstavby k integrované síti pro fázi vypracování, což by navrhovalo přizpůsobení strategií kognitivního zpracování.