Neurobiologische Mechanismen von Alterung und Stress bei prospektiver Navigation

Zwei Kennzeichen sowohl des gesunden Alterns als auch altersbedingter Erkrankungen sind 1) Gedächtnis- und Navigationsdefizite, insbesondere bei der Orientierung an Zielorten und der Planung, wie man dorthin navigiert, und 2) erhöhte Anfälligkeit für Stress und veränderte Regulation der Stressreaktion. Allerdings gibt es deutliche individuelle Unterschiede bei diesen altersbedingten Veränderungen. Der Vorschlag der Forscher wird dazu beitragen, Faktoren zu charakterisieren, die zu dieser Variabilität beitragen.

Die Forscher schlagen eine Studie vor, die modernste Bildgebungs- und Virtual-Reality-Techniken verwendet, um die neuronalen Mechanismen der prospektiven (zukünftigen zielgerichteten) Navigationsplanung im Alter zu charakterisieren. Die Forscher werden Multi-Voxel-Musteranalysen (MVPA) verwenden, um neuronale Indizes der gedächtnisgesteuerten Navigationsplanung zu erhalten. Die Forscher werden dann die Mechanismen untersuchen, durch die Stress die Fähigkeit des Einzelnen einschränkt, flexibel zu zukünftigen Zielen zu navigieren. Ein entscheidendes Ziel wird es sein, die neuronalen Grundlagen für individuelle Unterschiede in der Navigationsplanung und der Stressreaktion zu bewerten, um neue Einblicke in konvergente neurokognitive Merkmale zu erhalten, die unterschiedlichen Graden des altersbedingten kognitiven Rückgangs zugrunde liegen. Die Forscher sagen voraus, dass eine beeinträchtigte prospektive Planung mit individuellen Unterschieden in (a) Anfälligkeit für exogenen, experimentell induzierten Stress und (b) stressgestörter Funktion von Gedächtnis und Aufmerksamkeit und kognitiven Kontrollnetzwerken, die für die mentale Simulation erforderlich sind, verbunden ist.

Der Vorschlag der Forscher kombiniert ein neuartiges immersives Navigationsparadigma, das vom PI bei gesunden jungen Erwachsenen validiert wurde, und eine etablierte exogene Manipulation von psychischem Stress zwischen Subjekten (siehe Forschungsstrategie). Dieses Paradigma gibt den Teilnehmern die Möglichkeit, entweder (a) flexibel auf das räumliche Gedächtnis zurückzugreifen, um effiziente Routen zu Zielorten zu planen, oder (b) auf ineffiziente, aber kognitiv weniger anspruchsvolle Stimulus-Response-Assoziationen (d. h. Gewohnheiten) zurückzugreifen. . Die Teilnehmer werden pseudozufällig Stress-manipulierten oder Kontrollgruppen zugeordnet, wobei eine anfängliche prospektive zufällige Zuweisung von Probanden-IDs mit fortschreitender Rekrutierung angepasst wird, um ungefähr gleiche Altersverteilungen in den beiden Gruppen zu erzwingen (und somit Verwechslungen in nachfolgenden Gruppenvergleichen zu begrenzen). Cortisol-Tests (Stresshormon) im Speichel (nicht identifiziert) helfen, den Stressunterschied zwischen den Gruppen zu validieren. Mithilfe von MVPA und Fragebögen zu Merkmalen wird die Studie der Forscher testen, ob experimentell induzierter Stress dazu führt, dass Einzelpersonen bei der Routenplanung weniger Details über zukünftige Standorte berücksichtigen, und ob ein solches eingeschränktes prospektives Denken die Teilnehmer letztendlich zu relativ unflexiblen, gewohnheitsmäßigen Handlungen verleitet.

Das Altern ist mit Unterschieden in dem Grad verbunden, in dem sich Menschen auf ein „kartenähnliches“ räumliches Gedächtnis im Vergleich zu prozeduralen motorischen Reaktionen verlassen, um Umgebungen zu durchqueren. Daher ist die Untersuchung der Forscher zu den Auswirkungen von Stress auf die gewohnheitsmäßige vs. prospektive raumgedächtnisgesteuerte Navigation in den Kontext altersbedingter Unterschiede in der Verarbeitung des räumlichen Gedächtnisses in der Zielpopulation der Forscher eingebettet. Die Ermittler werden ferner eine Aufgabe zur Identifizierung endogener Navigationsstrategien anwenden, die es uns ermöglicht, 1) eine Verbindung zwischen endogenen Navigationsstrategiepräferenzen und der Leistung bei der prospektiven Navigationsaufgabe der Ermittler herzustellen und 2) zu untersuchen, wie endogene Navigationsstrategiepräferenzen mit induziertem Stress interagieren die neuronalen und verhaltensbezogenen Ergebnisse der Ermittler messen eine effiziente, prospektive räumliche Wahrnehmung.