Vliv stereotypní hrozby na mozkovou aktivitu během paměťových úkolů u starších dospělých, část 2

2.4. Sběr a návrh fyziologických dat

Parasympatická srdeční kontrola byla měřena pomocí vysokofrekvenční variability srdeční frekvence (HF HRV) odvozené z EKG. HF HRV je kolísání srdeční frekvence mezi údery v rámci dechového frekvenčního pásma (0.12 – 0.40 Hz), u kterého bylo prokázáno, že je indexem parasympatické srdeční kontroly (Berntson et al. , 2017). HF HRV je přirozený logaritmus variance srdeční periody v respiračním pásmu (v ms 2 ). EKG bylo získáno pomocí systému Bionex (Mindware Technologies LTD, Gahanna, OH). Software Mindware odvozený HF HRV spektrální analýzou sérií mezidobých intervalů z EKG.

Aktivita parasympatického nervového systému úzce souvisí s výkonností paměti. Velké množství experimentů prokázalo, že činnost parasympatického nervového systému má významný zlepšující účinek na kognitivní a paměťové schopnosti lidského těla. Stav aktivity tohoto systému navíc souvisí i s plasticitou mozkové kůry. Jinými slovy, jeho vhodná stimulace může podpořit synaptická spojení v mozku a zlepšit neurologické funkce.

Když jsme v uvolněném stavu, naše parasympatické nervy zůstávají aktivní, což způsobuje, že mozek uvolňuje chemikálie zlepšující paměť, jako je acetylcholin. Acetylcholin je katalyzátor, který podporuje přenos informací mezi neurony a pomáhá nám lépe se učit a pamatovat si. Kromě toho správné dýchání a srdeční frekvence v uvolněném stavu více prospívají krevnímu oběhu v mozku, a tím plně zásobují mozek kyslíkem a zlepšují mozkové funkce.

Uvolnění svalů, pomalé dýchání a příjemné prostředí nám proto mohou pomoci uvolnit se, a tím upravit vzrušení parasympatických nervů a podpořit učení a paměť. Kromě toho musí strava, cvičení a spánek plně zohledňovat vliv parasympatického nervového systému. Lidé by měli dbát na dodržování správné životosprávy, aby udrželi své tělo a mozek v optimální kondici.

Stručně řečeno, parasympatický nervový systém má důležitý vliv na lidské zdraví a výkonnost paměti. Proto je v našem každodenním životě velmi nutné udržovat přiměřený relaxační stav. Pouze tím, že uvolníte svou mysl a dovolíte svému tělu a mysli relaxovat, můžete dosáhnout lepších efektů učení a paměti. Je vidět, že potřebujeme zlepšit naši paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit naši paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Klikněte na možnost Znát krátkodobou paměť, jak se zlepšit

2.5. akvizice fMRI

Snímky byly pořízeny pomocí skeneru {{0}}T Philips Achieva ve výzkumném centru MRI University of Chicago. Funkční skeny byly získány pomocí T2* vážené echo planární zobrazovací sekvence (doba opakování [TR]=2 s, doba ozvěny [TE]=25 ms, zorné pole [FOV]=192 mm; úhel převrácení=77 stupňů, velikost matrice=64×63 mm, rozlišení v rovině=3 × 3 mm2). Pro pokrytí celého mozku bylo získáno 34 prokládaných řezů (tloušťka 4 mm, 0,5 mm přeskok mezi řezy). Během každého z 5 funkčních běhů jsme aplikovali z-shimming na 4 řezy přes orbitální frontální oblast podél horního/dolního směru pro kompenzační gradient, abychom znovu získali ztrátu signálu kvůli artefaktu nosní dutiny (Du et al., 2007). Strukturální skeny byly pořízeny naposledy pomocí T1 - váženého strukturálního Turbo Field Echo s vysokým rozlišením (TR = 8 ms, TE=3,8 ms, úhel převrácení=8 stupně, FOV {{ 27}} mm, matrice=224×224 mm2, rozlišení v rovině=1 × 1 mm2).

2.6. Zpracování a analýza dat fMRI

Naše úlohy magnetické rezonance měly dvě fáze: fázi zablokovaných úloh, která se střídala mezi úkoly kódování epizodické paměti, pracovní paměti a odpočítávání, po níž následoval test paměti související s událostmi pro položky epizodické paměti. Naše stereotypní manipulace předcházela oběma fázím, takže dopad aktivace stereotypu na celkový přístup účastníků k různým úkolům – nebo jejich myšlení během experimentálního sezení – měl být přítomen v každé fázi. Vzhledem k tomu, že blokované návrhy mají ve srovnání s návrhy souvisejícími s událostmi obvykle větší sílu k detekci skupinových rozdílů ve výkonu, na ně jsme se primárně zaměřili a v následujících částech uvádíme pouze metody MRI a analýzy blokovaného návrhu. Další metody a analýzy pro rozpoznávací úlohu související s událostmi jsou popsány v doplňkových materiálech

Předzpracování a analýza dat byla provedena pomocí SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging, Londýn) implementovaného v MATLABu R2015a (The Mathworks Inc., Natick, MA, USA). Na funkčních datech bylo provedeno standardní předběžné zpracování, včetně použití polních map k rozbalení snímků, přerovnání časových řad pomocí přístupu nejmenších čtverců a šestiparametrové (tuhé tělo) prostorové transformace zarovnání s prvním snímkem v sérii, anatomické koregistrace, segmentace anatomického skenu na šedou hmotu, bílou hmotu a mozkomíšní mok a prostorové vyhlazení (pomocí 6-mm plné šířky polovičního maximálního izotropního Gaussova jádra). Pro skupinové analýzy byla implementována normalizace na šablonu Montrealského neurologického institutu (prostor MNI) (převzorkování při 2 mm kubických voxelech).

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 >odpočítávání a pracovní paměť > odpočítávání. Všechny výsledky byly uvedeny při p < 0,05, korigované pro vícenásobná srovnání pomocí simulací Monte Carlo prostřednictvím 3dClustSim na AFNI.

Kromě analýz celého mozku byly provedeny studie oblasti zájmu (ROI). Anatomické ROI byly vybrány na základě literatury, aby se dále charakterizovala BOLD odpověď během různých kognitivních úkolů a možných skupinových rozdílů. ROI spojené s hypotézou interference výkonné kontroly byly založeny na předchozích studiích stereotypních hrozeb u mladších dospělých (Krendl et al., 2008; Wraga et al., 2007) a zahrnovaly bilaterální amygdalu, ACC, MFG a levou IFG/BA 47. ROI spojené s hypotézou regulační shody byly založeny na předchozích studiích zaměřených na prevenci (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) nebo na zpracování stárnoucích stereotypních slov (Colton et al., 2013) a zahrnovaly MCC a PCC . ROI byly založeny na neuromorfometrickém atlasu v SPM12 a odhady kontrastu byly extrahovány pomocí nástrojů SPM12. Odhady kontrastu byly poté vloženy do dvou různých skupin × podmínky MANOVA, aby se samostatně otestovala hypotéza interference výkonné kontroly a hypotéza regulační shody.

Provedli jsme korelace mezi mozkem a chováním pomocí parciální regrese nejmenších čtverců (PLS-R) prostřednictvím balíčku ExPosition v R (Beaton et al., 2014). Tato metoda byla zvolena z několika důvodů. Za prvé, ukazatele behaviorální výkonnosti často vzájemně korelují, což platí pro mozkovou aktivitu napříč regiony, a techniky PLS využívají sdíleného rozptylu mezi faktory k vysvětlení většiny kovariancí v datech. Za druhé, mnohorozměrná povaha této techniky umožňuje simultánní odhad mnoha měřítek, včetně více oblastí mozku a více měřítek chování. Protože kovariance v proměnných byla analyzována společně v jediné analýze, nebyly nutné žádné opravy pro vícenásobná srovnání. Mozek a proměnné chování, které nás zajímají, byly použity k vytvoření dvou matic: jedna, která představovala mozkové míry pro každého účastníka, a druhá, která reprezentovala behaviorální míry. Křížový produkt těchto dvou matic byl rozložen na vzájemně ortogonální latentní proměnné pomocí singulárního rozkladu hodnot. Skóre latentních proměnných představovalo váhy mozkových faktorů, které přispěly k vyššímu nebo nižšímu výkonu pro každé měřítko chování. Ke stanovení významnosti a velikosti účinku každého výsledného faktoru byly použity Pearsonovy korelace mezi skóre latentních proměnných z každé matice X a Y.

3. Výsledky

3.1. Kontrola manipulace

Z 69 účastníků studie si všech 33 účastníků ve stereotypní skupině pamatovalo čtení pasáže o stereotypu stárnutí, zatímco pouze 7 z 36 (19 %) účastníků v kontrolní skupině uvedlo, že si mysleli, že studie byla o kognitivním poklesu se stárnutím. Každý z těchto 7 účastníků uvedl, že nedostal tuto zprávu od výzkumníka nebo pasáže, ale odhadl, že účel studie souvisí se stárnutím nebo pamětí prostřednictvím dotazníků pro sebereportování, které byly zadány na samém konci průzkumu před manipulací. šek. Žádný z účastníků kontroly neuvedl, že by přemýšlel o stereotypech stárnutí před nebo během skenování fMRI. Tyto výsledky naznačují, že naše postupy úspěšně aktivovaly stereotypy stárnutí pouze ve skupině stereotypů.

3.2. Pre-post změny v reakci na stres a úzkost podle skupiny

Pre- a post-změny v parasympatické srdeční odpovědi a úzkosti byly měřeny jako funkce manipulace s aktivací stereotypu s klidovou HF HRV a úzkostí podle vlastního vyjádření (viz tabulka 1). Vyšší klidová HF HRV je spojena s optimálnějším frontálním fungováním a kognitivní kontrolou v reakci na náročné úkoly (Colzato a Steenbergen, 2017), zatímco nižší klidová HF HRV má tendenci být spojena se suboptimálními stresovými reakcemi (Porges, 2 001; Thayer et al., 2009) a nižší HRV byla spojena s negativním dopadem hrozby stereotypu na výkon u mladších dospělých (Williams et al., 2019). Pro HF HRV byly měřeny tři body: před pasáží, během pasáže a po pasáži. Analýzy HF HRV přinesly hlavní vliv času (F (2, 114)=7,99, p < 0,001), což odráží zvýšení HF HRV v obou skupinách bez vlivu skupiny a bez interakce (ps > 0,87). Rovněž byla shromážděna před a po měření stavu úzkosti. Tato analýza poskytla dobu hlavního účinku (F (1, 66)=79,38, p < 0,001), což odráží zvýšení stavové úzkosti v obou skupinách bez vlivu skupiny a bez interakce (ps > 0,71). . Tyto údaje jsou v rozporu s myšlenkou, že pasáž stereotypu by způsobila, že by se účastníci cítili více úzkostlivě nebo ohroženi než kontrolní pasáž, která byla předpovězena hypotézou interference výkonné kontroly, ale nikoli hypotézou regulační shody (která předpokládá změny strategie, ale ne nutně úzkost. nebo stres v reakci na stereotypy stárnutí). Místo toho tato zjištění naznačují, že čtení pasáže o cílech studie v rámci přípravy na převzetí úkolů během MRI zvýšilo úzkost, přičemž v této anticipační reakci nebyly žádné skupinové rozdíly.

3.3. Kognitivní úkoly

Účastníci zvládli dobře kognitivní úkoly a dokázali efektivně rozlišovat mezi cíli a návnadami (viz tabulka 2). Na úrovni skupiny byly minimální rozdíly ve výkonu u obou úkolů, které lze přičíst aktivaci stereotypu. Pro epizodickou paměť byla provedena ANOVA s opakovaným měřením 2 (Skupina: Stereotyp vs. Kontrola) × 2 (Relace: Laboratoř vs. fMRI) na každé ze dvou měření přesnosti, která odhalila významný skupinový účinek na starou/související přesnost (F (1,67)=4,88, p =.031). Tento efekt naznačuje, že stereotypní skupina překonala kontrolní skupinu, ale tento efekt se mezi sezeními neovlivňoval, což poskytuje jakýkoli důkaz, že aktivace stereotypu (ve druhém sezení) ovlivnila výkon. Žádné další účinky na úrovni skupiny nebyly zjištěny na epizodickou paměť nebo výkonnost pracovní paměti (všechny ps > 0,22). Pro úplnost tabulka 2 také uvádí samostatná skupinová srovnání každé četnosti zásahů, četnosti falešných poplachů a skóre přesnosti, stejně jako opravené skóre falešného rozpoznání u úkolu epizodické paměti (falešné poplachy na související návnady mínus nesouvisející návnady), které hodnotí dopad příbuznosti kategorií na falešné poplachy nezávisle na účincích zkreslení odezvy, které by měly mít dopad na všechny typy návnad.

Po předchozí práci, která naznačovala, že individuální rozdíly mohou maskovat efekty aktivace stereotypů v epizodické paměti (např. Smith et al., 2017), jsme zkoumali, zda status odchodu do důchodu (v důchodu, pracující) a roky vzdělání mohou zmírnit dopad aktivace stereotypu na přesnost epizodické a pracovní paměti. U epizodické paměti tato analýza odhalila, že aktivace stereotypů zvýšila starou/novou přesnost u vysoce vzdělaných a důchodců (p < 0,019). Tento výsledek byl způsoben snížením falešných poplachů na nové položky, což potenciálně odráželo přechod na konzervativnější sledování založené na kategoriích a reakce ve stereotypní skupině, což by mohlo zvýšit starou / novou přesnost v aktuálním úkolu (viz doplňkový materiál; obr. S1) . Přestože předchozí práce byla smíšená (viz Smith et al., 2017), současný výsledek je v souladu se dvěma předchozími studiemi, které také testovaly epizodickou paměť pro související slova, které zjistily, že aktivace stereotypů snížila falešné poplachy při úkolových postupech, které podporovaly prevenci chyb. jako v současné úloze (např. varování před chybami, Barber a Mather, 2013b; Wong a Gallo, 2016), což je v souladu s hypotézou regulační shody. Pro pracovní paměť, ačkoli byla třícestná interakce ve stejném obecném směru, žádný z účinků nedosáhl významnosti (ps > 0,61).

3.4. fMRI celomozková jednorozměrná

Jak je uvedeno v části metod, stereotypní manipulace předcházela úkolům MRI, a tak jakýkoli obecný dopad hrozby stereotypu na myšlení účastníků při přijímání různých úkolů (a související rozdíly v mozkové aktivitě) by měl být pozorován ve všech fázích našich úkolů. Protože zablokované návrhy bývají výkonnější než návrhy související s událostmi, na ně jsme se primárně zaměřili a analýzy zablokovaného návrhu uvádíme pouze v následujících částech. Nicméně analýzy mozkové aktivity během fáze související s událostí podpořily klíčové výsledky a ty jsou uvedeny v doplňkovém materiálu.

Na zablokovaných datech MRI jsme provedli faktoriální ANOVA 2 (skupina: stereotyp, kontrola) × 3 (úkol: epizodické kódování, 2-zpět, odpočítávání), abychom identifikovali celkové rozdíly ve skupině mezi stereotypem a kontrolními skupinami a skupinou × Úkolové interakce na mozkovou aktivitu. Pokud jde o oblasti související s úkoly, tyto analýzy odhalily robustní vzorce mozkové aktivity, které byly dříve spojovány s těmito druhy kognitivních úkolů (obr. 2). Abychom dále prozkoumali tyto účinky specifické pro daný úkol, provedli jsme post hoc kontrasty pro každý úkol vzhledem k úkolu odpočítávání (tabulka S1). Pro kódování epizodické paměti byla mozková aktivita lateralizována na levou hemisféru, včetně levé temporální kůry, PFC a laterálního parietálního kortexu – obojí typicky spojené s epizodickým kódováním pomocí verbálních materiálů s vizuální prezentací (Spaniol et al., 2009; Kelley et al. ., 1998). Žádné oblasti nevykazovaly opačný vzor (odpočítávání > kódování) na nastavené prahové hodnotě. Pro pracovní paměť byla mozková aktivita nalezena v bilaterální insula, PFC a dolní parietální kůře – všechny se běžně vyskytují v úlohách N-back (Owen et al., 2005; Nee et al., 2013). Žádné oblasti nevykazovaly opačný vzor (odpočítávání > 2-zpět) na nastavené hranici.

Pokud jde o rozdíly ve stereotypech a kontrolních skupinách, nebyly zjištěny žádné hlavní účinky skupiny, ale byla pozorována významná interakce skupina × úkol ve třech shlucích: pravý dorzální PCC, pravý precuneus a pravý postcentrální sulcus (viz obr. 3 a tabulka 3). Následné analýzy byly provedeny s cílem určit směr těchto interakčních účinků a porovnat velikost účinku napříč úkoly. Tyto analýzy ukázaly, že interakce v každém shluku byla způsobena stereotypní skupinou vykazující vyšší aktivitu v úloze kódování paměti než kontrolní skupina (t(67)=4.16, SE=0.13, s. < .001, t(67)=3.17, SE =0.21, p=.002 a t(67)=3.11, SE {{ 19}}.16, p=0.003), zatímco menší skupinové rozdíly byly nalezeny mezi těmito dvěma skupinami v 2-zpětné úloze (t (67)=2.64, SE { {27}}.13, p=.01, t(67)=1.96, SE=0.21, p=0.06 a t(67 )=2.52, SE=0.16, p=.014) a kontrolní úkol (t(67)=2.24, SE=0 .13, p=.028, t(67)=1.56, SE=0.21, p=.12 a t(67){{60 }}.07, SE=0.16, p=0.29). Kontrolování podle věku tyto výsledky kvalitativně nezměnilo. Tato aktivita v převážně zadních oblastech střední čáry je v souladu s předchozím výzkumem, který identifikoval zapojení podobných regionů do zpracování zaměřeného na prevenci (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) a zpracování stárnoucích stereotypních slov pro vlastní relevanci (Colton a kol., 2013). Jak je vidět na obr. 3, i když tyto výsledky demonstrují nejsilnější účinky v úloze epizodické paměti, účinky byly do značné míry konzistentní napříč třemi různými úkoly. Pro paralelní analýzu výkonnosti paměti byla v těchto třech skupinách provedena MANOVA zkoumající interakci Skupina × Vzdělání × Odchod do důchodu na mozkovou aktivitu během paměťové úlohy. Tato analýza nepřinesla stejnou významnou třícestnou interakci (p=0,37).

3.5. fMRI ROI

Analyzovali jsme také mozkovou aktivitu v anatomických ROI vybraných na základě dvou primárních hypotéz, kterými se řídí literatura o stereotypních hrozbách: hypotéza interference výkonné kontroly (bilaterální amygdala, ACC, MFG a levá IFG/BA 47, viz Krendl et al., 2{101} {10}}08; Wraga et al., 2007) a zaměření na prevenci v rámci hypotézy regulační shody (MCC a PCC, viz Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009). Provedli jsme dvě samostatné 2 (Skupina: stereotyp, kontrola) × 3 (Úkol: epizodické kódování, 2-zpět, odpočítávání) MANOVA zacílené na každou sadu ROI. MANOVA na ROI spojené s hypotézou interference výkonné kontroly nepřinesla významný vícerozměrný účinek interakce Skupina nebo Skupina × Úkol (ps > 0,45) a aktivita v těchto ROI byla u obou skupin docela podobná (viz obr. S2 ). Naproti tomu MANOVA na ROI spojená s hypotézou regulační shody přinesla významný účinek skupiny (Pillai's Trace=0.11, F(4, 198)=5.89, p <.001), ale žádná interakce (p=0,99). Aby se otestovalo, které ROI přispěly k tomuto celkovému efektu, byly pro každou ROI provedeny jednotlivé ANOVA, které odhalily významné skupinové efekty v pravém PCC (F(1201)=13,52, p < 0,001) a levém PCC (F( 1201)=10,18, p < 0,001), jak je znázorněno na obr. 4, ale ne pravý MCC (p=0,28) ani levý MCC (p =. 09, viz obr. S2). Tyto PCC efekty naznačovaly větší mozkovou aktivitu ve stereotypní skupině než v kontrolní skupině a byly numericky nejsilnější pro mozkovou aktivitu v úkolu kódování epizodické paměti. Tyto vzory PCC jsou velmi podobné těm, které byly nalezeny v analýze celého mozku. Navíc, jak je vidět na obr. 4, účastníci v kontrolní skupině vykazovali typický deaktivační vzorec v PCC během bloků úkolů, což je v souladu s primárním zaměřením na úkoly na rozdíl od niternějších, sebereferenčních myšlenek (např. Mak a kol., 2017). Naproti tomu účastníci stereotypu vykazovali minimální deaktivaci, což naznačuje, že zůstali během úkolů zaměřeni na sebe.

3.6. Vztahy mezi mozkem a chováním

Ke zkoumání vztahů mezi mozkem a chováním jsme použili vícerozměrnou metodu (PLS-R), která umožňovala simultánní hodnocení více oblastí mozku a více kognitivních proměnných. V této PLS-R analýze byly významné shluky z analýzy celého mozku vloženy do jedné matice a kognitivní míry (viz tabulka 2) byly vloženy jako druhá matice s výjimkou doby odezvy na falešné poplachy v úloze pracovní paměti kvůli chybějící hodnoty. U těchto analýz jsme se zhroutili napříč skupinovým statusem, protože i když aktivace stereotypů mohla přesunout zaměření účastníků, účastníci v obou skupinách mohli mít na experimentální postupy reakce zaměřené na prevenci. Dva nezávislé vzorce vysvětlily velkou část kovariance v datech, vysvětlující 86,05 % a 10,94 %, v tomto pořadí (obr. 5). První latentní proměnná byla významná, r (67)=0,36, p=0,002, a naznačovala, že větší mozková aktivita v pravém precentrálním sulku a PCC (bez ohledu na úkol) byla spojena s větší přesnost a nižší falešné poplachy v rámci úloh epizodické a pracovní paměti. Druhá latentní proměnná byla také významná, r (67)=0,28, p=0,019, a naznačovala, že větší mozková aktivita v pravém precuneu (bez ohledu na úkol) byla spojena s pomalejší dobou odezvy a snížit falešné poplachy na související návnady (po korekci na reakci na nesouvisející návnady) v úloze epizodické paměti. Výsledky PLS-R společně naznačují, že větší aktivace nalezená v oblastech mozku, které byly také zvýšeny ve skupině stereotypů, byla spojena s pomalejší dobou odezvy a větší přesností u všech účastníků, což naznačuje konzervativnější přístup zaměřený na prevenci, který je v souladu s hypotéza regulační shody.

4. Diskuze

Zde uvádíme první experiment fMRI k identifikaci mozkové aktivity spojené s aktivací stereotypů, zatímco starší dospělí brali kognitivní úkoly. Byly navrženy dvě prominentní hypotézy k vysvětlení změn v paměti v důsledku aktivace stereotypů u starších dospělých. Hypotéza interference exekutivní kontroly zdůrazňuje negativní emocionální reakce (úzkost z výkonu), které soutěží se zdroji exekutivní kontroly, a tato hypotéza získala podporu v behaviorální a neurozobrazovací literatuře mladších dospělých o hrozbě stereotypů. Hypotéza regulační shody místo toho zdůrazňuje posun strategie směrem k zaměření na prevenci chyb a tato hypotéza získala určitou podporu ve starší literatuře o chování dospělých o hrozbě stereotypů. Zde uvedené behaviorální a neuroimagingové nálezy nepodporovaly předpovědi hypotézy o interferenci výkonné kontroly, což naznačuje, že stereotypní hrozba funguje u starších dospělých jinak než u mladších dospělých. Naše behaviorální a neurozobrazovací nálezy byly spíše konzistentní s hypotézou regulační shody, i když, jak diskutujeme níže, je nyní zapotřebí další práce k replikaci těchto výsledků MRI a dalšímu pochopení jejich důsledků pro kognitivní zpracování během ohrožení stereotypem.

Několik zjištění argumentuje proti hypotéze interference výkonné kontroly, alespoň pokud jde o efekty stereotypní hrozby u starších dospělých za podmínek použitých v naší studii. Předchozí studie spojovaly aktivaci ohrožení stereotypů u mladších dospělých s přední cingulární kůrou a dalšími oblastmi, které byly zapojeny do regulace emocí (Krendl et al., 2008; Wraga et al., 2007). V analýze celého mozku ani v cílených analýzách ROI jsme v těchto oblastech nenašli skupinové rozdíly. Hypotéza interference výkonné kontroly také tvrdí, že zdroje pracovní paměti jsou potřebné k potlačení negativních emocí při provádění kognitivních úkolů (Beilock et al., 2007; Schmader et al., 2008). Oblasti v prefrontálním kortexu, včetně ventrolaterálního PFC, byly zapojeny do zdrojů kognitivní kontroly, které by takové roli mohly sloužit. V současné studii stereotypní skupina nerekrutovala tyto oblasti mozku ve větší míře než kontrolní skupina. Kromě toho se starší dospělí v těchto dvou skupinách nelišili ve fyziologickém hodnocení reaktivity parasympatického srdečního stresu (HF HRV) nebo hlášené úzkosti, jak by se dalo očekávat z této hypotézy. Obě skupiny spíše vykazovaly srovnatelné zvýšení úzkosti a HF HRV, což může odrážet anticipační reakce na kognitivní testy a fMRI část experimentu. Nakonec nebyly mezi skupinami žádné rozdíly ve vnímané hrozbě ze samotného experimentálního kontextu. Protože tento dotazník byl zadán po manipulaci s aktivací stereotypu, hypotéza interference výkonné kontroly by předpovídala rozdíl v tomto měření.

Na rozdíl od hypotézy interference výkonné kontroly bylo několik našich neurozobrazovacích a behaviorálních nálezů v souladu s hypotézou regulační shody. Starší dospělí ve stereotypní skupině měli větší aktivitu v parietálních středních oblastech než ti v kontrolní skupině. Větší aktivita v parietálních středních oblastech, jako je PCC, byla spojena s aktivací preventivního zaměření u mladších i starších dospělých (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009), což je v souladu s hypotézou regulační shody . Je zajímavé, že důkazy EEG ukazují, že větší fázové uzamčení spojené s oblastmi zadní střední čáry (precuneus, PCC) a dalšími oblastmi v síti výchozího režimu (např. laterální parietální kortex) může pomoci minimalizovat efekty stereotypních hrozeb na monitorování chyb a sebepochybování u mladších dětí. dospělých (Forbes et al., 2015). Toto zjištění naznačuje, že aktivita v těchto zadních oblastech může signalizovat preventivní zaměření, které může pomoci tlumit účinky hrozeb. V současné studii byl pozorován skupinový rozdíl v aktivitě PCC napříč všemi kognitivními úkoly, jak by se dalo očekávat, pokud by stereotypní hrozba aktivovala myšlení prevence chyb během experimentální relace. Další podpora pro hypotézu regulační shody vychází z behaviorálních zjištění. Posun k prevenci chyb by se pravděpodobně nejvýrazněji projevil v míře falešných poplachů. Přestože jsme nenašli celkové skupinové rozdíly v chování, zjistili jsme, že stereotypní hrozba měla s největší pravděpodobností dopad na epizodickou paměť u starších dospělých, kteří jsou v důchodu a jsou vzdělanější (srov. Smith et al., 2017). Tato interakce byla navíc evidentní ve snížení počtu falešných poplachů na nové položky během úkolu epizodické paměti. Korelace mezi mozkem a chováním také ukázaly, že v rámci našich dvou experimentálních skupin tito starší dospělí vykazující největší rozdíly v mozkové aktivitě v PCC měli také nejvyšší četnost zásahů a nejnižší četnost falešných poplachů a reagovali pomaleji během úkolu epizodické paměti. . Každý z těchto vzorců je v souladu s konzervativní strategií a strategií vyhýbání se chybám.

Jedním z důležitých aspektů současných nálezů fMRI je jejich zobecnění napříč různými kognitivními úkoly. Analýza celého mozku poskytla interakci skupina × úkol, zatímco analýza ROI přinesla hlavní účinek skupiny napříč úkoly, takže se zdálo, že jsou ve vzájemném konfliktu. Bližší prozkoumání těchto dvou vzorců však odhalí docela podobný vzorec: skupinové efekty stereotypů byly numericky nejsilnější v úloze kódování epizodické paměti, o něco méně silné v úloze pracovní paměti a nejslabší v úloze kontroly odpočítávání. Existují také důkazy, že stereotypní skupina aktivovala PCC více než kontrolní skupina během úkolu epizodického vyhledávání (viz doplňkový materiál). Korelace mezi mozkem a chováním z analýzy PLS-R také poskytly odstupňovaný vzorec tak, že asociace mezi PCC aktivitou a výkonem byly nejsilnější u úloh epizodické paměti a slabší (ale ve stejném směru) u úlohy pracovní paměti. Není jasné, proč stereotypní účinky na chování a mozkovou aktivitu měly tendenci být větší u úkolu kódování epizodické paměti než u úkolu pracovní paměti, ale dřívější behaviorální studie také nedokázaly najít účinky aktivace stereotypů na výkonnost pracovní paměti u starších dospělých (Hess et al. ., 2009; Wong a Gallo, 2019). Jedním z možných vysvětlení současného vzoru je, že naše úloha pracovní paměti byla přísněji omezena než naše úloha kódování epizodické paměti, ve které byli účastníci požádáni, aby si zapamatovali slova, ale nedostali konkrétní strategii nebo úsudek o kódování. Neomezené úkoly mohou být citlivější na změny v motivaci a strategii, jak navrhuje hypotéza regulační shody, i když v tomto bodě je zapotřebí další práce. Definitivnějším závěrem ze současného souboru dat je, že ačkoli účinky aktivace stereotypů měly tendenci být nejsilnější na úkol epizodické paměti, zdálo se, že primární účinky na mozkovou aktivitu zevšeobecňují napříč úkoly, což naznačuje globální posun v celkovém přístupu účastníků k úkoly.

V souvislosti s tímto posledním bodem je důležité si uvědomit, že ačkoli aktivita v PCC během kódování může odrážet posun k zaměření na prevenci chyb, tento vzorec neznamená, že vliv stereotypní hrozby na výkon je odvozen od jejího dopadu na kódování. V zásadě by explicitní aktivace stereotypů před experimentálními úkoly mohla aktivovat hrozbu po dobu trvání experimentální relace, takže změny buď v procesech kódování nebo vyhledávání (nebo v obou) by mohly mít důsledky pro výkon epizodické paměti. Zaměření na prevenci může například povzbudit účastníky, aby pečlivěji sledovali paměť kvůli chybějícím položkám ze studovaných kategorií, aby nedošlo k falešným poplachům o těchto položkách, a k těmto procesům mohlo dojít, když byly kategorizované položky prezentovány během kódování nebo vyhledávání. V závislosti na tom, jak efektivní byli starší dospělí při tomto druhu monitorování, to také mohlo způsobit, že byli citlivější na příslušnost k kategorii při posuzování paměti v testech, což mělo dopad i na falešné poplachy na nesouvisející návnady.

4.1. Omezení a budoucí směry

Několik omezení v současné studii zdůrazňuje potřebu dalšího výzkumu v této oblasti. Zaprvé, ačkoli jednotlivé efekty rozdílů, které jsme pozorovali u stereotypních účinků na výkonnost epizodické paměti, byly motivovány předchozí behaviorální prací (Smith et al., 2017), tato předchozí práce samotná byla smíšená a naše výsledky předchozí nesrovnalosti neřeší. Je zapotřebí další behaviorální práce, abychom pochopili, kdy a jak může explicitní aktivace stereotypů ovlivnit kognitivní výkon u starších dospělých. Za druhé, oblasti zadní střední čáry, které se lišily mezi stereotypními a kontrolními skupinami (např. PCC), byly zapleteny do různých funkcí jiných než je zaměření na prevenci (např. obecněji vnitřní pozornost), takže aktivitu v PCC nelze brát jako samotnou. jako přijetí takového zaměření (viz Poldrack, 2006, pro známý problém reverzní inference v fMRI). Přestože naše behaviorální údaje ve spojení s neurozobrazovacími údaji byly konzistentnější s hypotézou regulační shody než s hypotézou interference výkonné kontroly, několik předchozích studií fMRI zkoumalo nervové koreláty přijetí zaměření prevence (např. Johnson et al., 2006; Mitchell a kol., 2009). I když je tedy aktivita v této oblasti v souladu s hypotézou regulační shody, je-li uvažována s důkazy o chování, je zapotřebí další práce k pochopení funkční role této oblasti během aktivace stereotypu u starších dospělých. Třetím omezením je, že ačkoliv jsme účastníky randomizovali do dvou skupin a ti se nelišili v neuropsychologických hodnoceních (MoCA nebo Shipley Scales), stereotypní skupina byla poněkud starší a měla nižší falešné rozpoznání ve výchozím sezení (před jakoukoli manipulací). Zatímco analýzy kontrolující věk přinesly podobné výsledky jako naše primární analýzy, možnost nezamýšlených skupinových rozdílů je vždy možností v designu mezi subjekty.

Poslední výhradou je, že naše studie nevylučuje možnost, že starší dospělí mohou pociťovat úzkost a zásahy do exekutivní kontroly z aktivace stereotypů stárnutí v jiných kontextech. Například v naší studii byly důkazy, že prostředí MRI mohlo být pro starší dospělé v obou podmínkách poněkud stresující nebo vyvolávající úzkost. Tato úzkost mohla minimalizovat nebo zastínit naši schopnost najít skupinové rozdíly v oblastech emoční regulace související s aktivací stereotypů předpovězenou hypotézou interference výkonné kontroly. Přestože naši účastníci absolvovali základní sezení před MRI, což by mělo snížit celkovou úzkost z testování během sezení MRI, nemůžeme tuto možnost vyloučit. Nejsme si vědomi žádné práce zaměřené na srovnání behaviorálních účinků aktivace stereotypů v prostředí MRI oproti jiným kontextům, ačkoli jedna studie ukázala, že výkonnost paměti může být obecně narušena při MRI ve srovnání s laboratorním prostředím (Gutchess a Park, 2006). Budoucí práce by mohla prozkoumat potenciální interakce mezi takovými kontextovými efekty a efekty aktivace stereotypů.

Závěrem lze říci, že aktivace stereotypů stárnutí zvýšila mozkovou aktivitu v parietálních středních oblastech spojených se zpracováním stereotypů stárnutí, sebe sama a zaměřením na prevenci chyb. Zatímco aktivita v těchto oblastech mozku byla v souladu s hypotézou regulační shody, nenašli jsme konzistentně vzorce mozkové aktivity, které byly předpovězeny hypotézou interference výkonné kontroly. Tyto výsledky přidávají nová omezení současným hypotézám o efektech stereotypních hrozeb, které se vztahují na starší dospělé. Konkrétně, rostoucí důkazy v behaviorální literatuře naznačují, že mechanismy ohrožení stereotypy u starších dospělých se mohou lišit od mechanismů u mladších dospělých. Naše výsledky rezonují s tímto vznikajícím obrazem a ukazují, že dopad hrozby stereotypů na mozkovou aktivitu u starších dospělých se také liší od toho, co by se dalo očekávat z relevantní literatury o neurozobrazování u mladších dospělých. Zdá se, že hrozba stereotypu stárnutí funguje jinak než jiné druhy hrozeb stereotypů, a to jak na behaviorální, tak na mozkové úrovni analýzy.

Doplňkový materiál

Doplňkový materiál naleznete ve webové verzi na PubMed Central.

Poděkování a zdroje financování

Výzkum uvedený v této publikaci byl podpořen Národním institutem pro stárnutí Národních ústavů zdraví pod číslem udělení R21AG049931. Za obsah zodpovídají výhradně autoři a nemusí nutně představovat oficiální názory National Institutes of Health.

Dostupnost dat/kódů

Neuroimaging a data o chování použitá v této studii budou po zveřejnění volně dostupná v rámci Open Science Framework. Software a modely, které jsme použili ke generování výsledků, jsou uvedeny na příslušných místech v části Metody.

Slepé střevo.:

Stereotyp a kontrolní pasáže

Stereotypní pasáž:

Děkujeme, že jste se zúčastnili naší studie. Dnes budete provádět paměťové úkoly jako ty, které jste dříve dělali v laboratoři. Změříme váš výkon v těchto úkolech a také pořídíme snímky vašich mozkových struktur a mozkové aktivity během úkolů. Vědecké studie prokázaly, že tyto postupy dokážou odhalit pokles paměti spojený s normálním stárnutím a také mohou předpovídat vývoj Alzheimerovy choroby později v životě.

Primárním cílem naší studie je zvýšit účinnost těchto opatření při odhalování poklesu paměti spojeného s normálním stárnutím a Alzheimerovou chorobou. Abychom tohoto cíle dosáhli, porovnáme data od mladých vysokoškoláků se staršími dospělými ve vaší věkové skupině. Kromě toho budeme porovnávat údaje mezi staršími dospělými, jejichž výkonnost je vystavuje různým rizikům rozvoje AD v pozdějším věku. Na základě vašich údajů z prvního dne naši náboráři rozhodli, že máte nárok na tuto studii. Vzhledem k těmto cílům musíte porozumět pokynům pro paměťové úlohy, které vám nyní dám.

Kontrolní průchod:

Děkujeme, že jste se zúčastnili naší studie. Dnes budete provádět psychologické úkoly, jako jsou ty, které jste dříve prováděli v laboratoři. Změříme váš výkon v těchto úkolech a také pořídíme snímky vašich mozkových struktur a mozkové aktivity během lekcí. Vědecké studie ukázaly, že tyto postupy nám mohou pomoci pochopit, jak mozek podporuje různé psychologické procesy.

Hlavním cílem této studie je zhodnotit mozkovou aktivitu spojenou s individuálními rozdíly v psychologických procesech, které činí každého z nás jedinečným. Abychom tohoto cíle dosáhli, porovnáme data na velkém vzorku účastníků výzkumu s různým zázemím a charakteristikami. Na základě vašich údajů z prvního dne naši náboráři rozhodli, že máte nárok na tuto studii. Vzhledem k těmto cílům musíte porozumět pokynům pro psychologický úkol, které vám nyní dám.

Reference

1. Armstrong B, Gallant SN, Li L, Patel K, Wong BI, 2017. Účinky stereotypní hrozby na epizodickou a pracovní paměť starších dospělých: metaanalýza. Gerontolog 57 (suppl_2), S0193–S205.

2. Barber SJ, Mather M, 2013a. Stereotypní ohrožení může zlepšit i zhoršit paměť starších dospělých. Psychol. Sci 24 (12), 2522–2529. [PubMed: 24150969]

3. Barber SJ, Mather M, 2013b. Stereotypní hrozba může snížit chyby paměti starších dospělých. QJ Exp. Psychol 66 (10), 1888–1895.

4. Barber SJ, Mather M, 2014. Stereotypní ohrožení u starších dospělých: Kdy a proč k němu dochází a kdo je nejvíce postižen? Stereotypní hrozba u starších dospělých: Kdy a proč k ní dochází a kdo je nejvíce zasažen? In: Verhaeghen P, Hertzog C (Eds.) The Oxford Handbook of Emotion, Social Cognition, and Problem Solving in Adulthood. Oxford University Press, s. 302–319.

5. Barber SJ, 2017. Zkoumání věkově podmíněné hrozby stereotypu o kognitivním poklesu: implikace pro výzkum a vývoj teorie stereotypů. Perspektiva. psycholog. Sci 12 (1), 62–90.

6. Beaton D, Fatt CRC, Abdi H, 2014. ExPosition multivariační analýzy s dekompozicí singulární hodnoty v R. Computing. Stat. Data Anal 72, 176–189.

7. Beilock SL, Rydell RJ, McConnell AR, 2007. Stereotypní hrozba a pracovní paměť: mechanismy, zmírnění a přelévání. J. Exper. Psychol 136 (2), 256.

8. Berntson GG, Quigley KS, Norman GJ, Lozano DL, 2017. Kardiovaskulární psychofyziologie. In: Cacioppo JT, Tassinary LG, Berntson GG (Eds.), Handbook of Psychophysiology. Cambridge University Press, s. 183–216.

9. Colton G, Leshikar ED, Gutchess AH, 2013. Věkové rozdíly v neurální reakci na stereotypní hrozbu a odolnost pro informace odkazované na sebe. Přední. Hučení. Neurosci 7, 537. [PubMed: 24046739]

10. Colzato LS, Steenbergen L, 2017. Vysoká variabilita srdeční frekvence v klidovém stavu zprostředkovaná vagály je spojena s vynikající kaskádou akcí. Neuropsychologie 106, 1–6. [PubMed: 28866318]

11. Derks B, Inzlicht M, Kang S, 2008. Neurověda ohrožení stigmatu a stereotypu. Skupinový proces. Meziskupinový vztah 11, 163–181.

12. Du YP, Dalwani M, Wylie K, Claus E, Tregellas JR, 2007. Snižujeme artefakty susceptibility ve fMRI pomocí objemově selektivní kompenzace z-shim. Magnet. Reson. Med 57 (2), 396-404.

13. Forbes CE, Leitner JB, 2014. Stereotypní hrozba plodí nervovou zaujatost vůči negativní zpětné vazbě, která podkopává výkon. Biol. Psychol 102, 98–107. [PubMed: 25063472]

14. Forbes CE, Leitner JB, Duran-Jordan K, Magerman AB, Schmader T, Allen JJB, 2015. Spontánní fázové blokování sítě ve výchozím režimu zmírňuje vnímání výkonu pod hrozbou stereotypu. Soc. Poznání. Postihnout. Neurosci 10, 994–1002.

15. Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, Poline JB, Frith CD, Frackowiak RSJ, 1995. Statistické parametrické mapy: intervaly spolehlivosti na p-hodnotách. Hučení. Mozková mapa 2, 189–210.

For more information:1950477648nn@gmail.com