Utjecaj prijetnje stereotipa na moždanu aktivnost tokom zadataka pamćenja kod starijih odraslih, 2. dio
Sep 11, 2023
2.4. Prikupljanje i projektovanje fizioloških podataka
Parasimpatička srčana kontrola je mjerena visokofrekventnom varijabilnošću srčane frekvencije (HF HRV) izvedenom iz EKG-a. HF HRV je fluktuacija srčane frekvencije između otkucaja unutar respiratornog frekventnog opsega (0.12 – 0.40 Hz) za koju je pokazano da je indeks parasimpatičke kontrole srca (Berntson et al. , 2017). HF HRV je prirodni log varijanse srčanog perioda u respiratornom pojasu (u ms 2 ). EKG je dobijen korišćenjem Bionex sistema (Mindware Technologies LTD, Gahanna, OH). Softver Mindware je izveo HF HRV spektralnom analizom serije intervala između otkucaja iz EKG-a.
Aktivnost parasimpatičkog nervnog sistema usko je povezana sa performansama pamćenja. Veliki broj eksperimenata je dokazao da aktivnost parasimpatičkog nervnog sistema značajno poboljšava kognitivne i memorijske sposobnosti ljudskog organizma. Pored toga, stanje aktivnosti ovog sistema je povezano i sa plastičnošću moždane kore. Drugim riječima, njegova odgovarajuća stimulacija može promovirati sinaptičke veze u mozgu i poboljšati neurološke funkcije.
Kada smo u opuštenom stanju, naši parasimpatički živci ostaju aktivni, što uzrokuje da mozak oslobađa kemikalije koje poboljšavaju pamćenje, kao što je acetilkolin. Acetilholin je katalizator koji potiče prijenos informacija između neurona i pomaže nam da bolje učimo i pamtimo. Osim toga, pravilno disanje i otkucaji srca u opuštenom stanju su pogodniji za cirkulaciju krvi u mozgu, čime se u potpunosti opskrbljuje kisikom mozak i poboljšava funkcija mozga.
Stoga, opuštanje mišića, sporo disanje i ugodno okruženje mogu nam pomoći da se opustimo, prilagođavajući na taj način uzbuđenje parasimpatičkih nerava i promovirajući učenje i pamćenje. Pored toga, ishrana, vežbanje i san moraju u potpunosti da uzmu u obzir uticaj parasimpatičkog nervnog sistema. Ljudi bi trebali obratiti pažnju na održavanje dobrog načina života kako bi održali svoje tijelo i mozak u optimalnom stanju.
Ukratko, parasimpatički nervni sistem ima važan uticaj na ljudsko zdravlje i performanse pamćenja. Stoga je u našem svakodnevnom životu vrlo neophodno održavati odgovarajuće stanje opuštanja. Samo opuštanjem uma i dopuštanjem svom tijelu i umu da se opuste možete postići bolje efekte učenja i pamćenja. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati naše pamćenje jer je Cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa proizlazi iz različitih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiselinu, polisaharide, flavonoide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na različite načine.
Kliknite na Znaj kratkoročno pamćenje kako poboljšati
2.5. fMRI akvizicija
Slike su dobijene pomoću {{0}}T Philips Achieva skenera u Istraživačkom centru za MRI Univerziteta u Čikagu. Funkcionalni skenovi su dobijeni pomoću T2*-ponderisane eho planarne sekvence slike (vrijeme ponavljanja [TR]=2 s, vrijeme eha [TE]=25 ms, vidno polje [FOV]=192 mm; ugao preokreta=77 stepen, veličina matrice=64×63 mm, rezolucija u ravni=3 × 3 mm2). 34 isprepletene kriške (debljine 4 mm, 0,5 mm preskakanja između rezova) su dobijene za pokrivanje cijelog mozga. Tokom svakog od 5 funkcionalnih ciklusa, primijenili smo z-šimming na 4 preseka preko orbitalne frontalne regije duž gornjeg/donjeg smjera za kompenzacijski gradijent kako bismo povratili gubitak signala zbog artefakta nosne šupljine (Du et al., 2007). Strukturni skenovi su posljednji dobijeni korištenjem T1 - ponderisanog strukturalnog Turbo Echo polja visoke rezolucije (TR = 8 ms, TE=3.8 ms, ugao preokreta=8 stepen, FOV {{ 27}} mm, matrica=224×224 mm2, rezolucija u ravni=1 × 1 mm2).
2.6. fMRI obrada i analiza podataka
Naši MRI zadaci su imali dvije faze: fazu blokiranog zadatka koja se smjenjivala između epizodnog kodiranja memorije, radne memorije i zadataka odbrojavanja, nakon čega je slijedio test memorije u vezi s događajem za stavke epizodne memorije. Naša manipulacija stereotipima prethodila je objema fazama, tako da je utjecaj aktivacije stereotipa na cjelokupni pristup učesnika različitim zadacima – ili njihov način razmišljanja tokom eksperimentalne sesije – trebao biti prisutan u svakoj fazi. Budući da blokirani dizajni obično imaju više snage da detektuju grupne razlike u performansama u poređenju sa dizajnom povezanim sa događajima, ovo je bio naš primarni fokus i mi izveštavamo samo o MRI metodama i analizama blokiranog dizajna u odeljcima koji slede. Dodatne metode i analize za zadatak prepoznavanja vezan za događaje opisane su u Dodatnim materijalima
Prethodna obrada i analiza podataka sprovedeni su korišćenjem SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging, London) implementiranog u MATLAB R2015a (The Mathworks Inc., Natick, MA, SAD). Standardna predobrada je izvršena na funkcionalnim podacima, uključujući korištenje mapa polja za odmotavanje slika, ponovno poravnavanje vremenske serije korištenjem pristupa najmanjih kvadrata i prostornu transformaciju od šest parametara (kruto tijelo) koja je poravnata s prvom slikom u nizu, anatomska koregistracija, segmentacija anatomskog skeniranja na sivu tvar, bijelu tvar i cerebrospinalnu tekućinu i prostorno izglađivanje (koristeći 6-mm polumaksimalno izotropno Gaussovo jezgro pune širine). Normalizacija na šablon Montrealskog neurološkog instituta (MNI prostor) (ponovno uzorkovanje na 2 mm kubnih voksela) je implementirana za grupne analize.
For each participant, the BOLD response was modeled using an unbiased whole-brain approach under the assumptions of the general linear model (GLM) (Friston et al., 1995). In these analyses, blocked event types of interest and covariates of no interest (a mean for the functional run, a linear trend for the functional run, and six movement parameters derived from realignment) were used to compute parameter estimates at each voxel. A high-pass filter of 66 s was used to remove low-frequency drifts. Second-level analyses were conducted using a 2 (Group: stereotype, control) by 3 (Task: episodic encoding, working memory, countdown) mixed factorial design. This ANOVA yielded overall task-related differences in brain activity (main effect of task: encoding vs. working memory vs. countdown), overall stereotype-related differences in brain activity (main effect of group: stereotype vs. control), and any differences in the effect of stereotype on brain activity associated with these tasks (interaction between task and group). For completeness, the countdown task also was used as a low-difficulty control task to identify brain activity associated with the memory tasks, and we report contrasts for episodic encoding >odbrojavanje i radna memorija > odbrojavanje. Svi rezultati su prijavljeni na p < .05, ispravljeni za višestruka poređenja koristeći Monte Carlo simulacije putem 3dClustSim na AFNI.
Pored analiza celog mozga, sprovedene su studije regiona od interesa (ROI). Anatomski ROI odabrani su na osnovu literature kako bi se dalje karakterizirao BOLD odgovor tokom različitih kognitivnih zadataka i mogućih grupnih razlika. ROI povezani s hipotezom ometanja izvršne kontrole zasnovani su na prethodnim studijama prijetnji stereotipa kod mlađih odraslih osoba (Krendl i sur., 2008; Wraga et al., 2007), a uključivali su bilateralnu amigdalu, ACC, MFG i lijevi IFG/BA 47. ROI povezani s hipotezom regulatornog uklapanja zasnovani su na prethodnim studijama fokusa na prevenciju (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) ili obrade riječi stereotipa starenja (Colton et al., 2013) i uključivale su MCC i PCC . ROI su zasnovani na neuromorfometrijskom atlasu u SPM12, a procjene kontrasta su ekstrahovane pomoću SPM12 alata. Procjene kontrasta su zatim unesene u dvije različite grupe × uvjet MANOVA kako bi se zasebno testirala hipoteza o interferenciji izvršne kontrole i hipoteza regulatornog uklapanja.
Proveli smo korelacije mozga i ponašanja koristeći parcijalnu regresiju najmanjih kvadrata (PLS-R) preko ExPosition paketa u R (Beaton et al., 2014). Ova metoda je odabrana iz više razloga. Prvo, mjere performansi ponašanja često su međusobno povezane, kao što je istina za moždanu aktivnost u različitim regijama, a PLS tehnike kapitaliziraju zajedničku varijansu među faktorima kako bi objasnile većinu kovarijanse u podacima. Drugo, multivarijantna priroda ove tehnike omogućava istovremenu procjenu mnogih mjera, uključujući višestruke regije mozga i višestruke mjere ponašanja. Pošto je kovarijansa u varijablama analizirana zajedno u jednoj analizi, nisu bile potrebne korekcije za višestruka poređenja. Mozak i bihevioralne varijable koje nas zanimaju korištene su za kreiranje dvije matrice: jedna koja je predstavljala mjere mozga za svakog učesnika i jedna koja je predstavljala mjere ponašanja. Unakrsni proizvod ove dvije matrice je dekomponovan na međusobno ortogonalne latentne varijable koristeći dekompoziciju singularnih vrijednosti. Rezultati latentne varijabli predstavljali su težine moždanih faktora koji su doprinijeli većoj ili nižoj izvedbi za svaku mjeru ponašanja. Pearsonove korelacije između latentnih varijabli rezultata iz svake X i Y matrice korištene su za određivanje značajnosti i veličine efekta svakog rezultirajućeg faktora.
3. Rezultati
3.1. Provjera manipulacije
Od 69 učesnika u studiji, svih 33 učesnika u stereotipnoj grupi sećalo se da je pročitalo odlomak o stereotipu starenja, dok je samo 7 od 36 (19%) učesnika u kontrolnoj grupi izjavilo da misli da je studija o kognitivnom padu sa starenjem. Svaki od ovih 7 učesnika rekao je da nije dobio ovu poruku od istraživača ili odlomka, ali je pretpostavio da je svrha studije povezana sa starenjem ili pamćenjem kroz upitnike za samoprocjenu koji su dati na samom kraju ankete prije manipulacije. provjeriti. Nijedan od učesnika u kontroli nije rekao da je razmišljao o stereotipima starenja prije ili tokom fMRI skeniranja. Ovi rezultati sugeriraju da su naše procedure uspješno aktivirale stereotipe starenja samo u grupi stereotipa.
3.2. Pre-Post promjene u odgovoru na stres i anksioznosti po grupama
Promjene parasimpatičkog srčanog odgovora i anksioznosti prije i poslije mjerene su kao funkcija manipulacije aktivacijom stereotipa s HRV HRV u mirovanju i anksioznošću stanja samoprocijenjene (vidjeti Tabelu 1). Viši HF HRV u mirovanju je povezan s optimalnijim frontalnim funkcioniranjem i kognitivnom kontrolom kao odgovorom na izazovne zadatke (Colzato i Steenbergen, 2017), dok je niži HF HRV u mirovanju obično povezan sa suboptimalnim odgovorima na stres (Porges, 2 001; Thayer et al., 2009.), a niži HRV je povezan s negativnim utjecajem prijetnje stereotipa na performanse kod mlađih odraslih osoba (Williams et al., 2019.). Izmjerene su tri vremenske točke za HF HRV: prije prolaza, tijekom prolaza i poslije prolaza. Analize na HF HRV dale su glavni efekat vremena (F (2, 114)=7.99, p < .001), što odražava povećanje HF HRV u obje grupe bez efekta grupe i bez interakcije (ps > 0,87). Prikupljene su i mjere prije i poslije državnog straha. Ova analiza je dala vrijeme glavnog efekta (F (1, 66)=79.38, p < .001), što odražava povećanje anksioznosti stanja u obje grupe bez efekta grupe i bez interakcije (ps > 0,71) . Ovi podaci nisu u skladu s idejom da bi odlomak stereotipa učinio da se učesnici osjećaju tjeskobnije ili ugroženije od kontrolnog odlomka, što je bilo predviđeno hipotezom ometanja izvršne vlasti, ali ne i hipotezom o usklađenosti propisa (koja pretpostavlja promjene strategije, ali ne nužno i anksioznost ili stres kao odgovor na stereotipe starenja). Umjesto toga, ovi nalazi sugeriraju da je čitanje odlomka o ciljevima studije u pripremi za obavljanje zadataka tokom MRI povećalo anksioznost, bez grupnih razlika u ovom anticipativnom odgovoru.
3.3. Kognitivni zadaci
Učesnici su dobro obavili kognitivne zadatke i mogli su efikasno razlikovati mete od mamaca (vidi tabelu 2). Na nivou grupe, postojale su minimalne razlike u izvođenju oba zadatka koje bi se mogle pripisati aktiviranju stereotipa. Za epizodno pamćenje, ANOVA ponovljene mjere 2 (Grupa: Stereotip vs. Kontrola) × 2 (Sesija: Laboratorija naspram fMRI) provedena je na svakoj od dvije mjere tačnosti, otkrivajući značajan grupni učinak na staru/povezanu tačnost (F (1,67)=4.88, p=.031). Ovaj efekat ukazuje da je stereotipna grupa nadmašila kontrolnu grupu, ali ovaj efekat nije delovao između sesija, pružajući bilo kakav dokaz da je aktivacija stereotipa (u drugoj sesiji) uticala na performanse. Nisu pronađeni drugi efekti na nivou grupe na epizodnu memoriju ili radnu memoriju (svi ps > 0,22). Radi potpunosti, tabela 2 također prikazuje odvojena grupna poređenja svake stope pogodaka, stope lažnih alarma i rezultata točnosti, kao i ispravljeni rezultat lažnog prepoznavanja na zadatku epizodne memorije (lažni alarmi na povezane mamce minus nepovezani mamci), koji procjenjuje utjecaj povezanosti kategorije na lažne alarme neovisno o efektima pristranosti odgovora koji bi trebali utjecati na sve vrste mamaca.
Nakon prethodnog rada koji sugerira da individualne razlike mogu prikriti efekte aktivacije stereotipa u epizodnom pamćenju (npr. Smith et al., 2017), istražili smo da li status u penziji (penzionisan, radni) i godine obrazovanja mogu ublažiti utjecaj aktivacija stereotipa o tačnosti epizodne i radne memorije. Za epizodno pamćenje, ova analiza je otkrila da aktivacija stereotipa povećava staru/novu tačnost kod visokoobrazovanih i penzionisanih osoba (p < .019). Ovaj rezultat je potaknut smanjenjem lažnih alarma na nove stavke, što potencijalno odražava prelazak na konzervativnije praćenje zasnovano na kategorijama i odgovaranje u stereotipnoj grupi, što bi moglo povećati staru/novu preciznost u trenutnom zadatku (vidi Dodatni materijal; Slika S1) . Iako je prethodni rad bio pomiješan (vidi Smith et al., 2017.), trenutni rezultat je u skladu s dvije prethodne studije koje su također testirale epizodno pamćenje za povezane riječi, koje su otkrile da aktivacija stereotipa smanjuje lažne alarme u okviru procedura zadataka koje su podsticale prevenciju grešaka. kao iu trenutnom zadatku (npr. upozorenja na greške, Barber i Mather, 2013b; Wong i Gallo, 2016), u skladu s hipotezom o usklađenosti propisa. Za radnu memoriju, iako je trosmerna interakcija bila u istom opštem pravcu, nijedan od efekata nije dostigao značaj (ps > 0,61).
3.4. fMRI univarijantni cijeli mozak
Kao što je objašnjeno u odjeljku o metodama, manipulacija stereotipima prethodila je zadacima magnetske rezonancije, pa je svaki opći utjecaj prijetnje stereotipa na način razmišljanja sudionika prilikom preuzimanja različitih zadataka (i povezane razlike u moždanoj aktivnosti) trebao biti opažen u svim našim fazama zadatka. Budući da su blokirani dizajni obično moćniji od dizajna vezanih za događaje, ovo je bio naš primarni fokus i mi samo izvješćujemo o analizama blokiranog dizajna u odjeljcima koji slijede. Ipak, analize moždane aktivnosti tokom faze vezane za događaje podržale su ključne rezultate, a oni su navedeni u Dodatnom materijalu.
Na blokiranim MRI podacima, izvršili smo faktorsku ANOVA-u 2 (Grupa: stereotip, kontrola) × 3 (Zadatak: epizodno kodiranje, 2-nazad, odbrojavanje) kako bismo identificirali ukupne grupne razlike između stereotipa i kontrolnih grupa i Grupe × Interakcije zadataka na moždanu aktivnost. Što se tiče regiona povezanih sa zadatkom, ove analize su otkrile robusne obrasce moždane aktivnosti koji su ranije bili povezani sa ovim vrstama kognitivnih zadataka (slika 2). Da bismo dalje istražili ove efekte specifične za zadatak, sproveli smo post hoc kontraste za svaki zadatak u odnosu na zadatak odbrojavanja (Tabela S1). Za epizodno kodiranje memorije, moždana aktivnost je lateralizirana na lijevu hemisferu, uključujući lijevi temporalni korteks, PFC i lateralni parijetalni korteks - oba su obično povezana s epizodnim kodiranjem koristeći verbalne materijale s vizualnom prezentacijom (Spaniol et al., 2009; Kelley et al. ., 1998). Nijedna regija nije pokazala suprotan obrazac (odbrojavanje > kodiranje) na postavljenom pragu. Što se tiče radne memorije, moždana aktivnost je pronađena u bilateralnoj insuli, PFC-u i inferiornom parijetalnom korteksu – sve se obično nalazi u zadacima N-leđa (Owen et al., 2005; Nee et al., 2013). Nijedna regija nije pokazala suprotan obrazac (odbrojavanje > 2-nazad) na postavljenom pragu.
Što se tiče razlika u stereotipima i kontrolnoj grupi, nisu pronađeni glavni efekti grupe, ali je uočena značajna interakcija grupa × zadatak u tri klastera: desni dorzalni PCC, desni prekuneus i desni postcentralni sulkus (vidi sliku 3 i tabelu 3). Sprovedene su naknadne analize kako bi se odredio smjer ovih efekata interakcije i uporedila veličina efekta između zadataka. Ove analize su pokazale da je interakcija u svakom klasteru nastala zbog grupe stereotipa koja je pokazala veću aktivnost u zadatku kodiranja memorije od kontrolne grupe (t(67)=4.16, SE=0.13, p < .001, t(67)=3.17, SE =0.21, p=.002, i t(67)=3.11, SE {{ 19}}.16, p=.003), dok su manje grupne razlike pronađene između dvije grupe u 2-zadnjem zadatku (t (67)=2.64, SE { {27}}.13, p=.01, t(67)=1.96, SE=0.21, p=.06 i t(67 )=2.52, SE=0.16, p=.014) i kontrolni zadatak (t(67)=2.24, SE=0 .13, p=.028, t(67)=1.56, SE=0.21, p=.12, i t(67){{60 }}.07, SE=0.16, p=.29). Kontrola starosti nije kvalitativno promijenila ove rezultate. Ova aktivnost u uglavnom stražnjim središnjim regijama je u skladu s prethodnim istraživanjima koja su identificirala uključenost sličnih regija u procesuiranje fokusa na prevenciju (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) i obradu stereotipnih riječi starenja radi samorelevantnosti (Colton et al., 2013). Kao što se može vidjeti na slici 3, dok ovi rezultati pokazuju najjače efekte u zadatku epizodnog pamćenja, efekti su uglavnom bili konzistentni u tri različita zadatka. Uporedo s analizom performansi pamćenja, MANOVA je istraživala interakciju Grupa × Obrazovanje × Odlazak u penziju na aktivnost mozga tokom zadatka pamćenja u ova tri klastera. Ova analiza nije dala istu značajnu trosmjernu interakciju (p=.37).
3.5. fMRI ROIs
Također smo analizirali moždanu aktivnost u anatomskim ROI odabranim na osnovu dvije primarne hipoteze koje vode literaturu o stereotipnim prijetnjama: hipoteza interferencije izvršne vlasti (bilateralna amigdala, ACC, MFG i lijevi IFG/BA 47, vidi Krendl et al., 2{ {10}}08; Wraga et al., 2007.) i fokus na prevenciju pod hipotezom usklađenosti propisa (MCC i PCC, vidjeti Johnson et al., 2006.; Mitchell et al., 2009.). Proveli smo dvije odvojene 2 (Grupa: stereotip, kontrola) × 3 (Zadatak: epizodno kodiranje, 2-nazad, odbrojavanje) MANOVA ciljajući svaki set ROI. MANOVA na ROI-ima povezana s hipotezom ometanja izvršne kontrole nije dala značajan multivarijantni efekat interakcije Grupe ili Grupe × Zadatka (ps > 0,45), a aktivnost u ovim ROI-ima bila je prilično slična u obje grupe (vidi sliku S2 ). Nasuprot tome, MANOVA na ROIs povezan sa hipotezom regulatornog uklapanja dao je značajan efekat grupe (Pillai's Trace=0.11, F(4, 198)=5.89, p < .001) ali nema interakcije (p=.99). Da bi se testiralo koji ROI su doprinijeli ovom ukupnom efektu, pojedinačne ANOVA su provedene na svakom ROI, otkrivajući značajne grupne efekte u desnom PCC (F(1201)=13.52, p < .001) i lijevom PCC (F( 1201)=10.18, p < .001), kao što je prikazano na slici 4, ali ne i desni MCC (p=.28) niti lijevi MCC (p=. 09, vidi sliku S2). Ovi PCC efekti su ukazivali na veću moždanu aktivnost u stereotipnoj grupi od kontrolne grupe i bili su brojčano najjači za moždanu aktivnost u zadatku kodiranja epizodne memorije. Ovi PCC obrasci su prilično slični onima pronađenim u analizi cijelog mozga. Štaviše, kao što se vidi na slici 4, učesnici u kontrolnoj grupi pokazali su tipičan obrazac deaktivacije u PCC-u tokom blokova zadataka, u skladu sa primarnim fokusom na zadatke za razliku od više unutarnjih, samoreferencijalnih misli (npr. Mak i dr., 2017.). Nasuprot tome, stereotipni učesnici su pokazali minimalnu deaktivaciju, što sugerira da su ostali fokusirani na sebe tokom zadataka.
3.6. Odnosi između mozga i ponašanja
Da bismo istražili odnose između mozga i ponašanja, koristili smo multivarijantnu metodu (PLS-R) koja je omogućila istovremenu procjenu više regija mozga i više kognitivnih varijabli. U ovoj PLS-R analizi, značajni klasteri iz analize cijelog mozga uneseni su u jednu matricu, a kognitivne mjere (vidi tabelu 2) su unesene kao druga matrica osim vremena odgovora na lažne alarme u zadatku radne memorije zbog nedostajuće vrijednosti. Za ove analize, srušili smo status grupe jer iako je aktivacija stereotipa možda pomjerila fokus sudionika, učesnici u bilo kojoj grupi su mogli imati reakcije usmjerene na prevenciju na eksperimentalne procedure. Dva nezavisna obrasca su objasnila veći dio kovarijanse u podacima, objašnjavajući 86.05% i 10.94%, respektivno (slika 5). Prva latentna varijabla bila je značajna, r (67)=0.36, p=.002, i ukazuje da je veća aktivnost mozga u desnom precentralnom sulkusu i PCC-u (bez obzira na zadatak) povezana sa većim preciznost i smanjenje lažnih alarma u zadacima epizodne i radne memorije. Druga latentna varijabla je također bila značajna, r (67)=0.28, p=.019, i ukazuje da je veća aktivnost mozga u desnom prekuneusu (bez obzira na zadatak) povezana sa sporijim vremenom odgovora i smanjiti lažne alarme na povezane mamce (nakon ispravljanja za odgovor na nepovezane mamce) u zadatku epizodne memorije. Zajedno, rezultati PLS-R sugeriraju da je veća aktivacija pronađena u regijama mozga koji su također bili povišeni u grupi Stereotype povezana sa sporijim vremenom odgovora i većom preciznošću svih sudionika, sugerirajući konzervativniji pristup usmjeren na prevenciju koji je u skladu s hipoteza regulatornog uklapanja.
4. Diskusija
Ovdje izvještavamo o prvom fMRI eksperimentu za identifikaciju moždane aktivnosti povezane s aktivacijom stereotipa dok su starije osobe preuzimale kognitivne zadatke. Predložene su dvije istaknute hipoteze za objašnjenje promjena u pamćenju zbog aktivacije stereotipa kod starijih osoba. Hipoteza o interferenciji izvršne kontrole naglašava negativne emocionalne reakcije (anksioznost zbog učinka) koje se nadmeću s resursima izvršne kontrole, a ova hipoteza je dobila podršku u literaturi o ponašanju i neuroimadžingu mlađih odraslih o prijetnji stereotipa. Hipoteza o usklađenosti sa propisima umjesto toga naglašava pomak strategije ka fokusu na prevenciju grešaka, a ova hipoteza je dobila određenu podršku u literaturi o ponašanju starijih odraslih o prijetnji stereotipa. Nalazi ponašanja i neuroimaginga koji su ovdje prijavljeni nisu podržali predviđanja hipoteze o interferenciji izvršne vlasti, sugerirajući da prijetnja stereotipa djeluje drugačije kod starijih osoba u odnosu na mlađe odrasle osobe. Umjesto toga, naši nalazi u ponašanju i neuroima bili su konzistentniji s hipotezom regulatornog uklapanja, iako je, kao što ćemo raspravljati u nastavku, sada potreban dodatni rad na repliciranju ovih MRI rezultata i daljem razumijevanju njihovih implikacija na kognitivnu obradu tokom stereotipne prijetnje.
Nekoliko nalaza osporava hipotezu o interferenciji izvršne vlasti, barem u vezi s efektima prijetnje stereotipa kod starijih odraslih osoba pod uvjetima korištenim u našoj studiji. Prethodne studije povezale su aktivaciju prijetnje stereotipa kod mlađih odraslih osoba s prednjim cingularnim korteksom i drugim regijama koje su uključene u regulaciju emocija (Krendl et al., 2008; Wraga et al., 2007). Nismo pronašli grupne razlike u ovim regijama ni u analizi cijelog mozga ni u ciljanoj ROI analizi. Hipoteza o smetnji izvršne kontrole također tvrdi da su resursi radne memorije potrebni za suzbijanje negativnih emocija dok se obavljaju kognitivni zadaci (Beilock et al., 2007; Schmader et al., 2008). Regije u prefrontalnom korteksu, uključujući ventrolateralni PFC, uključene su u resurse kognitivne kontrole koji bi mogli služiti takvoj ulozi. U trenutnoj studiji, stereotipna grupa nije regrutovala ove regije mozga u većoj mjeri od kontrolne grupe. Nadalje, starije osobe u ove dvije grupe nisu se razlikovale u fiziološkoj procjeni reaktivnosti parasimpatikusa na srčani stres (HF HRV) ili prijavljene anksioznosti, kao što bi se očekivalo iz ove hipoteze. Umjesto toga, obje grupe su pokazale uporedivo povećanje anksioznosti i HF HRV, što može odražavati anticipativne odgovore na kognitivne testove i fMRI dio eksperimenta. Konačno, nije bilo razlika između grupa u percipiranoj prijetnji iz samog eksperimentalnog konteksta. Budući da je ovaj upitnik dat nakon manipulacije aktiviranjem stereotipa, hipoteza o interferenciji između izvršne vlasti i kontrole bi predvidjela razliku u ovoj mjeri.
Za razliku od hipoteze o interferenciji izvršne kontrole, nekoliko naših neuroimaging i bihevioralnih nalaza bilo je u skladu s hipotezom regulatornog uklapanja. Starije odrasle osobe u stereotipnoj grupi imale su veću aktivnost u parijetalnim srednjim regijama od onih u kontrolnoj grupi. Veća aktivnost u parijetalnim srednjim regijama, kao što je PCC, povezana je s aktiviranjem fokusa prevencije i kod mlađih i kod starijih osoba (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009), što je u skladu s hipotezom regulatornog uklapanja . Zanimljivo, EEG dokazi pokazuju da veće fazno zaključavanje povezano sa stražnjim srednjim regijama (precuneus, PCC) i drugim regijama u mreži zadanog načina rada (npr. lateralni parijetalni korteks) može pomoći da se minimiziraju efekti prijetnji stereotipa na praćenje grešaka i samopouzdanje kod mlađih osoba. odrasli (Forbes et al., 2015). Ovaj nalaz sugerira da aktivnost u ovim stražnjim regijama može signalizirati fokus prevencije koji može pomoći u ublažavanju efekata prijetnje. U trenutnoj studiji, grupna razlika u PCC aktivnosti uočena je u svim kognitivnim zadacima, kao što bi se i očekivalo da pretnja stereotipa aktivira način razmišljanja o prevenciji grešaka tokom eksperimentalne sesije. Dodatna podrška hipotezi o usklađenosti propisa proizilazi iz nalaza ponašanja. Prelazak na prevenciju grešaka bi vjerovatno bio najizraženiji u stopama lažnih alarma. Iako nismo pronašli sveukupne grupne razlike u ponašanju, otkrili smo da je prijetnja stereotipa najvjerojatnije utjecala na epizodno pamćenje kod starijih odraslih osoba koje su penzionisane i obrazovanije (usp. Smith et al., 2017). Štaviše, ova interakcija je bila evidentna u smanjenju lažnih alarma na nove stavke tokom zadatka epizodnog pamćenja. Korelacije mozga i ponašanja su također pokazale da su, udruživanjem u naše dvije eksperimentalne grupe, one starije odrasle osobe koje pokazuju najveće razlike u moždanoj aktivnosti u PCC-u također imale najveću stopu pogodaka i najniže stope lažnih alarma, te su reagovale sporije tokom epizodnog zadatka pamćenja. . Svaki od ovih obrazaca je konzistentan sa konzervativnom strategijom koja izbjegava greške.
Jedno važno razmatranje trenutnih nalaza fMRI je njihova generalizacija na različite kognitivne zadatke. Analiza cijelog mozga donijela je interakciju grupa × zadatak, dok je analiza ROI dala glavni efekat grupe između zadataka, tako da se činilo da su u sukobu jedni s drugima. Međutim, detaljnije ispitivanje ova dva obrasca otkriva prilično sličan obrazac: efekti grupe stereotipa bili su brojčano najjači u zadatku kodiranja epizodne memorije, nešto manje jaki u zadatku radne memorije, a najslabiji u zadatku kontrole odbrojavanja. Takođe je postojao dokaz da je stereotipna grupa aktivirala PCC više od kontrolne grupe tokom epizodnog zadatka preuzimanja (vidi Dodatni materijal). Korelacije mozga i ponašanja iz PLS-R analize također su dale stupnjevani obrazac tako da su veze između PCC aktivnosti i performansi bile najjače za zadatke epizodne pamćenja i slabije (ali u istom smjeru) za zadatak radne memorije. Nejasno je zašto su efekti stereotipa na ponašanje i moždanu aktivnost imali tendenciju da budu veći za zadatak kodiranja epizodne memorije nego zadatak radne memorije, ali prethodne studije ponašanja također nisu uspjele pronaći efekte aktivacije stereotipa na performanse radne memorije kod starijih osoba (Hess et al. ., 2009; Wong i Gallo, 2019). Jedno od mogućih objašnjenja za trenutni obrazac je da je naš zadatak radne memorije bio strože ograničen od našeg zadatka kodiranja epizodne memorije, u kojem se od sudionika tražilo da zapamte riječi, ali im nije data konkretna strategija ili prosudba o kodiranju. Neograničeni zadaci mogu biti osjetljiviji na promjene u motivaciji i strategiji kao što je predloženo hipotezom o usklađenosti s propisima, iako je potreban dodatni rad na ovoj tački. Konačniji zaključak iz trenutnog skupa podataka je da, iako su efekti aktivacije stereotipa obično bili najjači na zadatku epizodnog pamćenja, činilo se da se primarni efekti na moždanu aktivnost generaliziraju u svim zadacima, sugerirajući globalnu promjenu u ukupnom pristupu sudionika prema zadatke.
Vezano za ovu poslednju tačku, važno je shvatiti da iako aktivnost u PCC-u tokom kodiranja može odražavati pomak ka fokusu na prevenciju grešaka, ovaj obrazac ne implicira da uticaj pretnje stereotipa na performanse proizilazi iz njenog uticaja na kodiranje. U principu, eksplicitno aktiviranje stereotipa prije eksperimentalnih zadataka moglo bi aktivirati prijetnju za vrijeme trajanja eksperimentalne sesije, tako da bi promjene u procesima kodiranja ili pronalaženja (ili oboje) mogle imati posljedice na performanse epizodne memorije. Na primjer, fokus na prevenciju mogao bi potaknuti učesnike da pažljivije prate memoriju za stavke koje nedostaju iz proučavanih kategorija, kako ne bi došlo do lažnih alarma o tim stavkama, a ovi procesi su se mogli dogoditi dok su kategorizirane stavke predstavljene tokom kodiranja ili preuzimanja. Ovisno o tome koliko su starije odrasle osobe bile učinkovite u ovakvoj vrsti praćenja, to je također moglo uzrokovati da budu osjetljiviji na članstvo u kategoriji kada donose pamćenje na testovima, što je utjecalo na lažne uzbune i na nepovezane mamce.
4.1. Ograničenja i budući pravci
Nekoliko ograničenja u trenutnoj studiji naglašavaju potrebu za dodatnim istraživanjima u ovoj oblasti. Prvo, iako su efekti individualnih razlika koje smo uočili u efektima stereotipa na performanse epizodnog pamćenja bili motivirani prethodnim bihevioralnim radom (Smith et al., 2017), sam ovaj prethodni rad je bio pomiješan i naši rezultati ne rješavaju prethodna odstupanja. Potreban je dodatni rad na ponašanju da bi se razumjelo kada i kako eksplicitna aktivacija stereotipa može utjecati na kognitivne performanse kod starijih osoba. Drugo, zadnje regije srednje linije koje su se razlikovale između stereotipne i kontrolne grupe (npr. PCC) bile su uključene u različite funkcije osim fokusa na prevenciju (npr. pažnja prema unutra općenito), tako da se aktivnost samo u PCC-u ne može poduzeti. kao usvajanje takvog fokusa (vidjeti Poldrack, 2006, za dobro poznati problem obrnutog zaključivanja u fMRI). Iako su naši podaci o ponašanju u kombinaciji s podacima neuroimaginga bili konzistentniji s hipotezom regulatornog uklapanja nego hipotezom o interferenciji izvršne kontrole, nekoliko prethodnih fMRI studija je istraživalo neuralne korelate usvajanja fokusa na prevenciju (npr. Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009.). Stoga, iako je aktivnost u ovoj regiji u skladu sa hipotezom regulatornog uklapanja kada se razmatra sa dokazima o ponašanju, potreban je dodatni rad da bi se razumjela funkcionalna uloga ove regije tokom aktivacije stereotipa kod starijih osoba. Treće ograničenje je da, iako smo randomizirali sudionike u dvije grupe i nisu se razlikovali u neuropsihološkim procjenama (MoCA ili Shipley Scales), stereotipna grupa je bila nešto starija i imala je niže lažno prepoznavanje u osnovnoj sesiji (prije bilo kakve manipulacije). Dok su analize koje su kontrolisale dob dale slične rezultate kao naše primarne analize, mogućnost nenamjernih grupnih razlika je uvijek mogućnost u dizajnu između ispitanika.
Konačno upozorenje je da naša studija ne isključuje mogućnost da starije osobe mogu iskusiti anksioznost i smetnje izvršne kontrole zbog aktiviranja stereotipa o starenju u drugim kontekstima. Na primjer, u našoj studiji, postojali su dokazi da je MRI okruženje moglo biti donekle stresno ili izazivati anksioznost kod starijih osoba u oba stanja. Ova anksioznost je možda umanjila ili zasjenila našu sposobnost da pronađemo grupne razlike u regijama emocionalne regulacije povezane sa aktivacijom stereotipa predviđenom hipotezom o interferenciji izvršne vlasti. Iako su naši učesnici imali osnovnu sesiju pre MRI, što je trebalo da smanji ukupnu anksioznost prilikom polaganja testa tokom sesije MRI, ne možemo isključiti ovu mogućnost. Nije nam poznat bilo kakav rad koji bi imao za cilj da uporedi efekte ponašanja aktivacije stereotipa u MRI okruženju u odnosu na druge kontekste, iako je jedna studija pokazala da performanse pamćenja, generalno, mogu biti oslabljene u MRI u poređenju sa laboratorijskim okruženjem (Gutchess i Park, 2006). Budući rad bi mogao istražiti potencijalne interakcije između takvih efekata konteksta i efekata aktivacije stereotipa.
Zaključno, aktiviranje stereotipa starenja povećalo je moždanu aktivnost u parijetalnim srednjim regijama povezanih s obradom stereotipa starenja, sebe i fokusa na prevenciju grešaka. Dok je aktivnost u ovim regijama mozga bila u skladu s hipotezom regulatornog uklapanja, nismo dosljedno nalazili obrasce moždane aktivnosti koji su bili predviđeni hipotezom o smetnji izvršne kontrole. Ovi rezultati dodaju nova ograničenja trenutnim hipotezama o efektima prijetnje stereotipa kako se primjenjuju na starije odrasle osobe. Konkretno, sve veći dokazi u literaturi o ponašanju sugeriraju da se mehanizmi prijetnje stereotipa kod starijih osoba mogu razlikovati od onih kod mlađih odraslih osoba. Naši rezultati rezoniraju s ovom slikom koja se pojavljuje, pokazujući da se utjecaj prijetnje stereotipa na moždanu aktivnost kod starijih osoba također razlikuje od onoga što se može očekivati iz relevantne literature o neuroima kod mlađih odraslih osoba. Čini se da prijetnja stereotipa starenja djeluje drugačije od drugih vrsta prijetnji stereotipa, kako na bihevioralnom, tako i na nivou mozga analize.
Dodatni materijal
Pogledajte web verziju na PubMed Central za dodatni materijal.
Priznanja i izvori finansiranja
Istraživanje objavljeno u ovoj publikaciji podržano je od strane Nacionalnog instituta za starenje Nacionalnog instituta za zdravlje pod brojem R21AG049931. Sadržaj je isključivo odgovornost autora i ne predstavlja nužno zvanične stavove Nacionalnog instituta za zdravlje.
Dostupnost podataka/šifra
Neuroimaging i podaci o ponašanju korišteni u ovoj studiji bit će besplatno dostupni na Otvorenom naučnom okviru nakon objave. Softver i modeli koje smo koristili za generisanje rezultata navedeni su na odgovarajućim lokacijama u odjeljku Metode.
Dodatak:
Stereotip i kontrolni pasaži
Stereotipski odlomak:
Hvala vam na učešću u našoj studiji. Danas ćete raditi zadatke pamćenja poput onih koje ste prethodno radili u laboratoriji. Izmjerit ćemo vaš učinak na ovim zadacima, a također ćemo slikati strukture vašeg mozga i aktivnost vašeg mozga tokom zadataka. Naučne studije su pokazale da ove procedure mogu otkriti pad pamćenja povezan s normalnim starenjem, a također mogu predvidjeti razvoj Alchajmerove bolesti kasnije u životu.
Primarni cilj naše studije je povećanje efikasnosti ovih mjera u otkrivanju opadanja pamćenja povezanog s normalnim starenjem i Alchajmerovom bolešću. Da bismo postigli ovaj cilj, uporedit ćemo podatke mladih studenata sa starijim osobama u vašoj starosnoj grupi. Pored toga, uporedićemo podatke između starijih odraslih osoba čije ih performanse stavljaju na različite nivoe rizika za razvoj AD kasnije u životu. Na osnovu vaših podataka od 1. dana, naši regruteri su utvrdili da ispunjavate uslove za ovu studiju. S obzirom na ove ciljeve, morate razumjeti upute za zadatak pamćenja koje ću vam sada dati.
Kontrolni prolaz:
Hvala vam na učešću u našoj studiji. Danas ćete raditi psihološke zadatke poput onih koje ste ranije radili u laboratoriji. Izmjerit ćemo vaš učinak na ovim zadacima, a također ćemo slikati strukture vašeg mozga i aktivnost vašeg mozga tokom lekcija. Naučne studije su pokazale da nam ove procedure mogu pomoći da shvatimo kako mozak podržava različite psihološke procese.
Glavni cilj ove studije je procijeniti moždanu aktivnost povezanu s individualnim razlikama u psihološkim procesima koji svakog od nas čine jedinstvenim. Da bismo postigli ovaj cilj, uporedićemo podatke na velikom uzorku učesnika istraživanja sa različitim pozadinama i karakteristikama. Na osnovu vaših podataka od 1. dana, naši regruteri su utvrdili da ispunjavate uslove za ovu studiju. S obzirom na ove ciljeve, morate razumjeti upute za zadatak psihologije koje ću vam sada dati.
Reference
Armstrong B, Gallant SN, Li L, Patel K, Wong BI, 2017. Učinci prijetnji stereotipa na epizodnu i radnu memoriju starijih osoba: meta-analiza. Gerontolog 57 (suppl_2), S0193–S205.
Barber SJ, Mather M, 2013a. Pretnja stereotipa može poboljšati i narušiti pamćenje starijih osoba. Psihol. Sci 24 (12), 2522–2529. [PubMed: 24150969]
Barber SJ, Mather M, 2013b. Pretnja stereotipom može smanjiti greške u pamćenju starijih osoba. QJ Exp. Psychol 66 (10), 1888–1895.
Barber SJ, Mather M, 2014. Stereotipna prijetnja kod starijih osoba: kada i zašto se javlja i ko je najviše pogođen? Stereotipna prijetnja kod starijih osoba: kada i zašto se to događa i ko je najviše pogođen? U: Verhaeghen P, Hertzog C (Eds.) Oksfordski priručnik o emocijama, socijalnoj kogniciji i rješavanju problema u odrasloj dobi. Oxford University Press, str. 302–319.
Barber SJ, 2017. Ispitivanje pretnje stereotipa o kognitivnom opadanju na osnovu starosti: implikacije za istraživanje i razvoj teorije stereotipa. Perspect. Psiholog. Sci 12 (1), 62–90.
Beaton D, Fatt CRC, Abdi H, 2014. Izlaganje multivarijantne analize s dekompozicijom singularnih vrijednosti u R. Computu. Stat. Data Anal 72, 176–189.
Beilock SL, Rydell RJ, McConnell AR, 2007. Stereotipna prijetnja i radna memorija: mehanizmi, ublažavanje i prelijevanje. J. Exper. Psihol 136 (2), 256.
Berntson GG, Quigley KS, Norman GJ, Lozano DL, 2017. Kardiovaskularna psihofiziologija. U: Cacioppo JT, Tassinary LG, Berntson GG (Eds.), Handbook of Psychophysiology. Cambridge University Press, str. 183–216.
Colton G, Leshikar ED, Gutchess AH, 2013. Razlike u godinama u neuralnom odgovoru na prijetnju stereotipa i otpornost na samoreferencirane informacije. Front. Hum. Neurosci 7, 537. [PubMed: 24046739]
Colzato LS, Steenbergen L, 2017. Visoka varijabilnost otkucaja srca u stanju mirovanja posredovana vagalijom povezana je s superiornim kaskadnim djelovanjem. Neuropsychologia 106, 1–6. [PubMed: 28866318]
Derks B, Inzlicht M, Kang S, 2008. Neuroznanost o stigmi i stereotipnoj prijetnji. Grupni proces. Međugrupni odnos 11, 163–181.
Du YP, Dalwani M, Wylie K, Claus E, Tregellas JR, 2007. Smanjujemo artefakte osjetljivosti u fMRI pomoću kompenzacije z-shim selektivne zapremine. Magnet. Reson. Med 57 (2), 396–404.
Forbes CE, Leitner JB, 2014. Stereotipska prijetnja stvara pristrasnost neuralne pažnje prema negativnim povratnim informacijama kako bi potkopavala performanse. Biol. Psychol 102, 98–107. [PubMed: 25063472]
Forbes CE, Leitner JB, Duran-Jordan K, Magerman AB, Schmader T, Allen JJB, 2015. Spontano zadano mrežno fazno zaključavanje moderira percepciju performansi pod prijetnjom stereotipa. Soc. Spoznaja. Afekt. Neurosci 10, 994–1002.
Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, Poline JB, Frith CD, Frackowiak RSJ, 1995. Statističke parametarske mape: intervali povjerenja za p-vrijednosti. Hum. Brain Map 2, 189–210.
For more information:1950477648nn@gmail.com
