Neurobiologische mechanismen van veroudering en stress op toekomstige navigatie

Twee kenmerken van zowel gezond ouder worden als ouderdomsgerelateerde ziekten zijn 1) geheugen- en navigatietekorten, met name bij het oriënteren op doellocaties en het plannen hoe daar naartoe te navigeren, en 2) verhoogde gevoeligheid voor stress en veranderde regulering van de stressrespons. Er zijn echter duidelijke individuele verschillen in deze leeftijdsgerelateerde veranderingen. Het voorstel van de onderzoekers zal helpen bij het karakteriseren van factoren die bijdragen aan deze variabiliteit.

De onderzoekers stellen een studie voor die geavanceerde beeldvorming en virtual reality-technieken gebruikt om de neurale mechanismen van toekomstige (toekomstige, doelgerichte) navigatieplanning bij veroudering te karakteriseren. De onderzoekers zullen multi-voxel-patroonanalyses (MVPA) gebruiken om neurale indices van geheugengestuurde navigatieplanning te verkrijgen. De onderzoekers zullen vervolgens de mechanismen onderzoeken waardoor stress het vermogen van individuen beperkt om flexibel naar toekomstige doelen te navigeren. Een cruciaal doel zal zijn om de neurale basis voor individuele verschillen in navigatieplanning en de stressrespons te evalueren, waardoor nieuw inzicht wordt verkregen in convergente neurocognitieve kenmerken die ten grondslag liggen aan verschillende graden van leeftijdsgerelateerde cognitieve achteruitgang. De onderzoekers voorspellen dat verminderde prospectieve planning geassocieerd is met individuele verschillen in (a) gevoeligheid voor exogene, experimenteel geïnduceerde stress, en (b) door stress verstoorde werking van geheugen en aandacht en cognitieve controlenetwerken die nodig zijn voor mentale simulatie.

Het voorstel van de onderzoekers combineert een nieuw meeslepend navigatieparadigma, gevalideerd door de PI bij gezonde jonge volwassenen, en een gevestigde exogene manipulatie tussen proefpersonen van psychologische stress (zie Onderzoeksstrategie). Dit paradigma geeft deelnemers de mogelijkheid om ofwel (a) flexibel gebruik te maken van ruimtelijk geheugen om efficiënte routes naar doellocaties te plannen, of (b) terug te vallen op inefficiënte, maar cognitief minder veeleisende stimulus-responsassociaties (d.w.z. gewoonten). . Deelnemers zullen pseudo-willekeurig worden toegewezen aan door stress gemanipuleerde of controlegroepen, waarbij een initiële prospectieve willekeurige toewijzing van subject-ID's wordt aangepast naarmate de rekrutering vordert om ongeveer gelijkwaardige leeftijdsverdelingen in de twee groepen af ​​te dwingen (en zo verwarring in latere groepsvergelijkingen te beperken). Speekselcortisol (stresshormoon) assays (geanonimiseerd) zullen het stressverschil tussen groepen helpen valideren. Door gebruik te maken van MVPA en vragenlijsten over eigenschappen, zal de studie van de onderzoekers testen of experimenteel geïnduceerde stress ertoe leidt dat individuen minder details over toekomstige locaties in gedachten houden bij het plannen van routes, en of dergelijke beperkte prospectieve gedachten deelnemers uiteindelijk vertekenen tot relatief inflexibele, gebruikelijke acties.

Veroudering wordt geassocieerd met verschillen in de mate waarin mensen vertrouwen op "kaartachtig" ruimtelijk geheugen versus procedurele motorische reacties op doorkruisende omgevingen. Het onderzoek van de onderzoekers naar de effecten van stress op gebruikelijke versus prospectieve ruimtelijke geheugengestuurde navigatie is dus ingebed in de context van leeftijdsgerelateerde verschillen in ruimtelijke geheugenverwerking in de doelpopulatie van de onderzoekers. De onderzoekers zullen verder een endogene navigatiestrategie-identificatietaak gebruiken, waardoor we 1) een verband kunnen leggen tussen endogene navigatiestrategievoorkeuren en prestaties op de toekomstige navigatietaak van de onderzoekers, en 2) bestuderen hoe endogene navigatiestrategievoorkeuren interageren met geïnduceerde stress om invloed uit te oefenen op de neurale en gedragsmatige uitkomstmaten van de onderzoekers indexeren efficiënte, prospectieve ruimtelijke cognitie.