Vplyv stereotypnej hrozby na mozgovú aktivitu počas pamäťových úloh u starších dospelých, časť 2

2.4. Zber a návrh fyziologických údajov

Parasympatická srdcová kontrola bola meraná pomocou vysokofrekvenčnej variability srdcovej frekvencie (HF HRV) odvodenej z EKG. HF HRV je kolísanie srdcovej frekvencie medzi údermi v rámci respiračného frekvenčného pásma (0.12 – 0.40 Hz), o ktorom sa preukázalo, že je indexom parasympatickej kontroly srdca (Berntson et al. , 2017). HF HRV je prirodzený log rozptylu srdcovej periódy v dýchacom pásme (v ms 2 ). EKG bolo získané pomocou systému Bionex (Mindware Technologies LTD, Gahanna, OH). Softvér Mindware odvodil HF HRV spektrálnou analýzou série medzidobých intervalov z EKG.

Aktivita parasympatického nervového systému úzko súvisí s výkonnosťou pamäte. Množstvo experimentov dokázalo, že činnosť parasympatického nervového systému má výrazný zlepšovací účinok na kognitívne a pamäťové schopnosti ľudského tela. Okrem toho stav aktivity tohto systému súvisí aj s plasticitou mozgovej kôry. Inými slovami, jeho vhodná stimulácia môže podporiť synaptické spojenia v mozgu a zlepšiť neurologické funkcie.

Keď sme v uvoľnenom stave, naše parasympatické nervy zostávajú aktívne, čo spôsobuje, že mozog uvoľňuje chemikálie zlepšujúce pamäť, ako je acetylcholín. Acetylcholín je katalyzátor, ktorý podporuje prenos informácií medzi neurónmi a pomáha nám lepšie sa učiť a pamätať si. Okrem toho správne dýchanie a srdcová frekvencia v uvoľnenom stave viac prospieva cirkulácii krvi v mozgu, čím sa plne zásobuje mozog kyslíkom a zlepšuje sa funkcia mozgu.

Uvoľnenie svalov, pomalé dýchanie a príjemné prostredie nám preto môžu pomôcť uvoľniť sa, a tým upraviť vzrušenie parasympatických nervov a podporiť učenie a pamäť. Okrem toho strava, cvičenie a spánok musia plne zohľadňovať vplyv parasympatického nervového systému. Ľudia by mali dbať na udržiavanie správnej životosprávy, aby udržali svoje telo a mozog v optimálnom stave.

Parasympatický nervový systém má skrátka dôležitý vplyv na ľudské zdravie a výkonnosť pamäti. Preto je v našom každodennom živote veľmi potrebné udržiavať primeraný relaxačný stav. Len tým, že uvoľníte svoju myseľ a dovolíte svojmu telu a mysli relaxovať, môžete dosiahnuť lepšie efekty učenia a pamäte. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť našu pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť našu pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť mletého mäsa spočíva v rôznych aktívnych zložkách, ktoré obsahuje, vrátane kyselín, polysacharidov, flavonoidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na položku Poznať krátkodobú pamäť, ako sa zlepšiť

2.5. akvizícia fMRI

Snímky boli získané pomocou skenera {{0}}T Philips Achieva vo výskumnom centre MRI University of Chicago. Funkčné skeny sa získali pomocou T2*-váženej echo planárnej zobrazovacej sekvencie (čas opakovania [TR]=2 s, čas ozveny [TE]=25 ms, zorné pole [FOV]=192 mm; uhol preklopenia=77 stupeň, veľkosť matrice=64×63 mm, rozlíšenie v rovine=3 × 3 mm2). Na pokrytie celého mozgu sa získalo 34 prekladaných rezov (hrúbka 4 mm, 0,5 mm preskok medzi rezmi). Počas každého z 5 funkčných cyklov sme aplikovali z-shimming na 4 rezy cez orbitálnu frontálnu oblasť pozdĺž horného/dolného smeru pre kompenzačný gradient, aby sme znovu získali stratu signálu v dôsledku artefaktu nosnej dutiny (Du et al., 2007). Štrukturálne skeny boli získané naposledy pomocou T1 - váženého štrukturálneho Turbo Field Echo s vysokým rozlíšením (TR = 8 ms, TE=3,8 ms, uhol preklopenia=8 stupeň, FOV {{ 27}} mm, matrica=224×224 mm2, rozlíšenie v rovine=1 × 1 mm2).

2.6. Spracovanie a analýza údajov fMRI

Naše úlohy MRI mali dve fázy: fázu blokovanej úlohy, ktorá sa striedala medzi kódovaním epizodickej pamäte, pracovnou pamäťou a úlohami odpočítavania, po ktorej nasledoval test pamäte týkajúci sa udalostí pre položky epizodickej pamäte. Naša stereotypná manipulácia predchádzala obom fázam, takže vplyv aktivácie stereotypu na celkový prístup účastníkov k rôznym úlohám – alebo ich myslenie počas experimentálnej relácie – mal byť prítomný v každej fáze. Pretože blokované návrhy majú tendenciu mať väčšiu silu na zisťovanie rozdielov vo výkonnosti skupín v porovnaní s návrhmi súvisiacimi s udalosťami, tieto boli naším hlavným zameraním a v nasledujúcich častiach uvádzame iba metódy MRI a analýzy blokovaného dizajnu. Ďalšie metódy a analýzy pre úlohu rozpoznávania súvisiacej s udalosťou sú opísané v doplnkových materiáloch

Predspracovanie a analýza údajov boli vykonané pomocou SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging, Londýn) implementovaného v MATLAB R2015a (The Mathworks Inc., Natick, MA, USA). Na funkčných údajoch sa vykonalo štandardné predspracovanie, vrátane použitia máp poľa na rozbalenie obrázkov, opätovného zarovnania časových radov pomocou prístupu najmenších štvorcov a šesťparametrovej (tuhé telo) priestorovej transformácie, ktorá sa prispôsobí prvému obrázku v sérii, anatomická koregistrácia, segmentácia anatomického skenu na šedú hmotu, bielu hmotu a cerebrospinálny mok a priestorové vyhladenie (pomocou 6- mm plnej šírky polovičného maximálneho izotropného Gaussovho jadra). Pre skupinové analýzy bola implementovaná normalizácia na šablónu Montrealského neurologického inštitútu (priestor MNI) (prevzorkovanie pri 2 mm kubických voxeloch).

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 >odpočítavanie a operačná pamäť > odpočítavanie. Všetky výsledky boli uvedené pri p < 0,05, korigované na viacnásobné porovnania pomocou simulácií Monte Carlo prostredníctvom 3dClustSim na AFNI.

Okrem analýz celého mozgu sa uskutočnili štúdie oblasti záujmu (ROI). Anatomické ROI boli vybrané na základe literatúry, aby sa ďalej charakterizovala tučná odpoveď počas rôznych kognitívnych úloh a možných skupinových rozdielov. ROI spojené s hypotézou interferencie výkonnej kontroly boli založené na predchádzajúcich štúdiách hrozieb stereotypov u mladších dospelých (Krendl a kol., 2008; Wraga a kol., 2007) a zahŕňali bilaterálnu amygdalu, ACC, MFG a ľavú IFG/BA. 47. ROI spojené s hypotézou regulačnej vhodnosti boli založené na predchádzajúcich štúdiách zameraných na prevenciu (Johnson a kol., 2006; Mitchell a kol., 2009) alebo na spracovanie slov stereotypu starnutia (Colton a kol., 2013) a zahŕňali MCC a PCC . ROI boli založené na neuromorfometrickom atlase v SPM12 a odhady kontrastu boli extrahované pomocou nástrojov SPM12. Odhady kontrastu sa potom vložili do dvoch rôznych skupinových × stavových MANOVA, aby sa samostatne otestovala hypotéza interferencie výkonnej kontroly a hypotéza regulačnej zhody.

Uskutočnili sme korelácie medzi mozgom a správaním pomocou čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS-R) prostredníctvom balíka ExPosition v R (Beaton et al., 2014). Táto metóda bola zvolená z niekoľkých dôvodov. Po prvé, miery správania sa často navzájom korelujú, čo platí pre mozgovú aktivitu v rôznych regiónoch a techniky PLS využívajú zdieľaný rozptyl medzi faktormi, aby vysvetlili väčšinu kovariancie v údajoch. Po druhé, mnohorozmerná povaha tejto techniky umožňuje simultánny odhad mnohých meraní, vrátane viacerých oblastí mozgu a viacerých behaviorálnych meraní. Pretože kovariancia v premenných bola analyzovaná spoločne v jednej analýze, neboli potrebné žiadne korekcie pre viacnásobné porovnania. Mozgové a behaviorálne premenné, ktoré nás zaujímali, sa použili na vytvorenie dvoch matíc: jedna, ktorá predstavovala mozgové miery pre každého účastníka, a druhá, ktorá reprezentovala miery správania. Krížový produkt týchto dvoch matíc sa rozložil na vzájomne ortogonálne latentné premenné pomocou rozkladu singulárnej hodnoty. Skóre latentných premenných predstavovali váhy mozgových faktorov, ktoré prispeli k vyššiemu alebo nižšiemu výkonu pre každé meranie správania. Na určenie významnosti a veľkosti účinku každého výsledného faktora sa použili Pearsonove korelácie medzi skóre latentných premenných z každej matice X a Y.

3. Výsledky

3.1. Kontrola manipulácie

Zo 69 účastníkov štúdie si všetkých 33 účastníkov v stereotypnej skupine spomenulo na čítanie pasáže o starobnom stereotype, zatiaľ čo iba 7 z 36 (19%) účastníkov v kontrolnej skupine uviedlo, že si mysleli, že štúdia bola o kognitívnom poklese so starnutím. Každý z týchto 7 účastníkov povedal, že nedostal túto správu od výskumníka alebo pasáž, ale uhádol, že účel štúdie súvisí so starnutím alebo pamäťou prostredníctvom dotazníkov, ktoré boli poskytnuté na samom konci prieskumu pred manipuláciou. skontrolovať. Žiadny z účastníkov kontroly neuviedol, že by premýšľal o stereotypoch starnutia pred alebo počas skenovania fMRI. Tieto výsledky naznačujú, že naše postupy úspešne aktivovali stereotypy starnutia iba v skupine stereotypov.

3.2. Pre-post zmeny v reakcii na stres a úzkosť podľa skupiny

Pre a post-zmeny v parasympatickej srdcovej odpovedi a úzkosti sa merali ako funkcia manipulácie s aktiváciou stereotypu s pokojovou HF HRV a samohlásenou stavovou úzkosťou (pozri tabuľku 1). Vyššia pokojová HF HRV je spojená s optimálnejším frontálnym fungovaním a kognitívnou kontrolou v reakcii na náročné úlohy (Colzato a Steenbergen, 2017), zatiaľ čo nižšia pokojová HF HRV má tendenciu súvisieť so suboptimálnymi stresovými reakciami (Porges, 2 001; Thayer a kol., 2009) a nižšia HRV sa spája s negatívnym vplyvom hrozby stereotypov na výkon u mladších dospelých (Williams a kol., 2019). Pre HF HRV sa merali tri body: pred pasážou, počas pasáže a po pasáži. Analýzy HF HRV priniesli hlavný vplyv času (F (2, 114)=7,99, p < 0,001), čo odráža zvýšenie HF HRV v oboch skupinách bez účinku skupiny a bez interakcie (ps > 0,87). Zhromaždili sa aj predbežné a následné opatrenia stavovej úzkosti. Táto analýza poskytla čas hlavného účinku (F (1, 66)=79,38, p < 0,001), čo odráža zvýšenie stavovej úzkosti v oboch skupinách bez účinku skupiny a bez interakcie (ps > 0,71) . Tieto údaje sú v rozpore s myšlienkou, že stereotypná pasáž by spôsobila, že by sa účastníci cítili viac úzkostlivo alebo ohrozene ako kontrolná pasáž, ktorú predpovedala hypotéza interferencie výkonnej kontroly, ale nie hypotéza regulačnej vhodnosti (ktorá predpokladá zmeny stratégie, ale nie nevyhnutne úzkosť). alebo stres v reakcii na stereotypy starnutia). Namiesto toho tieto zistenia naznačujú, že čítanie pasáže o cieľoch štúdie v rámci prípravy na prevzatie úloh počas MRI zvýšilo úzkosť bez rozdielov medzi skupinami v tejto anticipačnej reakcii.

3.3. Kognitívne úlohy

Účastníci vykonávali dobre kognitívne úlohy a dokázali efektívne rozlišovať medzi cieľmi a návnadami (pozri tabuľku 2). Na úrovni skupiny boli minimálne rozdiely vo výkone pri oboch úlohách, ktoré možno pripísať aktivácii stereotypu. Pre epizodickú pamäť bola vykonaná ANOVA s opakovaným meraním 2 (skupina: stereotyp vs. kontrola) × 2 (relácia: laboratórium vs. fMRI) na každom z dvoch meraní presnosti, čo odhalilo významný skupinový vplyv na starú/súvisiacu presnosť (F (1,67)=4.88, s. =.031). Tento efekt naznačuje, že stereotypná skupina prekonala kontrolnú skupinu, ale tento efekt medzi reláciami neinteragoval, čo poskytuje dôkaz, že aktivácia stereotypu (v druhej relácii) ovplyvnila výkon. Nezistili sa žiadne ďalšie účinky na úrovni skupiny na výkon epizodickej pamäte alebo pracovnej pamäte (všetky ps > 0,22). Pre úplnosť tabuľka 2 uvádza aj samostatné skupinové porovnania každej miery zásahov, miery falošných poplachov a skóre presnosti, ako aj opravené skóre falošného rozpoznania pri úlohe epizodickej pamäte (falošné poplachy na súvisiace návnady mínus nesúvisiace návnady), ktoré hodnotí vplyv príbuznosti kategórie na falošné poplachy nezávisle od efektov skreslenia odozvy, ktoré by mali ovplyvniť všetky typy návnad.

Po predchádzajúcej práci naznačujúcej, že individuálne rozdiely môžu maskovať efekty aktivácie stereotypov v epizodickej pamäti (napr. Smith et al., 2017), sme skúmali, či status odchodu do dôchodku (dôchodca, pracujúci) a roky vzdelania môžu zmierniť vplyv aktivácia stereotypu na presnosť epizodickej a pracovnej pamäte. Pokiaľ ide o epizodickú pamäť, táto analýza odhalila, že aktivácia stereotypov zvýšila starú/novú presnosť u vysoko vzdelaných a dôchodcovských jedincov (p < 0,019). Tento výsledok bol spôsobený znížením falošných poplachov na nové položky, čo potenciálne odrážalo prechod na konzervatívnejšie monitorovanie založené na kategóriách a reakciu v stereotypnej skupine, čo by mohlo zvýšiť starú / novú presnosť v aktuálnej úlohe (pozri doplnkový materiál; obr. S1) . Hoci predchádzajúca práca bola zmiešaná (pozri Smith et al., 2017), súčasný výsledok je v súlade s dvoma predchádzajúcimi štúdiami, ktoré tiež testovali epizodickú pamäť pre súvisiace slová, v ktorých sa zistilo, že aktivácia stereotypu znížila falošné poplachy pri postupoch úloh, ktoré podporovali prevenciu chýb. ako v súčasnej úlohe (napr. varovania pred chybami, Barber a Mather, 2013b; Wong a Gallo, 2016), čo je v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti. Pre pracovnú pamäť, hoci trojstranná interakcia bola v rovnakom všeobecnom smere, žiadny z účinkov nedosiahol významnosť (ps > 0,61).

3.4. fMRI celomozgová jednorozmerná

Ako je uvedené v časti o metódach, manipulácia so stereotypmi predchádzala úlohám MRI, a tak akýkoľvek všeobecný vplyv hrozby stereotypu na myslenie účastníkov pri prijímaní rôznych úloh (a súvisiace rozdiely v mozgovej aktivite) by sa mal pozorovať vo všetkých fázach našej úlohy. Keďže blokované návrhy majú tendenciu byť výkonnejšie ako návrhy súvisiace s udalosťami, tieto boli naším hlavným zameraním a analýzy blokovaného dizajnu uvádzame iba v nasledujúcich sekciách. Napriek tomu analýzy mozgovej aktivity počas fázy súvisiacej s udalosťou podporili kľúčové výsledky a tieto sú uvedené v doplnkovom materiáli.

Na blokovaných údajoch MRI sme vykonali faktoriálnu analýzu ANOVA 2 (skupina: stereotyp, kontrola) × 3 (úloha: epizodické kódovanie, 2-späť, odpočítavanie), aby sme identifikovali celkové rozdiely medzi skupinou medzi stereotypom a kontrolnými skupinami a skupinou × Interakcie úloh na mozgovú aktivitu. Pokiaľ ide o oblasti súvisiace s úlohami, tieto analýzy odhalili robustné vzorce mozgovej aktivity, ktoré boli predtým spojené s týmito druhmi kognitívnych úloh (obr. 2). Aby sme ďalej preskúmali tieto účinky špecifické pre danú úlohu, vykonali sme post hoc kontrasty pre každú úlohu v porovnaní s úlohou odpočítavania (tabuľka S1). Pre kódovanie epizodickej pamäte bola mozgová aktivita lateralizovaná na ľavú hemisféru, vrátane ľavej temporálnej kôry, PFC a laterálnej parietálnej kôry – obe sú typicky spojené s epizodickým kódovaním pomocou verbálnych materiálov s vizuálnou prezentáciou (Spaniol a kol., 2009; Kelley a kol. ., 1998). Žiadne regióny nevykazovali opačný vzor (odpočítavanie > kódovanie) pri nastavenom prahu. Pre pracovnú pamäť bola mozgová aktivita zistená v bilaterálnej inzule, PFC a dolnej parietálnej kôre - všetky sa bežne vyskytujú v úlohách N-back (Owen et al., 2005; Nee et al., 2013). Žiadne regióny nevykazovali opačný vzor (odpočítavanie > 2-späť) pri nastavenom prahu.

Čo sa týka rozdielov medzi stereotypmi a kontrolnými skupinami, nezistili sa žiadne hlavné účinky skupiny, ale významná interakcia skupina × úloha bola pozorovaná v troch zhlukoch: pravý dorzálny PCC, pravý precuneus a pravý postcentrálny sulcus (pozri obr. 3 a tabuľku 3). Uskutočnili sa následné analýzy na určenie smeru týchto interakčných účinkov a na porovnanie veľkosti účinku v rámci úloh. Tieto analýzy ukázali, že interakcia v každom klastri bola spôsobená stereotypnou skupinou vykazujúcou vyššiu aktivitu v úlohe kódovania pamäte ako kontrolná 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), zatiaľ čo menšie skupinové rozdiely sa našli medzi týmito dvoma skupinami v 2-úlohe späť (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 kontrolná úloha (t(67)=2.24, SE=0 .13, p=.028, t(67)=1.56, SE=0.21, p=0.12 a t(67){{60 }}.07, SE=0.16, p=0.29). Kontrola veku tieto výsledky kvalitatívne nezmenila. Táto aktivita v prevažne zadných regiónoch strednej čiary je v súlade s predchádzajúcim výskumom, ktorý identifikoval zapojenie podobných regiónov do spracovania zamerania na prevenciu (Johnson a kol., 2006; Mitchell a kol., 2009) a spracovania starnúcich stereotypných slov pre sebarelevanciu (Colton a kol., 2013). Ako je možné vidieť na obr. 3, zatiaľ čo tieto výsledky demonštrujú najsilnejšie účinky v úlohe epizodickej pamäte, účinky boli do značnej miery konzistentné v rámci troch rôznych úloh. Aby bola paralelná analýza výkonnosti pamäte, vykonala sa MANOVA skúmajúca interakciu Skupina × Vzdelanie × Odchod do dôchodku na mozgovú aktivitu počas pamäťovej úlohy v týchto troch zhlukoch. Táto analýza nepriniesla rovnakú významnú trojstrannú interakciu (p=0,37).

3.5. fMRI ROI

Analyzovali sme aj mozgovú aktivitu v anatomických ROI vybraných na základe dvoch primárnych hypotéz, ktorými sa riadi literatúra o hrozbách stereotypov: hypotéza interferencie výkonnej kontroly (bilaterálna amygdala, ACC, MFG a ľavá IFG/BA 47, pozri Krendl et al., 2{101} {10}}08; Wraga a kol., 2007) a zameranie na prevenciu podľa hypotézy regulačnej vhodnosti (MCC a PCC, pozri Johnson a kol., 2006; Mitchell a kol., 2009). Vykonali sme dve samostatné 2 (Skupina: stereotyp, kontrola) × 3 (Úloha: epizodické kódovanie, 2-späť, odpočítavanie) MANOVA zacielené na každú sadu ROI. MANOVA na ROI spojené s hypotézou interferencie výkonnej kontroly nepriniesla významný viacrozmerný účinok interakcie skupina alebo skupina × úloha (ps > 0,45) a aktivita v týchto oblastiach záujmu bola v oboch skupinách dosť podobná (pozri obr. S2 ). Na rozdiel od toho, MANOVA na ROI spojené s hypotézou regulačnej zhody prinieslo významný vplyv skupiny (Pillai's Trace=0.11, F(4, 198)=5.89, p <.001), ale žiadna interakcia (p=0,99). Aby sa otestovalo, ktoré oblasti záujmu prispeli k tomuto celkovému účinku, vykonali sa jednotlivé ANOVA pre každú oblasť záujmu, ktoré odhalili významné skupinové účinky v pravom PCC (F(1201)=13,52, p < 0,001) a ľavom PCC (F( 1201)=10 0,18, p < 0,001), ako je znázornené na obr. 4, ale nie pravý MKC (p=0,28) ani ľavý MKC (p =. 09, pozri obr. S2). Tieto účinky PCC indikovali väčšiu mozgovú aktivitu v stereotypnej skupine ako kontrolná skupina a boli numericky najsilnejšie pre mozgovú aktivitu v úlohe kódovania epizodickej pamäte. Tieto vzory PCC sú dosť podobné tým, ktoré sa nachádzajú v analýze celého mozgu. Navyše, ako je vidieť na obr. 4, účastníci kontrolnej skupiny vykazovali typický deaktivačný vzor v PCC počas blokov úloh, čo je v súlade s primárnym zameraním na úlohy v protiklade k viac vnútorným, sebareferenčným myšlienkam (napr. Mak a kol., 2017). Na rozdiel od toho účastníci stereotypu vykazovali minimálnu deaktiváciu, čo naznačuje, že zostali sústredení na seba počas úloh.

3.6. Vzťahy medzi mozgom a správaním

Na skúmanie vzťahov medzi mozgom a správaním sme použili viacrozmernú metódu (PLS-R), ktorá umožnila simultánne hodnotenie viacerých oblastí mozgu a viacerých kognitívnych premenných. V tejto PLS-R analýze boli významné zhluky z analýzy celého mozgu vložené do jednej matice a kognitívne merania (pozri tabuľku 2) boli vložené ako druhá matica s výnimkou časov odozvy na falošné poplachy v úlohe pracovnej pamäte v dôsledku chýbajúce hodnoty. Pri týchto analýzach sme sa zrútili v rámci skupinového statusu, pretože aj keď aktivácia stereotypov mohla posunúť zameranie účastníkov, účastníci v oboch skupinách mohli mať na experimentálne postupy reakcie zamerané na prevenciu. Dva nezávislé vzory vysvetlili veľkú časť kovariancie v údajoch, vysvetľujúce 86,05 % a 10,94 %, v tomto poradí (obr. 5). Prvá latentná premenná bola signifikantná, r (67)=0,36, p=0,002 a naznačovala, že väčšia mozgová aktivita v pravom precentrálnom sulku a PCC (bez ohľadu na úlohu) bola spojená s väčším presnosť a zníženie falošných poplachov pri úlohách epizodickej a pracovnej pamäte. Druhá latentná premenná bola tiež významná, r (67)=0 0,28, p=0,019 a naznačovala, že väčšia mozgová aktivita v pravom precuneus (bez ohľadu na úlohu) bola spojená s pomalšími časmi odozvy a znížiť falošné poplachy na súvisiace návnady (po korekcii reakcie na nesúvisiace návnady) v úlohe epizodickej pamäte. Výsledky PLS-R spoločne naznačujú, že väčšia aktivácia zistená v oblastiach mozgu, ktoré boli tiež zvýšené v skupine stereotypov, bola spojená s pomalšími časmi odozvy a vyššou presnosťou u všetkých účastníkov, čo naznačuje konzervatívnejší prístup zameraný na prevenciu, ktorý je v súlade s hypotéza regulačnej zhody.

4. Diskusia

Tu uvádzame prvý experiment fMRI na identifikáciu mozgovej aktivity spojenej s aktiváciou stereotypov, zatiaľ čo starší dospelí prevzali kognitívne úlohy. Na vysvetlenie zmien v pamäti v dôsledku aktivácie stereotypov u starších dospelých boli navrhnuté dve prominentné hypotézy. Hypotéza interferencie výkonnej kontroly zdôrazňuje negatívne emocionálne reakcie (úzkosť z výkonu), ktoré súťažia so zdrojmi výkonnej kontroly, a táto hypotéza získala podporu v behaviorálnej a neurozobrazovacej literatúre pre mladších dospelých o hrozbe stereotypov. Hypotéza regulačnej zhody namiesto toho zdôrazňuje posun stratégie smerom k zameraniu sa na prevenciu chýb a táto hypotéza získala určitú podporu v staršej literatúre o správaní dospelých o hrozbe stereotypov. Tu uvedené behaviorálne a neuroimagingové zistenia nepodporili predpovede hypotézy rušenia výkonnej kontroly, čo naznačuje, že stereotypná hrozba funguje inak u starších dospelých v porovnaní s mladšími dospelými. Naše behaviorálne a neuroimagingové zistenia boli namiesto toho viac v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti, aj keď, ako diskutujeme nižšie, je teraz potrebná ďalšia práca na replikáciu týchto výsledkov MRI a ďalšie pochopenie ich dôsledkov na kognitívne spracovanie počas hrozby stereotypov.

Niekoľko zistení argumentuje proti hypotéze rušenia výkonnej kontroly, prinajmenšom pokiaľ ide o účinky stereotypnej hrozby u starších dospelých za podmienok použitých v našej štúdii. Predchádzajúce štúdie spájali aktiváciu hrozieb stereotypov u mladších dospelých s prednou cingulárnou kôrou a ďalšími oblasťami, ktoré sa podieľajú na regulácii emócií (Krendl a kol., 2008; Wraga a kol., 2007). V analýze celého mozgu ani v cielených analýzach ROI sme v týchto oblastiach nenašli skupinové rozdiely. Hypotéza interferencie výkonnej kontroly tiež tvrdí, že zdroje pracovnej pamäte sú potrebné na potlačenie negatívnych emócií pri vykonávaní kognitívnych úloh (Beilock a kol., 2007; Schmader a kol., 2008). Regióny v prefrontálnom kortexe, vrátane ventrolaterálneho PFC, boli zapojené do zdrojov kognitívnej kontroly, ktoré by mohli slúžiť takejto úlohe. V súčasnej štúdii stereotypná skupina nezískala tieto oblasti mozgu vo väčšej miere ako kontrolná skupina. Okrem toho sa starší dospelí v týchto dvoch skupinách nelíšili vo fyziologickom hodnotení parasympatickej reaktivity srdcového stresu (HF HRV) alebo hlásenej úzkosti, ako by sa dalo očakávať z tejto hypotézy. Obe skupiny skôr vykazovali porovnateľné zvýšenie úzkosti a HF HRV, čo môže odrážať anticipačné reakcie na kognitívne testy a fMRI časť experimentu. Napokon, medzi skupinami neboli žiadne rozdiely vo vnímanej hrozbe zo samotného experimentálneho kontextu. Pretože tento dotazník bol daný po manipulácii s aktiváciou stereotypu, hypotéza interferencie výkonnej kontroly by predpovedala rozdiel v tomto meraní.

Na rozdiel od hypotézy interferencie výkonnej kontroly bolo niekoľko našich neuroimagingových a behaviorálnych zistení v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti. Starší dospelí v stereotypnej skupine mali väčšiu aktivitu v parietálnych stredových oblastiach ako v kontrolnej skupine. Väčšia aktivita v parietálnych stredových oblastiach, ako je PCC, bola spojená s aktiváciou preventívneho zamerania u mladších aj starších dospelých (Johnson a kol., 2006; Mitchell a kol., 2009), čo je v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti. . Je zaujímavé, že EEG dôkazy ukazujú, že väčšie fázové blokovanie spojené so zadnými oblasťami strednej čiary (precuneus, PCC) a inými oblasťami v sieti predvoleného režimu (napr. laterálna parietálna kôra) môže pomôcť minimalizovať efekty stereotypnej hrozby na monitorovanie chýb a pochybnosti o sebe samých u mladších dospelých (Forbes et al., 2015). Toto zistenie naznačuje, že aktivita v týchto zadných oblastiach môže signalizovať preventívne zameranie, ktoré môže pomôcť tlmiť účinky hrozieb. V súčasnej štúdii sa pozoroval skupinový rozdiel v aktivite PCC vo všetkých kognitívnych úlohách, ako by sa dalo očakávať, ak by stereotypná hrozba aktivovala myslenie na prevenciu chýb počas experimentálnej relácie. Ďalšia podpora pre hypotézu regulačnej vhodnosti vychádza zo zistení správania. Posun k predchádzaniu chybám by bol pravdepodobne najvýraznejší v miere falošných poplachov. Aj keď sme nezistili celkové rozdiely v správaní medzi skupinami, zistili sme, že stereotypná hrozba mala s najväčšou pravdepodobnosťou vplyv na epizodickú pamäť u starších dospelých, ktorí sú na dôchodku a majú viac vzdelania (porovnaj Smith et al., 2017). Okrem toho bola táto interakcia evidentná v znížení falošných poplachov na nové položky počas úlohy epizodickej pamäte. Korelácie medzi mozgom a správaním tiež ukázali, že v rámci našich dvoch experimentálnych skupín tí starší dospelí, ktorí vykazovali najväčšie rozdiely v mozgovej aktivite v PCC, mali tiež najvyššiu mieru úspešnosti a najnižšiu mieru falošných poplachov a počas úlohy epizodickej pamäte reagovali pomalšie. . Každý z týchto vzorov je v súlade s konzervatívnou stratégiou a stratégiou vyhýbania sa chybám.

Jednou z dôležitých úvah o súčasných zisteniach fMRI je ich zovšeobecnenie naprieč rôznymi kognitívnymi úlohami. Analýza celého mozgu priniesla interakciu skupina × úloha, zatiaľ čo analýza ROI priniesla hlavný účinok skupiny naprieč úlohami, čím sa zdalo, že sú vo vzájomnom konflikte. Bližšia kontrola týchto dvoch vzorov však odhaľuje celkom podobný vzor: skupinové efekty stereotypov boli numericky najsilnejšie v úlohe kódovania epizodickej pamäte, o niečo menej silné v úlohe pracovnej pamäte a najslabšie v úlohe kontroly odpočítavania. Existovali tiež dôkazy, že stereotypná skupina aktivovala PCC viac ako kontrolná skupina počas úlohy epizodického vyhľadávania (pozri doplnkový materiál). Korelácie mozgu a správania z analýzy PLS-R tiež poskytli odstupňovaný vzor, ​​takže asociácie medzi aktivitou PCC a výkonom boli najsilnejšie pri úlohách epizodickej pamäte a slabšie (ale v rovnakom smere) pri úlohe pracovnej pamäte. Nie je jasné, prečo stereotypné účinky na správanie a mozgovú aktivitu mali tendenciu byť väčšie pre úlohu kódovania epizodickej pamäte ako úlohu pracovnej pamäte, ale predchádzajúce behaviorálne štúdie tiež nedokázali nájsť účinky aktivácie stereotypu na výkon pracovnej pamäte u starších dospelých (Hess a kol. ., 2009; Wong a Gallo, 2019). Jedným z možných vysvetlení súčasného vzoru je, že naša úloha pracovnej pamäte bola prísnejšie obmedzená ako naša úloha kódovania epizodickej pamäte, v ktorej boli účastníci požiadaní, aby si zapamätali slová, ale nedostali konkrétnu stratégiu alebo úsudok o kódovaní. Neobmedzené úlohy môžu byť citlivejšie na zmeny v motivácii a stratégii, ako to navrhuje hypotéza regulačnej vhodnosti, hoci v tomto bode je potrebná ďalšia práca. Definitívnejším záverom zo súčasného súboru údajov je, že hoci účinky aktivácie stereotypov mali tendenciu byť najsilnejšie na úlohu epizodickej pamäte, zdá sa, že primárne účinky na mozgovú aktivitu zovšeobecňujú naprieč úlohami, čo naznačuje globálny posun v celkovom prístupe účastníkov k úlohy.

V súvislosti s týmto posledným bodom je dôležité si uvedomiť, že hoci aktivita v PCC počas kódovania môže odrážať posun smerom k zameraniu sa na prevenciu chýb, tento vzorec neznamená, že vplyv stereotypnej hrozby na výkon je odvodený od jej vplyvu na kódovanie. V zásade by explicitná aktivácia stereotypov pred experimentálnymi úlohami mohla aktivovať hrozbu počas trvania experimentálnej relácie, takže zmeny v procesoch kódovania alebo vyhľadávania (alebo oboch) by mohli mať dôsledky na výkon epizodickej pamäte. Zameranie na prevenciu môže napríklad povzbudiť účastníkov, aby pozornejšie monitorovali pamäť na chýbajúce položky zo študovaných kategórií, aby nedošlo k falošným poplachom o týchto položkách, a tieto procesy sa mohli vyskytnúť, keď boli kategorizované položky prezentované počas kódovania alebo vyhľadávania. V závislosti od toho, ako efektívni boli starší dospelí pri tomto druhu monitorovania, mohlo to tiež spôsobiť, že boli citlivejší na členstvo v kategórii pri posudzovaní pamäte v testoch, čím ovplyvnili falošné poplachy aj na nesúvisiace návnady.

4.1. Obmedzenia a budúce smerovanie

Niekoľko obmedzení v súčasnej štúdii zdôrazňuje potrebu ďalšieho výskumu v tejto oblasti. Po prvé, hoci účinky individuálnych rozdielov, ktoré sme pozorovali pri stereotypných účinkoch na výkon epizodickej pamäte, boli motivované predchádzajúcou behaviorálnou prácou (Smith et al., 2017), samotná táto predchádzajúca práca bola zmiešaná a naše výsledky neriešia predchádzajúce nezrovnalosti. Je potrebná ďalšia behaviorálna práca, aby sme pochopili, kedy a ako môže explicitná aktivácia stereotypov ovplyvniť kognitívnu výkonnosť u starších dospelých. Po druhé, oblasti zadnej strednej čiary, ktoré sa líšili medzi stereotypnými a kontrolnými skupinami (napr. PCC), sa podieľajú na rôznych funkciách iných ako zameranie na prevenciu (napr. vnútorná pozornosť vo všeobecnosti), takže aktivitu v PCC nemožno brať ako ako prijatie takéhoto zamerania (pozri Poldrack, 2006, pre dobre známy problém reverznej inferencie v fMRI). Aj keď naše údaje o správaní v spojení s údajmi z neuroimagingu boli konzistentnejšie s hypotézou regulačnej zhody ako s hypotézou interferencie výkonnej kontroly, niekoľko predchádzajúcich štúdií fMRI skúmalo nervové koreláty prijatia preventívneho zamerania (napr. Johnson et al., 2006; Mitchell a kol., 2009). Aj keď je aktivita v tejto oblasti v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti, keď sa zvažuje s dôkazmi o správaní, je potrebná ďalšia práca na pochopenie funkčnej úlohy tejto oblasti počas aktivácie stereotypov u starších dospelých. Tretím obmedzením je, že hoci sme účastníkov randomizovali do dvoch skupín a nelíšili sa v neuropsychologických hodnoteniach (MoCA alebo Shipleyho škály), stereotypná skupina bola o niečo staršia a mala nižšie falošné rozpoznanie v základnej relácii (pred akoukoľvek manipuláciou). Zatiaľ čo analýzy kontrolujúce vek priniesli podobné výsledky ako naše primárne analýzy, možnosť neúmyselných rozdielov medzi skupinami je vždy možná v dizajne medzi subjektmi.

Poslednou výhradou je, že naša štúdia nevylučuje možnosť, že starší dospelí môžu pociťovať úzkosť a zasahovanie výkonnej kontroly z aktivácie stereotypov starnutia v iných kontextoch. Napríklad v našej štúdii sa preukázalo, že prostredie MRI mohlo byť pre starších dospelých v oboch podmienkach trochu stresujúce alebo vyvolávajúce úzkosť. Táto úzkosť mohla minimalizovať alebo zatieniť našu schopnosť nájsť skupinové rozdiely v oblastiach emocionálnej regulácie spojených s aktiváciou stereotypov predpovedanou hypotézou interferencie výkonnej kontroly. Aj keď naši účastníci absolvovali základnú reláciu pred MRI, ktorá by mala znížiť celkovú úzkosť z testovania počas relácie MRI, nemôžeme túto možnosť vylúčiť. Nie sme si vedomí žiadnej práce zameranej na porovnanie behaviorálnych účinkov aktivácie stereotypov v prostredí MRI v porovnaní s inými kontextami, hoci jedna štúdia ukázala, že výkonnosť pamäte môže byť vo všeobecnosti narušená pri MRI v porovnaní s laboratórnym prostredím (Gutchess a Park, 2006). Budúca práca by mohla preskúmať potenciálne interakcie medzi takýmito kontextovými účinkami a účinkami aktivácie stereotypov.

Záverom možno povedať, že aktivácia stereotypov starnutia zvýšila mozgovú aktivitu v parietálnych oblastiach strednej čiary spojenú so spracovaním stereotypov starnutia, seba samého a zameraním sa na prevenciu chýb. Zatiaľ čo aktivita v týchto oblastiach mozgu bola v súlade s hypotézou regulačnej vhodnosti, dôsledne sme nenašli vzory mozgovej aktivity, ktoré boli predpovedané hypotézou interferencie výkonnej kontroly. Tieto výsledky pridávajú nové obmedzenia súčasným hypotézam o účinkoch stereotypnej hrozby, keďže sa vzťahujú na starších dospelých. Konkrétne, rastúce dôkazy v literatúre o správaní naznačujú, že mechanizmy ohrozenia stereotypov u starších dospelých sa môžu líšiť od mechanizmov u mladších dospelých. Naše výsledky rezonujú s týmto vznikajúcim obrazom a dokazujú, že vplyv hrozby stereotypov na mozgovú aktivitu u starších dospelých sa tiež líši od toho, čo by sa dalo očakávať od relevantnej literatúry o neurozobrazovaní u mladších dospelých. Zdá sa, že hrozba starnutia stereotypom funguje inak ako iné druhy stereotypnej hrozby, a to na behaviorálnej aj mozgovej úrovni analýzy.

Doplnkový materiál

Doplnkový materiál nájdete vo webovej verzii na PubMed Central.

Poďakovanie a zdroje financovania

Výskum uvedený v tejto publikácii podporil Národný inštitút pre starnutie Národných inštitútov zdravia pod číslom ocenenia R21AG049931. Za obsah sú výlučne zodpovední autori a nemusí nevyhnutne predstavovať oficiálne názory Národného inštitútu zdravia.

Dostupnosť údajov/kódov

Údaje o neurozobrazovaní a správaní použité v tejto štúdii budú po zverejnení voľne dostupné v rámci Open Science Framework. Softvér a modely, ktoré sme použili na generovanie výsledkov, sú uvedené na príslušných miestach v časti Metódy.

Príloha.:

Stereotyp a kontrolné pasáže

Stereotypný prechod:

Ďakujeme, že ste sa zúčastnili našej štúdie. Dnes budete vykonávať pamäťové úlohy ako tie, ktoré ste predtým robili v laboratóriu. Zmeriame váš výkon v týchto úlohách a tiež odfotíme štruktúry vášho mozgu a aktivitu vášho mozgu počas úloh. Vedecké štúdie ukázali, že tieto postupy dokážu odhaliť pokles pamäte spojený s normálnym starnutím a tiež môžu predpovedať vývoj Alzheimerovej choroby neskôr v živote.

Primárnym cieľom našej štúdie je zvýšiť účinnosť týchto opatrení pri zisťovaní poklesu pamäti súvisiaceho s normálnym starnutím a Alzheimerovou chorobou. Na dosiahnutie tohto cieľa porovnáme údaje od mladých vysokoškolákov so staršími dospelými vo vašej vekovej skupine. Okrem toho budeme porovnávať údaje medzi staršími dospelými, ktorých výkonnosť ich stavia do rôznych úrovní rizika rozvoja AD v neskoršom živote. Na základe vašich údajov z prvého dňa naši náboroví pracovníci rozhodli, že máte nárok na túto štúdiu. Vzhľadom na tieto ciele musíte pochopiť pokyny na pamäťovú úlohu, ktoré vám teraz dám.

Kontrolný priechod:

Ďakujeme, že ste sa zúčastnili našej štúdie. Dnes budete vykonávať psychologické úlohy podobné tým, ktoré ste predtým vykonávali v laboratóriu. Zmeriame váš výkon v týchto úlohách a počas lekcií vám odfotíme mozgové štruktúry a mozgovú aktivitu. Vedecké štúdie ukázali, že tieto postupy nám môžu pomôcť pochopiť, ako mozog podporuje rôzne psychologické procesy.

Hlavným cieľom tejto štúdie je zhodnotiť mozgovú aktivitu spojenú s individuálnymi rozdielmi v psychologických procesoch, ktoré robia každého z nás jedinečným. Na dosiahnutie tohto cieľa porovnáme údaje na veľkej vzorke účastníkov výskumu s rôznym zázemím a charakteristikami. Na základe vašich údajov z prvého dňa naši náboroví pracovníci rozhodli, že máte nárok na túto štúdiu. Vzhľadom na tieto ciele musíte pochopiť pokyny na psychologickú úlohu, ktoré vám teraz dám.

Referencie

1. Armstrong B, Gallant SN, Li L, Patel K, Wong BI, 2017. Účinky stereotypnej hrozby na epizodickú a pracovnú pamäť starších dospelých: metaanalýza. Gerontológ 57 (suppl_2), S0193–S205.

2. Barber SJ, Mather M, 2013a. Stereotypná hrozba môže zlepšiť aj zhoršiť pamäť starších dospelých. Psychol. Sci 24 (12), 2522–2529. [PubMed: 24150969]

3. Barber SJ, Mather M, 2013b. Stereotypné ohrozenie môže znížiť pamäťové chyby starších dospelých. QJ Exp. Psychol 66 (10), 1888–1895.

4. Barber SJ, Mather M, 2014. Stereotypná hrozba u starších dospelých: Kedy a prečo k nej dochádza a kto je najviac postihnutý? Stereotypná hrozba u starších dospelých: Kedy a prečo sa to deje a kto je najviac postihnutý? 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. Skúmanie hrozby vekom podmieneného stereotypu o kognitívnom poklese: dôsledky pre výskum a vývoj teórie stereotypov. Perspektíva. psychológ. Sci 12 (1), 62-90.

6. Beaton D, Fatt CRC, Abdi H, 2014. Expozícia multivariačnej analýzy s rozkladom singulárnych hodnôt v R. Compute. Stat. Data Anal 72, 176-189.

7. Beilock SL, Rydell RJ, McConnell AR, 2007. Stereotypná hrozba a pracovná pamäť: mechanizmy, zmiernenie a prelievanie. J. Exper. Psychol 136 (2), 256.

8. Berntson GG, Quigley KS, Norman GJ, Lozano DL, 2017. Kardiovaskulárna psychofyziológia. In: Cacioppo JT, Tassinary LG, Berntson GG (Eds.), Príručka psychofyziológie. Cambridge University Press, s. 183–216.

9. Colton G, Leshikar ED, Gutchess AH, 2013. Vekové rozdiely v neurálnej odpovedi na stereotypné ohrozenie a odolnosť voči vlastným informáciám. Predné. Hum. Neurosci 7, 537. [PubMed: 24046739]

10. Colzato LS, Steenbergen L, 2017. Vysoká variabilita srdcovej frekvencie v kľudovom stave sprostredkovaná vagálmi je spojená s nadradenou kaskádou akcií. Neuropsychologia 106, 1–6. [PubMed: 28866318]

11. Derks B, Inzlicht M, Kang S, 2008. Neuroveda o hrozbe stigmy a stereotypu. Skupinový proces. Medziskupinový vzťah 11, 163–181.

12. Du YP, Dalwani M, Wylie K, Claus E, Tregellas JR, 2007. Znižujeme artefakty susceptibility vo fMRI pomocou objemovo selektívnej kompenzácie z-shim. Magnet. Reson. Med 57 (2), 396-404.

13. Forbes CE, Leitner JB, 2014. Stereotypná hrozba vyvoláva zaujatosť nervovej pozornosti smerom k negatívnej spätnej väzbe s cieľom podkopať výkon. Biol. Psychol 102, 98–107. [PubMed: 25063472]

14. Forbes CE, Leitner JB, Duran-Jordan K, Magerman AB, Schmader T, Allen JJB, 2015. Spontánne fázové blokovanie siete v predvolenom režime zmierňuje vnímanie výkonu pod hrozbou stereotypu. Soc. Poznanie. Ovplyvniť. Neurosci 10, 994–1002.

15. Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, Poline JB, Frith CD, Frackowiak RSJ, 1995. Štatistické parametrické mapy: intervaly spoľahlivosti na p-hodnotách. Hum. Mozgová mapa 2, 189–210.

For more information:1950477648nn@gmail.com