Werkzaamheid, overdracht en neuro-functionele basis van een geheugentraining gericht op episodisch herstel bij oudere volwassenen. (SPECTRA)

Veroudering leidt tot cognitieve veranderingen die het geheugen beïnvloeden, met name episodisch ophalen, wat betrokken is bij het herinneren van een gebeurtenis binnen een specifieke spatio-temporele context. Deze beperkingen zijn schadelijk voor de levenskwaliteit van senioren. Recentelijk heeft cognitieve training aanzienlijke belangstelling getrokken in de wetenschappelijke gemeenschap, omdat het de cognitie bij oudere volwassenen verbetert en structurele en functionele veranderingen teweegbrengt (bijv. Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). Ze worden beschouwd als een vorm van ‘laat onderwijs’ die waarschijnlijk neuroprotectie biedt. Een beter begrip van door training geïnduceerde hersenveranderingen is daarom essentieel voor een beter begrip van het neuroplastische potentieel van de verouderende hersenen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen training die erop gericht is strategieën aan te leren, en training die erop gericht is herhaaldelijk een taak te oefenen waarbij een sleutelproces betrokken is om deze taak te vergemakkelijken (von Bastian et al., 2022). Er wordt erkend dat deze laatste een groter potentieel hebben om een ​​overdracht van hun voordelen naar ongetrainde vaardigheden teweeg te brengen. Volgens het INTERACTIVE-model (Belleville et al., 2014) zouden ze leiden tot een afname van de activering in de hersengebieden die bij de taak betrokken zijn, als gevolg van efficiëntere verwerking binnen gespecialiseerde regio's. Toch zijn er zeer weinig trainingsprogramma's die zich richten op episodische retrieval. Het ontwikkelen van dergelijke trainingen zou daarom bijdragen aan ons begrip van door training veroorzaakte hersenveranderingen. Een belangrijk proces dat betrokken is bij episodische retrieval en waarop dergelijke training zich zou kunnen richten, is de constructie van scènes (Hassabis et al., 2007). Dit komt overeen met het vermogen om mentaal de samenhang van een complexe scène te genereren en te behouden. Het zou de voorste hippocampus betrekken (Zeidman et al., 2015), vooral het mediale deel ervan (Zeidman & Maguire, 2016), en een 'kern'-netwerk bestaande uit de mediale temporale kwabben, de parahippocampale cortex en de posterieure pariëtale gebieden zoals de retrospleniale gebieden. cortex en precuneus. Studies suggereren dat dit proces gericht en vergemakkelijkt kan worden wanneer deelnemers worden geïnterviewd over hun herinnering aan een video via een Episodic Specificity Induction (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) - een manipulatie gebaseerd op een beproefde politie-verhoortechniek die bekend staat als het cognitieve interview (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Deze techniek bevordert mentale beelden, structureert het herinneren en benadrukt de ruimtelijke relaties tussen entiteiten in een scène. Op gedragsniveau is bij zowel jonge als oude volwassenen aangetoond dat het ontvangen van een enkele ESI vlak voor het uitvoeren van een interessante taak waarbij scèneconstructie betrokken is, de prestaties bij die taak tijdelijk verbetert (Schacter & Madore, 2016). Op hersenniveau is aangetoond dat ESI bij jonge volwassenen de activering verhoogt van hersengebieden die betrokken zijn bij de constructie van de scène tijdens de betreffende taak (Madore et al., 2016), met name tijdens de constructiefase. Deze fase komt overeen met het ophalen van de gebeurtenisrepresentatie en gaat vooraf aan de uitwerkingsfase, geassocieerd met het ophalen van aanvullende details (zie constructie-uitwerkingsparadigma, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Deze twee fasen hebben gemeenschappelijke en verschillende neurale correlaten (Daviddi et al., 2023). De constructiefase gaat gepaard met een sterkere connectiviteit van de linker anterieure hippocampus met de rechter anterieure hippocampus en de linker frontotemporale gebieden, terwijl de uitwerkingsfase geassocieerd is met een sterkere connectiviteit van de linker anterieure hippocampus met de bilaterale posterieure hippocampus en visuele perceptiegebieden (Daviddi et al. ., 2023; McCormick et al., 2015). De ESI is echter nooit binnen een trainingsprogramma aangepast om de effecten ervan op de oudere hersenen te bestuderen. In een proof-of-concept-studie hebben we bij 16 gezonde oudere volwassenen een op ESI gebaseerd trainingsprogramma getest dat we samen met potentiële toekomstige eindgebruikers hebben ontwikkeld. We observeerden overdracht naar vrije herinnerings- en herkenningstaken, maar ook naar probleemoplossende (Platt & Spivack, 1975) en divergerende creatieve denktaken (Guilford, 1967), die niet louter geheugentaken zijn, maar waarbij scèneconstructie betrokken zou zijn. In de huidige studie willen we de op ESI gebaseerde training vergelijken met een actieve controletraining en de betrokken neurale substraten onderzoeken.

Voor dit onderzoek zullen 60 gezonde ouderen (60-85 jaar) worden gerekruteerd. Alle deelnemers worden gerekruteerd uit de gemeenschap en wonen in de omgeving van Montreal. Een telefonisch interview zal de eerste selectie-informatie opleveren. In aanmerking komende personen worden uitgenodigd om naar het laboratorium te komen voor een korte neuropsychologische beoordeling om hun klinische status en cognitief functioneren te evalueren, evenals een gedragsbeoordeling (PRE). Wat gedragstaken betreft, zullen drie taken uit het proof-of-concept-onderzoek worden gebruikt: vrije herinnering en herkenning (als dichtstbijzijnde en bijna-overdrachtsresultaten) en probleemoplossing (als verre-overdrachtsresultaten). Deze taken worden twee keer voltooid, één keer in de ESI-conditie direct na ontvangst van één ESI; eenmaal in de NoESI-conditie direct na ontvangst van een interview met algemene gedachten (zie Madore et al., 2014). Een gedragsbeoordelingssessie duurt 2 uur. De gedragsbeoordelingssessie voorafgaand aan de training wordt gemiddeld twee dagen later gevolgd door een functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) -scan. Wat betreft de fMRI-taak: buiten de scan coderen deelnemers eerst korte video's van scènes uit het dagelijks leven, samen met hun titels. Vervolgens wordt in de scan elke titel gepresenteerd en beantwoorden deelnemers vragen over de ruimtelijke relaties tussen objecten die aanwezig waren in de video die bij de titel hoort. De fMRI-sessies duren 1 uur (inclusief 30 minuten in de scanner). Deelnemers worden willekeurig toegewezen aan een van de twee trainingsgroepen (ESI versus actieve controle). De op ESI gebaseerde training bestaat uit het oproepen van korte videoclips met behulp van de ESI, eerst onder toezicht en daarna zonder toezicht (in eigen beheer). De actieve controletraining bestaat uit het herinneren van associaties tussen afbeeldingen en woorden (overgenomen van Bellander et al., 2017). Deelnemers worden getraind in kleine groepen van 4 personen, in totaal 15 groepen. Gemiddeld worden uitkomstmaten een week vóór de eerste trainingssessie (PRE) en de dag na de laatste trainingssessie (POST) genomen. Er zullen verschillende versies van de taken worden gebruikt bij de beoordeling vóór en na de training, evenals bij de ESI- en NoESI-voorwaarden.

Het effect van training op gedragsmaatregelen zal worden beoordeeld. Voor de drie taken (vrije herinnering, herkenning en probleemoplossing) moeten hogere prestaties vóór de training worden waargenomen in de ESI dan in de NoESI-conditie, en verbetering vóór en na de training mag pas worden waargenomen na de ESI-training, vooral in de NoESI-conditie. Het effect van training op hersenactivatie en statische en dynamische functionele connectiviteit (SFC & DFC) zal ook worden beoordeeld. Wat betreft hersenactivatie zou de activatie van de mediale temporale kwab tijdens de constructiefase, en vooral de linker voorste hippocampus en de onderste pariëtale kwab die betrokken zijn bij scèneconstructie (Madore et al., 2016, 2019), moeten afnemen na de ESI-training, wat duidt op een toename op het gebied van hersenefficiëntie. Voor statische FC zou de ESI-training de modulariteit van het kernbreinnetwerk gerelateerd aan episodische verwerking moeten vergroten, inclusief de hippocampus, bilaterale parahippocampale gyrus, hoekige gyrus, mediale prefrontale cortex, precuneus en retrospleniale/posterieure cortex (Benoit & Schacter, 2015). Het zou ook de communicatie met het fronto-pariëtale hersennetwerk met betrekking tot cognitieve controle (dat wil zeggen de bilaterale laterale prefrontale cortex, de anterieure cingulate en precuneus; Vincent et al., 2008) moeten verminderen, wat een grotere segregatie en meer geautomatiseerde verwerking weerspiegelt. Voor dynamische FC zullen we kijken naar temporele herconfiguraties van FC binnen en tussen taakgerelateerde netwerken, voor en na de training. ESI-getrainde deelnemers zouden sneller moeten kunnen overstappen van een geïntegreerd netwerk voor de constructiefase naar een geïntegreerd netwerk voor de uitwerkingsfase, wat een aanpassing van cognitieve verwerkingsstrategieën suggereert.