Эффективность, перенос и нейрофункциональная основа тренировки памяти, направленной на эпизодическое воспроизведение у пожилых людей. (SPECTRA)

Старение приводит к когнитивным изменениям, которые влияют на память, особенно на эпизодическое воспроизведение, которое связано с запоминанием события в определенном пространственно-временном контексте. Эти нарушения негативно влияют на качество жизни пожилых людей. В последнее время когнитивная тренировка вызвала значительный интерес в научном сообществе, поскольку она улучшает когнитивные функции у пожилых людей и вызывает структурные и функциональные изменения (например, Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). Их считают формой «позднего обучения», которая может обеспечить нейропротекцию. Поэтому лучшее понимание изменений мозга, вызванных тренировками, необходимо для лучшего понимания нейропластического потенциала стареющего мозга. Различают обучение, направленное на обучение стратегиям, и обучение, направленное на неоднократное отработку задачи, которая включает в себя ключевой процесс для ее облегчения (фон Бастиан и др., 2022). Признано, что последние обладают большим потенциалом для того, чтобы стимулировать передачу своих преимуществ нетренированным способностям. Согласно модели INTERACTIVE (Belleville et al., 2014), они должны были привести к снижению активации в участках мозга, участвующих в выполнении задачи, за счет более эффективной обработки данных в специализированных регионах. Тем не менее, существует очень мало программ обучения, нацеленных на эпизодическое извлечение информации. Таким образом, разработка таких тренингов будет способствовать нашему пониманию изменений мозга, вызванных тренировками. Одним из ключевых процессов эпизодического извлечения информации, на который может быть нацелено такое обучение, является построение сцены (Hassabis et al., 2007). Это соответствует способности мысленно генерировать и поддерживать связность сложной сцены. Он будет задействовать переднюю часть гиппокампа (Zeidman et al., 2015), особенно его медиальную часть (Zeidman & Maguire, 2016), а также «основную» сеть, включающую медиальные височные доли, парагиппокампальную кору и задние теменные области, такие как ретросплениальная область. кора и предклинье. Исследования показывают, что этот процесс может быть целенаправленным и облегченным, когда участников опрашивают об их воспоминаниях о видео с помощью индукции эпизодической специфичности (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) — манипуляции, основанной на хорошо зарекомендовавшей себя технике допроса в полиции, известной как Когнитивное интервью (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Этот метод способствует мысленному воображению, запоминанию структур и подчеркивает пространственные отношения между объектами в сцене. На поведенческом уровне как у молодых, так и у пожилых людей было показано, что получение одного ESI непосредственно перед выполнением интересующей задачи, связанной с построением сцены, временно улучшает производительность при выполнении этой задачи (Schacter & Madore, 2016). Было показано, что на уровне мозга ESI у молодых людей увеличивает активацию областей мозга, участвующих в построении сцены, во время выполнения интересующей задачи (Madore et al., 2016), особенно на этапе построения. Этот этап соответствует поиску представления события и предшествует этапу разработки, связанному с поиском дополнительных деталей (см. парадигму строительства-проработки, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Эти две фазы имеют общие и разные нейронные корреляты (Daviddi et al., 2023). Фаза построения связана с более сильным соединением левого переднего гиппокампа с правым передним гиппокампом и левыми лобно-височными областями, тогда как фаза разработки связана с более сильным соединением левого переднего гиппокампа с двусторонним задним гиппокампом и областями зрительного восприятия (Daviddi et al. ., 2023; Маккормик и др., 2015). Однако ESI никогда не был адаптирован в рамках программы обучения для изучения его воздействия на мозг пожилых людей. В ходе исследования, подтверждающего концепцию, мы протестировали на 16 здоровых пожилых людях программу обучения на основе ESI, которую мы создали совместно с потенциальными будущими конечными пользователями. Мы наблюдали переход к задачам на свободное припоминание и узнавание, а также к задачам по решению проблем (Platt & Spivack, 1975) и дивергентному творческому мышлению (Guilford, 1967), которые не являются чисто задачами на запоминание, но требуют построения сцены. В настоящем исследовании мы стремимся сравнить обучение на основе ESI с обучением с активным контролем и изучить задействованные нейронные субстраты.

Для этого исследования будут привлечены 60 здоровых пожилых людей (60-85 лет). Все участники будут набраны из местного населения и проживут в районе Монреаля. Телефонное собеседование предоставит первоначальную информацию об отборе. Лица, имеющие право на участие в программе, будут приглашены прийти в лабораторию для проведения короткого нейропсихологического обследования для оценки их клинического статуса и когнитивных функций, а также поведенческой оценки (PRE). Что касается поведенческих задач, будут использоваться три задачи из исследования, подтверждающего концепцию: свободное припоминание и узнавание (как результаты ближайшего и близкого переноса) и решение проблем (как результат дальнего переноса). Эти задания будут выполнены дважды: один раз в состоянии ESI сразу после получения одного ESI; однажды в состоянии NoESI сразу после интервью с общими мыслями (см. Madore et al., 2014). Сеанс поведенческой оценки продлится 2 часа. За сеансом поведенческой оценки перед тренировкой в ​​среднем через два дня последует функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Что касается задачи фМРТ: вне сканирования участники сначала будут кодировать короткие видеоролики сцен из повседневной жизни вместе с их названиями. Затем при сканировании будет представлен каждый заголовок, и участники ответят на вопросы о пространственных отношениях между объектами, которые присутствовали в связанном с заголовком видео. Сеансы фМРТ продлятся 1 час (включая 30 минут в сканере). Участники будут случайным образом распределены в одну из двух тренировочных групп (ESI и активный контроль). Обучение на основе ESI заключается в воспроизведении коротких видеороликов с использованием ESI сначала под контролем, а затем без присмотра (самоуправление). Тренировка активного контроля заключается в вспоминании ассоциаций между картинками и словами (по материалам Bellander et al., 2017). Участники будут обучаться в небольших группах по 4 человека, всего 15 групп. В среднем оценка результатов будет проводиться за неделю до первой тренировки (PRE) и на следующий день после последней тренировки (POST). Различные варианты заданий будут использоваться при оценке до и после обучения, а также в условиях ESI и NoESI.

Будет оценено влияние обучения на поведенческие показатели. Для трех задач (свободное припоминание, распознавание и решение проблем) в ESI должна наблюдаться более высокая производительность перед тренировкой, чем в состоянии NoESI, а улучшение до и после тренировки должно наблюдаться только после тренировки ESI, особенно в состоянии NoESI. Также будет оценено влияние тренировок на активацию мозга, а также статическую и динамическую функциональную связь (SFC и DFC). Что касается активации мозга, активация медиальной височной доли во время фазы построения, и особенно левого переднего гиппокампа и нижней теменной доли, участвующих в построении сцены (Madore et al., 2016, 2019), должна уменьшиться после тренировки ESI, что указывает на увеличение в эффективности мозга. Для статического ФК тренировка ESI должна повысить модульность сети основного мозга, связанной с эпизодической обработкой, включая гиппокамп, двустороннюю парагиппокампальную извилину, угловую извилину, медиальную префронтальную кору, предклинье и ретросплениальную/заднюю кору (Benoit & Schacter, 2015). Это также должно уменьшить связь с лобно-теменной сетью мозга, связанной с когнитивным контролем (т. е. с двусторонней латеральной префронтальной корой, передней поясной извилиной и предклиньем; Vincent et al., 2008), отражая большую сегрегацию и более автоматизированную обработку. Для динамического FC мы рассмотрим временные реконфигурации FC внутри сетей, связанных с задачами, и между ними, до и после обучения. Участники, прошедшие обучение ESI, должны быстрее переключаться с интегрированной сети на этапе строительства на интегрированную сеть на этапе разработки, что предполагает адаптацию стратегий когнитивной обработки.