Effekt, overføring og nevrofunksjonelt grunnlag for en minnetrening rettet mot episodisk gjenfinning hos eldre voksne. (SPECTRA)

Aldring fører til kognitive endringer som påvirker hukommelsen, spesielt episodisk gjenfinning, som er involvert i å huske en hendelse innenfor en spesifikk romlig-tidsmessig kontekst. Disse svekkelsene er skadelig for seniorers livskvalitet. Nylig har kognitiv trening tiltrukket seg betydelig interesse i det vitenskapelige miljøet, ettersom det forbedrer kognisjon hos eldre voksne, og produserer strukturelle og funksjonelle endringer (f.eks. Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). De anses som en form for "sen utdanning" som sannsynligvis vil gi nevrobeskyttelse. En bedre forståelse av treningsinduserte hjerneforandringer er derfor avgjørende for en bedre forståelse av det nevroplastiske potensialet til den aldrende hjernen. Det skilles mellom opplæring som tar sikte på å lære bort strategier, og opplæring som tar sikte på å gjentatte ganger øve på en oppgave som innebærer en nøkkelprosess for å tilrettelegge den (von Bastian et al., 2022). Sistnevnte er anerkjent for å ha større potensial til å indusere en overføring av fordelene deres til utrente evner. I følge den INTERAKTIVE modellen (Belleville et al., 2014) vil de føre til en reduksjon i aktivering i hjerneregionene som er involvert i oppgaven, på grunn av mer effektiv prosessering innenfor spesialiserte regioner. Likevel er det svært få treningsprogrammer som er rettet mot episodisk henting. Å utvikle slike treninger vil derfor bidra til vår forståelse av treningsinduserte hjerneendringer. En nøkkelprosess involvert i episodisk gjenfinning som slik trening kan målrettes mot er scenekonstruksjon (Hassabis et al., 2007). Dette tilsvarer evnen til mentalt å generere og opprettholde sammenhengen i en kompleks scene. Det ville engasjere den fremre hippocampus (Zeidman et al., 2015), spesielt dens mediale del (Zeidman & Maguire, 2016), og et "kjerne" nettverk som omfatter de mediale tinninglappene, parahippocampus cortex og bakre parietale regioner som retrosplenial cortex og precuneus. Studier tyder på at denne prosessen kan være målrettet og tilrettelagt når deltakerne blir intervjuet om deres hukommelse av en video via en episodisk spesifisitetsinduksjon (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) - en manipulasjon basert på en veletablert politiintervjuteknikk kjent som det kognitive intervjuet (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Denne teknikken fremmer mentale bilder, strukturerer gjenkalling og legger vekt på romlige forhold mellom enheter i en scene. På atferdsnivå har det vist seg hos både unge og gamle voksne at det å motta en enkelt ESI rett før de utfører en oppgave av interesse som involverer scenekonstruksjon midlertidig forbedrer ytelsen på den oppgaven (Schacter & Madore, 2016). På hjernenivå har ESI vist seg hos unge voksne å øke aktiveringen av hjerneregioner som er involvert i scenekonstruksjon under oppgaven av interesse (Madore et al., 2016), spesielt under konstruksjonsfasen. Denne fasen tilsvarer gjenfinningen av hendelsesrepresentasjonen, og går foran utdypingsfasen, assosiert med gjenfinning av tilleggsdetaljer (se konstruksjons-utarbeidelsesparadigmet, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Disse to fasene har felles og distinkte nevrale korrelater (Daviddi et al., 2023). Konstruksjonsfasen er assosiert med sterkere tilkobling av venstre fremre hippocampus med høyre fremre hippocampus og venstre frontotemporale regioner, mens elaboreringsfasen er assosiert med sterkere tilkobling av venstre fremre hippocampus med bilaterale bakre hippocampus og visuelle persepsjonsregioner (Daviddi et al. ., 2023; McCormick et al., 2015). Imidlertid har ESI aldri blitt tilpasset i et treningsprogram for å studere effektene på den gamle hjernen. I en proof-of-concept-studie testet vi på 16 friske eldre voksne et ESI-basert treningsprogram som vi lagde sammen med potensielle fremtidige sluttbrukere. Vi observerte overføring til oppgaver for fri gjenkalling og gjenkjenning, men også til oppgaver med problemløsning (Platt & Spivack, 1975) og divergerende kreativ tenkning (Guilford, 1967), som ikke er rene hukommelsesoppgaver, men som ville innebære scenekonstruksjon. I denne studien tar vi sikte på å sammenligne den ESI-baserte treningen med en aktiv kontrolltrening og undersøke de involverte nevrale underlagene.

60 friske eldre voksne (60-85 år) vil bli rekruttert til denne studien. Alle deltakerne vil bli rekruttert fra samfunnet og bosatt i Montreal-området. Et telefonintervju vil gi innledende valginformasjon. Kvalifiserte personer vil bli invitert til å komme til laboratoriet for en kort nevropsykologisk vurdering for å evaluere deres kliniske status og kognitive funksjon, samt en atferdsvurdering (PRE). Når det gjelder atferdsoppgaver, vil tre oppgaver fra proof-of-concept-studien bli brukt: fri gjenkalling og gjenkjennelse (som nærmeste- og nesten-overføringsutfall) og problemløsning (som fjernoverføringsutfall). Disse oppgavene vil bli fullført to ganger, én gang i ESI-tilstand rett etter å ha mottatt én ESI; en gang i NoESI-tilstanden rett etter å ha mottatt et generelt tankeintervju (se Madore et al., 2014). Sesjonen om atferdsvurdering vil vare i 2 timer. Pre-trening atferdsvurdering økten vil bli fulgt i gjennomsnitt to dager senere av en funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI) skanning. Når det gjelder fMRI-oppgaven: utenfor skanningen vil deltakerne først kode korte videoer av scener fra hverdagen sammen med titlene deres. Deretter, i skanningen, vil hver tittel bli presentert og deltakerne vil svare på spørsmål om de romlige relasjonene mellom objekter som var til stede i videoen knyttet til tittelen. fMRI-øktene vil vare 1 time (inkludert 30 minutter i skanneren). Deltakerne vil bli tilfeldig tildelt en av to treningsgrupper (ESI vs. Aktiv kontroll). Den ESI-baserte opplæringen består i å gjenkalle korte videoklipp ved hjelp av ESI, først overvåket, deretter uten tilsyn (selvadministrert). Den aktive kontrolltreningen består i å gjenkalle assosiasjoner mellom bilder og ord (tilpasset fra Bellander et al., 2017). Deltakerne trenes i små grupper på 4 personer, totalt 15 grupper. I gjennomsnitt vil resultatmål bli tatt en uke før første treningsøkt (PRE), og dagen etter siste treningsøkt (POST). Ulike versjoner av oppgavene vil bli brukt i vurderingen før og etter trening, samt i ESI- og NoESI-forholdene.

Effekten av trening på atferdstiltak vil bli vurdert. For de tre oppgavene (fri gjenkalling, gjenkjennelse og problemløsning), bør høyere pre-treningsytelse observeres i ESI enn i NoESI-tilstanden, og forbedringer før til post-trening bør observeres først etter ESI-treningen, spesielt i NoESI-tilstand. Effekten av trening på hjerneaktivering og statisk og dynamisk funksjonell tilkobling (SFC & DFC) vil også bli vurdert. Når det gjelder hjerneaktivering, bør aktivering av den mediale tinninglappen under konstruksjonsfasen, og spesielt venstre fremre hippocampus og nedre parietallapp involvert i scenekonstruksjon (Madore et al., 2016, 2019), avta etter ESI-treningen, noe som tyder på en økning i hjernens effektivitet. For statisk FC bør ESI-treningen øke modulariteten til kjernehjernenettverket relatert til episodisk prosessering, inkludert hippocampus, bilateral parahippocampal gyrus, angular gyrus, medial prefrontal cortex, precuneus og retrosplenial/posterior cortex (Benoit & Schacter, 2015). Det bør også redusere kommunikasjonen med det frontoparietale hjernenettverket relatert til kognitiv kontroll (dvs. bilateral lateral prefrontal cortex, anterior cingulate og precuneus; Vincent et al., 2008), noe som gjenspeiler større segregering og mer automatisert prosessering. For dynamisk FC vil vi se på tidsmessige rekonfigurasjoner av FC innenfor og mellom oppgaveassosierte nettverk, før og etter trening. ESI-trente deltakere bør være raskere til å bytte fra et integrert nettverk for byggefasen, til et integrert nettverk for utviklingsfasen, noe som foreslår en tilpasning av kognitive prosesseringsstrategier.