Effekt, överföring och neurofunktionell grund för en minnesträning inriktad på episodinhämtning hos äldre vuxna. (SPECTRA)

Åldrande leder till kognitiva förändringar som påverkar minnet, särskilt episodisk återhämtning, som är involverad i att minnas en händelse inom ett specifikt rums-temporärt sammanhang. Dessa funktionsnedsättningar är skadliga för seniorers livskvalitet. Nyligen har kognitiv träning väckt stort intresse i det vetenskapliga samfundet, eftersom det förbättrar kognition hos äldre vuxna och producerar strukturella och funktionella förändringar (t.ex. Belleville et al., 2023; Belleville & Bherer, 2012). De anses vara en form av "sen utbildning" som sannolikt ger neuroskydd. En bättre förståelse för träningsinducerade hjärnförändringar är därför väsentlig för en bättre förståelse av den åldrande hjärnans neuroplastiska potential. Man skiljer på träning som syftar till att lära ut strategier och träning som syftar till att upprepade gånger öva en uppgift som involverar en nyckelprocess för att underlätta den (von Bastian et al., 2022). De senare anses ha större potential att inducera en överföring av sina fördelar till otränade förmågor. Enligt den INTERAKTIVA modellen (Belleville et al., 2014) skulle de leda till en minskning av aktiveringen i de hjärnregioner som är involverade i uppgiften, på grund av effektivare bearbetning inom specialiserade regioner. Ändå finns det väldigt få träningsprogram som riktar sig till episodiskt hämtning. Att utveckla sådana utbildningar skulle därför bidra till vår förståelse av träningsinducerade hjärnförändringar. En nyckelprocess involverad i episodisk hämtning som sådan träning kan riktas mot är scenkonstruktion (Hassabis et al., 2007). Detta motsvarar förmågan att mentalt generera och bibehålla koherensen i en komplex scen. Det skulle engagera den främre hippocampus (Zeidman et al., 2015), särskilt dess mediala del (Zeidman & Maguire, 2016), och ett "kärnnätverk" bestående av de mediala temporalloberna, parahippocampus cortex och bakre parietalregioner såsom retrosplenial cortex och precuneus. Studier tyder på att denna process kan målinriktas och underlättas när deltagarna intervjuas om deras minne av en video via en episodisk specificitetsinduktion (ESI; Madore, Gaesser & Schacter, 2014) - en manipulation baserad på en väletablerad teknik för polisintervjuer känd som den kognitiva intervjun (CI; Fisher & Geiselman, 1992). Denna teknik främjar mentala bilder, strukturerar återkallande och betonar rumsliga relationer mellan enheter i en scen. På beteendenivå har det visat sig hos både unga och gamla vuxna att om man tar emot en enda ESI precis innan man utför en uppgift av intresse som involverar scenkonstruktion tillfälligt förbättrar prestandan på den uppgiften (Schacter & Madore, 2016). På hjärnnivå har ESI hos unga vuxna visat sig öka aktiveringen av hjärnregioner som är involverade i scenkonstruktion under den aktuella uppgiften (Madore et al., 2016), särskilt under konstruktionsfasen. Denna fas motsvarar hämtningen av händelserepresentationen och föregår bearbetningsfasen, associerad med hämtning av ytterligare detaljer (se konstruktions-utarbetningsparadigmet, Addis et al., 2007; Daselaar et al., 2008). Dessa två faser har gemensamma och distinkta neurala korrelat (Daviddi et al., 2023). Konstruktionsfasen är associerad med starkare anslutning av den vänstra främre hippocampus med den högra främre hippocampus och vänster frontotemporala regioner, medan elaboreringsfasen är associerad med starkare anslutning av den vänstra främre hippocampus med de bilaterala bakre hippocampus och visuella perceptionsregionerna (Daviddi et al. ., 2023; McCormick et al., 2015). ESI har dock aldrig anpassats inom ett träningsprogram för att studera dess effekter på den åldrade hjärnan. I en proof-of-concept-studie testade vi på 16 friska äldre vuxna ett ESI-baserat träningsprogram som vi skapade tillsammans med potentiella framtida slutanvändare. Vi observerade överföring till fria återkallande- och igenkänningsuppgifter, men också till problemlösningsuppgifter (Platt & Spivack, 1975) och divergerande kreativt tänkande (Guilford, 1967), som inte är rena minnesuppgifter, utan som skulle involvera scenkonstruktion. I denna studie syftar vi till att jämföra den ESI-baserade träningen med en aktiv kontrollträning och undersöka de involverade neurala substraten.

60 friska äldre vuxna (60-85 år) kommer att rekryteras till denna studie. Alla deltagare kommer att rekryteras från samhället och bosatta i Montreal-området. En telefonintervju kommer att ge inledande urvalsinformation. Berättigade personer kommer att bjudas in att komma till laboratoriet för en kort neuropsykologisk bedömning för att utvärdera deras kliniska status och kognitiva funktion, samt en beteendebedömning (PRE). När det gäller beteendeuppgifter kommer tre uppgifter från proof-of-concept-studien att användas: fritt återkallande och igenkänning (som närmast- och nära-överföringsresultat) och problemlösning (som långt överföringsresultat). Dessa uppgifter kommer att slutföras två gånger, en gång i ESI-tillstånd direkt efter att ha mottagit en ESI; en gång i NoESI-tillståndet direkt efter att ha fått en allmän tankeintervju (se Madore et al., 2014). Beteendeutvärderingssessionen kommer att pågå i 2 timmar. Beteendeutvärderingssessionen före träning kommer att följas i genomsnitt två dagar senare av en funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI). När det gäller fMRI-uppgiften: utanför skanningen kommer deltagarna först att koda korta videor av scener från vardagen tillsammans med sina titlar. Sedan, i skanningen, kommer varje titel att presenteras och deltagarna kommer att svara på frågor om de rumsliga relationerna mellan objekt som fanns i videon som är kopplad till titeln. fMRI-sessionerna kommer att pågå i 1 timme (inklusive 30 minuter i skannern). Deltagarna kommer att slumpmässigt tilldelas en av två träningsgrupper (ESI vs. Aktiv kontroll). Den ESI-baserade utbildningen består i att återkalla korta videoklipp med hjälp av ESI, först övervakad, sedan utan tillsyn (självadministrerad). Den aktiva kontrollträningen består i att återkalla associationer mellan bilder och ord (anpassad från Bellander et al., 2017). Deltagarna kommer att tränas i små grupper om 4 personer, för totalt 15 grupper. I genomsnitt kommer resultatmått att vidtas en vecka före det första träningspasset (PRE) och dagen efter det sista träningspasset (POST). Olika versioner av uppgifterna kommer att användas i bedömningen före och efter utbildningen, såväl som i ESI- och NoESI-villkoren.

Effekten av träning på beteendeåtgärder kommer att bedömas. För de tre uppgifterna (fritt återkallande, igenkänning och problemlösning) bör högre prestanda före träning observeras i ESI än i NoESI-tillstånd, och förbättringar före till efter träning bör observeras först efter ESI-träningen, särskilt i NoESI-tillstånd. Effekten av träning på hjärnaktivering och statisk och dynamisk funktionell anslutning (SFC & DFC) kommer också att bedömas. När det gäller hjärnaktivering bör aktiveringen av den mediala tinningloben under konstruktionsfasen, och särskilt den vänstra främre hippocampus och den nedre parietalloben involverade i scenkonstruktion (Madore et al., 2016, 2019), minska efter ESI-träningen, vilket tyder på en ökning i hjärnans effektivitet. För statisk FC bör ESI-träningen öka modulariteten i kärnhjärnnätverket relaterat till episodisk bearbetning, inklusive hippocampus, bilateral parahippocampal gyrus, angular gyrus, mediala prefrontal cortex, precuneus och retrosplenial/posterior cortex (Benoit & Schacter, 2015). Det bör också minska kommunikationen med det frontoparietala hjärnnätverket relaterat till kognitiv kontroll (d.v.s. bilateral lateral prefrontal cortex, anterior cingulate och precuneus; Vincent et al., 2008), vilket återspeglar större segregation och mer automatiserad bearbetning. För dynamisk FC kommer vi att titta på tidsmässiga omkonfigurationer av FC inom och mellan uppgiftsassocierade nätverk, före och efter träning. ESI-utbildade deltagare bör vara snabbare att byta från ett integrerat nätverk för konstruktionsfasen till ett integrerat nätverk för utvecklingsfasen, vilket föreslår en anpassning av kognitiva bearbetningsstrategier.