Muistiharjoittelun tehokkuus, siirto ja neurotoiminnallinen perusta, joka on kohdistettu jaksoittaiseen vanhusten hakuun. (SPECTRA)

Ikääntyminen johtaa kognitiivisiin muutoksiin, jotka vaikuttavat muistiin, erityisesti episodiseen hakuun, joka liittyy tapahtuman muistamiseen tietyssä tila-ajallisessa kontekstissa. Nämä haitat heikentävät eläkeläisten elämänlaatua. Viime aikoina kognitiivinen koulutus on herättänyt suurta kiinnostusta tiedeyhteisössä, koska se parantaa ikääntyneiden aikuisten kognitiota ja tuottaa rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia (esim. Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). Niitä pidetään eräänä "myöhäisen koulutuksen" muotona, joka todennäköisesti tarjoaa hermosolujen suojaa. Harjoittelun aiheuttamien aivomuutosten parempi ymmärtäminen on siksi olennaista, jotta ikääntyvien aivojen neuroplastista potentiaalia voidaan ymmärtää paremmin. Tehdään ero strategioiden opettamiseen tähtäävän koulutuksen ja sellaisen koulutuksen välillä, jossa pyritään toistuvasti harjoittelemaan tehtävää, joka sisältää sen helpottavan avainprosessin (von Bastian et al., 2022). Jälkimmäisillä tunnustetaan olevan suurempi potentiaali saada hyödyt siirtymään kouluttamattomiin kykyihin. INTERACTIVE-mallin (Belleville et al., 2014) mukaan ne johtaisivat tehtävään osallistuvien aivoalueiden aktivaation vähenemiseen, koska prosessointi tehostuisi erikoisalueilla. Silti on hyvin vähän koulutusohjelmia, jotka kohdistuvat episodiseen hakuun. Tällaisten koulutusten kehittäminen auttaisi siis ymmärtämään harjoittelun aiheuttamia aivomuutoksia. Yksi keskeinen episodiseen hakuun liittyvä prosessi, johon tällainen koulutus voisi kohdistua, on kohtauksen rakentaminen (Hassabis et al., 2007). Tämä vastaa kykyä henkisesti luoda ja ylläpitää monimutkaisen kohtauksen johdonmukaisuutta. Se kytkeisi hippokampuksen etuosan (Zeidman et al., 2015), erityisesti sen mediaaliseen osaan (Zeidman & Maguire, 2016), ja "ydinverkkoon", joka koostuu mediaalisista ohimolohkoista, parahippokampuksen aivokuoresta ja takapään alueista, kuten takapernakalvosta. cortex ja precuneus. Tutkimukset viittaavat siihen, että tätä prosessia voidaan kohdentaa ja helpottaa, kun osallistujia haastatellaan heidän muististaan ​​videosta episodisen spesifisyyden induktion avulla (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) - manipulaatiolla, joka perustuu vakiintuneeseen poliisin haastattelutekniikkaan, joka tunnetaan mm. Kognitiivinen haastattelu (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Tämä tekniikka edistää mielikuvitusta, strukturoi muistamista ja korostaa kohtauksen entiteettien välisiä tilasuhteita. Käyttäytymistasolla sekä nuorilla että vanhoilla aikuisilla on osoitettu, että yhden ESI:n saaminen juuri ennen kiinnostavan tehtävän suorittamista, johon liittyy kohtauksen rakentaminen, parantaa tilapäisesti suorituskykyä kyseisessä tehtävässä (Schacter & Madore, 2016). Aivotasolla ESI:n on osoitettu lisäävän näkymän rakentamiseen osallistuvien aivoalueiden aktivaatiota nuorilla aikuisilla kiinnostavan tehtävän aikana (Madore et al., 2016), erityisesti rakennusvaiheessa. Tämä vaihe vastaa tapahtumarepresentaatioiden hakua ja edeltää lisäyksityiskohtien hakuun liittyvää käsittelyvaihetta (katso rakentamis-suunnitteluparadigma, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Näillä kahdella vaiheella on yhteiset ja erilliset hermokorrelaatit (Daviddi et al., 2023). Rakennusvaihe liittyy vasemman anteriorisen hippokampuksen vahvempaan liitettävyyteen oikean etummaisen hippokampuksen ja vasemman frontotemporaalisen alueen kanssa, kun taas suunnitteluvaihe liittyy vasemman anteriorisen hippokampuksen vahvempaan yhteyteen kahdenvälisen posteriorisen hippokampuksen ja visuaalisen havainnon alueiden kanssa (Daviddi et al. ., 2023; McCormick et ai., 2015). ESI:tä ei kuitenkaan ole koskaan mukautettu koulutusohjelmassa tutkimaan sen vaikutuksia ikääntyneisiin aivoihin. Todistustutkimuksessa testasimme 16 terveellä iäkkäällä aikuisella ESI-pohjaista koulutusohjelmaa, jonka loimme yhdessä mahdollisten tulevien loppukäyttäjien kanssa. Havaitsimme siirtymistä vapaaseen muistiin ja tunnistustehtäviin, mutta myös ongelmanratkaisutehtäviin (Platt & Spivack, 1975) ja divergentin luovan ajattelun (Guilford, 1967) tehtäviin, jotka eivät ole puhtaasti muistitehtäviä, vaan joihin liittyisi kohtauksen rakentaminen. Tässä tutkimuksessa pyrimme vertaamaan ESI-pohjaista koulutusta aktiiviseen ohjauskoulutukseen ja tutkimaan mukana olevia hermosubstraatteja.

Tähän tutkimukseen rekrytoidaan 60 tervettä ikääntynyttä aikuista (60-85 vuotta). Kaikki osallistujat rekrytoidaan yhteisöstä ja asuu Montrealin alueella. Puhelinhaastattelu antaa alustavat tiedot valintaan. Tukikelpoiset henkilöt kutsutaan laboratorioon lyhytaikaiseen neuropsykologiseen arvioon kliinisen tilansa ja kognitiivisen toiminnan arvioimiseksi sekä käyttäytymisarviointiin (PRE). Käyttäytymistehtävissä käytetään kolmea konseptin todistetustutkimuksen tehtävää: vapaa muistaminen ja tunnistaminen (lähimmän ja lähimmän siirtotuloksena) ja ongelmanratkaisu (kaukosiirtotuloksena). Nämä tehtävät suoritetaan kahdesti, kerran ESI-tilassa heti yhden ESI:n vastaanottamisen jälkeen; kerran NoESI-tilassa heti yleishaastattelun saatuaan (ks. Madore et al., 2014). Käyttäytymisarviointi kestää 2 tuntia. Harjoittelua edeltävää käyttäytymisarviointia seuraa keskimäärin kaksi päivää myöhemmin toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI). Mitä tulee fMRI-tehtävään: skannauksen ulkopuolella osallistujat koodaavat ensin lyhyitä videoita arkielämän kohtauksista otsikoineen. Sitten skannauksessa jokainen nimike esitellään ja osallistujat vastaavat kysymyksiin nimikkeeseen liittyvässä videossa esiintyneiden objektien välisistä tilasuhteista. FMRI-istunnot kestävät 1 tunnin (sisältäen 30 minuuttia skannerissa). Osallistujat jaetaan satunnaisesti yhteen kahdesta harjoitusryhmästä (ESI vs. Active Control). ESI-pohjainen koulutus koostuu lyhyiden videoleikkeiden palauttamisesta ESI:n avulla, ensin ohjattuna, sitten ilman valvontaa (itsehallinnoitu). Aktiivinen ohjausharjoittelu koostuu kuvien ja sanojen välisten assosiaatioiden muistamisesta (muokattu Bellander et al., 2017). Osallistujat koulutetaan pienissä 4 hengen ryhmissä, yhteensä 15 ryhmää. Keskimäärin tulosmittaukset tehdään viikkoa ennen ensimmäistä harjoitusta (PRE) ja päivää viimeisen harjoituksen jälkeen (POST). Tehtävien eri versioita käytetään harjoittelua edeltävässä ja jälkeisessä arvioinnissa sekä ESI- ja NoESI-ehdoissa.

Harjoittelun vaikutus käyttäytymistoimenpiteisiin arvioidaan. Kolmessa tehtävässä (vapaa muistaminen, tunnistus ja ongelmanratkaisu) ESI:ssä tulisi havaita korkeampaa harjoittelua edeltävää suorituskykyä kuin NoESI-tilassa, ja harjoitusta edeltävää parannusta tulisi havaita vasta ESI-koulutuksen jälkeen, erityisesti NoESI-tilassa. Harjoittelun vaikutusta aivojen aktivaatioon sekä staattiseen ja dynaamiseen toiminnalliseen liitettävyyteen (SFC & DFC) arvioidaan myös. Mitä tulee aivojen aktivaatioon, niin mediaalisen ohimolohkon aktivaation rakennusvaiheessa ja erityisesti kohtauksen rakentamiseen osallistuvan vasemman anteriorisen hippokampuksen ja alemman parietaalilohkon (Madore et al., 2016, 2019) pitäisi vähentyä ESI-koulutuksen jälkeen, mikä viittaa lisääntymiseen. aivojen tehokkuudessa. Staattisessa FC:ssä ESI-koulutuksen tulisi lisätä episodiseen prosessointiin liittyvän aivoverkon modulaarisuutta, mukaan lukien hippokampus, bilateraalinen parahippokampaalinen gyrus, kulmikas gyrus, mediaalinen prefrontaalinen aivokuori, precuneus ja retrospleniaalinen/takakuori (Benoit & Schacter, 2015). Sen pitäisi myös vähentää kommunikaatiota fronto-parietaalisen aivoverkon kanssa, joka liittyy kognitiiviseen ohjaukseen (eli bilateraalinen prefrontaalinen aivokuori, anterior cingulaatti ja precuneus; Vincent et al., 2008), mikä heijastaa suurempaa segregaatiota ja automatisoitua käsittelyä. Dynaamisen FC:n osalta tarkastelemme FC:n ajallisia uudelleenmäärityksiä tehtäviin liittyvissä verkoissa ja niiden välillä ennen ja jälkeen harjoituksen. ESI-koulutuksen saaneiden osallistujien tulisi olla nopeampia siirtymään integroidusta verkosta rakennusvaiheessa integroituun verkkoon suunnitteluvaiheessa, mikä viittaa kognitiivisten prosessointistrategioiden mukauttamiseen.