Въздействие на стереотипната заплаха върху мозъчната дейност по време на задачи за памет при по-възрастни възрастни, част 2

2.4. Събиране и проектиране на физиологични данни

Парасимпатиковият сърдечен контрол се измерва с високочестотна вариабилност на сърдечната честота (HF HRV), получена от ЕКГ. HF HRV е флуктуацията на сърдечната честота между ударите в дихателната честотна лента (0.12 – 0.40 Hz), за която е доказано, че е индекс на парасимпатичен сърдечен контрол (Berntson et al. , 2017). HF HRV е естественият логаритъм на дисперсията на сърдечния период в респираторната лента (в ms 2 ). ЕКГ се получава с помощта на система Bionex (Mindware Technologies LTD, Gahanna, OH). Софтуерът на Mindware извлече HF HRV чрез спектрален анализ на сериите от интервали между ударите от ЕКГ.

Дейността на парасимпатиковата нервна система е тясно свързана с работата на паметта. Голям брой експерименти са доказали, че дейността на парасимпатиковата нервна система има значително подобрение на когнитивните и паметови способности на човешкото тяло. В допълнение, състоянието на активност на тази система също е свързано с пластичността на мозъчната кора. С други думи, неговата подходяща стимулация може да насърчи синаптичните връзки в мозъка и да подобри неврологичната функция.

Когато сме в отпуснато състояние, нашите парасимпатикови нерви остават активни, което кара мозъка да освобождава химикали, подобряващи паметта, като ацетилхолин. Ацетилхолинът е катализатор, който насърчава предаването на информация между невроните и ни помага да учим и запомняме по-добре. В допълнение, правилното дишане и сърдечната честота в отпуснато състояние са по-благоприятни за кръвообращението в мозъка, като по този начин напълно доставят кислород на мозъка и подобряват мозъчната функция.

Следователно отпускащите мускули, бавното дишане и комфортната среда могат да ни помогнат да се отпуснем, като по този начин регулираме възбудата на парасимпатиковите нерви и насърчаваме ученето и паметта. Освен това диетата, упражненията и сънят трябва напълно да отчитат влиянието на парасимпатиковата нервна система. Хората трябва да обърнат внимание на поддържането на добър начин на живот, за да поддържат тялото и мозъка си в оптимално състояние.

Накратко, парасимпатиковата нервна система има важно влияние върху човешкото здраве и работата на паметта. Следователно в ежедневието ни е много необходимо да поддържаме подходящо състояние на релаксация. Само като отпуснете ума си и позволите на тялото и ума си да се отпуснат, можете да постигнете по-добри ефекти при учене и памет. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта ни, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал, който има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Кликнете върху Познаване на краткосрочната памет как да се подобри

2.5. fMRI придобиване

Изображенията са получени с помощта на скенер {{0}}T Philips Achieva в изследователския център за ядрено-магнитен резонанс на Чикагския университет. Функционалните сканирания бяха получени с помощта на T2*-претеглена равнинна последователност на изображения на ехо (време на повторение [TR]=2 s, време на ехо [TE]=25 ms, зрително поле [FOV]=192 mm; ъгъл на обръщане=77 градуса, размер на матрицата=64×63 mm, разделителна способност в равнина=3 × 3 mm2). 34 преплетени резена (4 mm дебелина, 0, 5 mm пропуск между резените) бяха получени за покритие на целия мозък. По време на всеки от 5-те функционални цикъла, ние приложихме z-shimming върху 4 среза през орбиталната фронтална област по горната/долната посока за градиент на компенсация, за да възстановим загубата на сигнал поради артефакт на носната кухина (Du et al., 2007). Структурните сканирания бяха получени последно с помощта на T1 - претеглено структурно Turbo Field Echo с висока разделителна способност (TR = 8 ms, TE=3.8 ms, ъгъл на обръщане=8 градуса, FOV {{ 27}} mm, матрица=224×224 mm2, разделителна способност в равнина=1 × 1 mm2 ).

2.6. fMRI обработка и анализ на данни

Нашите задачи за ядрено-магнитен резонанс имаха две фази: фаза на блокирана задача, която се редуваше между епизодично кодиране на паметта, работна памет и задачи за обратно броене, последвани от тест на паметта, свързан със събитие за елементите на епизодичната памет. Нашата стереотипна манипулация предхождаше и двете фази, така че въздействието на стереотипното активиране върху цялостния подход на участниците към различните задачи – или техния начин на мислене по време на експерименталната сесия – трябваше да присъства във всяка фаза. Тъй като блокираните дизайни обикновено имат по-голяма мощност за откриване на групови разлики в производителността в сравнение с проектите, свързани със събития, те бяха основният ни фокус и ние докладваме само MRI методи и анализи на блокирания дизайн в следващите раздели. Допълнителни методи и анализи за задачата за разпознаване, свързана със събития, са описани в Допълнителните материали

Предварителната обработка и анализът на данните бяха проведени с помощта на SPM12 (Wellcome Trust Center for Neuroimaging, Лондон), внедрен в MATLAB R2015a (The Mathworks Inc., Natick, MA, USA). Беше извършена стандартна предварителна обработка на функционалните данни, включително използване на карти на полета за деформиране на изображенията, пренастройване на времевите серии с помощта на подхода на най-малките квадрати и пространствена трансформация с шест параметъра (твърдо тяло), подравняване към първото изображение в серията, анатомична сърегистрация, сегментиране на анатомичното сканиране в сиво вещество, бяло вещество и гръбначно-мозъчна течност и пространствено изглаждане (използвайки 6- mm пълна ширина на половин максимум изотропно гаусово ядро). Нормализиране към шаблона на Монреалския неврологичен институт (MNI пространство) (повторно вземане на проби при 2 mm кубични воксели) беше приложено за групови анализи.

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 >обратно броене и работна памет > обратно броене. Всички резултати бяха докладвани при p < .05, коригирани за множество сравнения с помощта на симулации на Монте Карло чрез 3dClustSim на AFNI.

В допълнение към анализите на целия мозък, бяха проведени изследвания на региона на интерес (ROI). Анатомичните ROI бяха избрани въз основа на литературата, за да се характеризира допълнително BOLD отговорът по време на различните когнитивни задачи и възможните групови различия. ROI, свързани с хипотезата за намеса на изпълнителния контрол, се основават на предишни проучвания на стереотипни заплахи при по-млади възрастни (Krendl et al., 2008; Wraga et al., 2007) и включват двустранната амигдала, ACC, MFG и ляво IFG/BA 47. Възвръщаемостта на инвестициите, свързана с хипотезата за регулаторно приспособяване, се основава на предишни проучвания с фокус върху превенцията (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) или обработка на стареещи стереотипни думи (Colton et al., 2013) и включва MCC и PCC . ROI се основаваха на невроморфометричния атлас в SPM12 и оценките на контраста бяха извлечени с помощта на инструменти на SPM12. След това оценките на контраста бяха въведени в две различни MANOVA на група × състояние, за да се тестват поотделно хипотезата за намеса на изпълнителния контрол и хипотезата за регулаторното съответствие.

Проведохме корелации на поведението на мозъка, използвайки частична регресия на най-малките квадрати (PLS-R) чрез пакета ExPosition в R (Beaton et al., 2014). Този метод е избран поради няколко причини. Първо, мерките за поведенчески резултати често са свързани помежду си, както е вярно за мозъчната активност в различните региони, а PLS техниките се възползват от споделената вариация между факторите, за да обяснят по-голямата част от ковариацията в данните. Второ, многовариантният характер на тази техника позволява едновременна оценка на много мерки, включително множество области на мозъка и множество поведенчески мерки. Тъй като ковариацията в променливите беше анализирана заедно в един анализ, не бяха необходими корекции за множество сравнения. Мозъчните и поведенческите променливи, представляващи интерес, бяха използвани за създаване на две матрици: една, която представляваше мозъчните мерки за всеки участник, и една, която представляваше поведенческите мерки. Кръстосаният продукт на тези две матрици беше разложен на взаимно ортогонални латентни променливи, използвайки разлагане на сингулярна стойност. Латентните променливи резултати представляват теглата на мозъчните фактори, които допринасят за по-висока или по-ниска производителност за всяка поведенческа мярка. Корелациите на Pearson между резултатите на латентните променливи от всяка X и Y матрица бяха използвани за определяне на значимостта и размера на ефекта на всеки резултатен фактор.

3. Резултати

3.1. Проверка за манипулация

От 69 участници в проучването, всичките 33 участници в стереотипната група си спомниха, че са прочели пасажа за стереотипа за остаряването, докато само 7 от 36 (19%) участници в контролната група съобщиха, че мислят, че проучването е за когнитивен спад с остаряването. Всеки от тези 7 участници каза, че не е получил това съобщение от изследователя или пасажа, но предполага, че целта на изследването е свързана със стареенето или паметта чрез въпросниците за самооценка, които бяха дадени в самия край на проучването преди манипулацията проверка. Никой от контролните участници не съобщава, че мисли за стереотипите на стареенето преди или по време на fMRI сканирането. Тези резултати предполагат, че нашите процедури успешно активираха стереотипите за стареене само в стереотипната група.

3.2. Преди-след промени в отговора на стреса и тревожността по групи

Промените преди и след това в парасимпатиковия сърдечен отговор и тревожност бяха измерени като функция на манипулацията на стереотипно активиране с HF HRV в покой и съответно самоотчетено състояние на тревожност (вижте Таблица 1). По-високата HF HRV в покой се свързва с по-оптимално фронтално функциониране и когнитивен контрол в отговор на предизвикателни задачи (Colzato и Steenbergen, 2017), докато по-ниската HF HRV в покой обикновено се свързва с неоптимални реакции на стрес (Porges, 2 001; Thayer et al., 2009), а по-ниската HRV се свързва с отрицателното въздействие на стереотипната заплаха върху представянето при по-младите възрастни (Williams et al., 2019). Бяха измерени три времеви точки за HF HRV: преди пасажа, по време на пасажа и след пасажа. Анализите на HF HRV дават основен ефект от времето (F (2, 114)=7.99, p <.001), отразяващ увеличение на HF HRV и в двете групи без ефект на групата и без взаимодействие (ps > 0,87). Бяха събрани и преди и след мерките за държавна тревожност. Този анализ даде време за основен ефект (F (1, 66)=79.38, p <.001), отразяващо увеличаване на състоянието на тревожност и в двете групи без ефект на групата и без взаимодействие (ps > 0.71) . Тези данни са несъвместими с идеята, че стереотипният пасаж би накарал участниците да се чувстват по-тревожни или застрашени от контролния пасаж, което беше предсказано от хипотезата за намеса на изпълнителния контрол, но не и от хипотезата за регулаторно съответствие (което предполага промени в стратегията, но не непременно тревожност или стрес в отговор на стареещите стереотипи). Вместо това, тези констатации предполагат, че четенето на пасаж за целите на изследването в подготовка за поемане на задачите по време на ЯМР повишава тревожността, без групови различия в този изпреварващ отговор.

3.3. Познавателни задачи

Участниците се справиха добре с когнитивните задачи и успяха да разграничат ефективно цели и примамки (виж Таблица 2). На ниво група имаше минимални разлики в представянето на двете задачи, които могат да бъдат приписани на стереотипно активиране. За епизодична памет, 2 (група: стереотип срещу контрола) × 2 (сесия: лаборатория срещу fMRI) повторена мярка ANOVA беше проведена за всяка от двете мерки за точност, разкривайки значителен групов ефект върху стара/свързана точност (F (1,67)=4.88, p=.031). Този ефект показва, че стереотипната група е по-добра от контролната група, но този ефект не е взаимодействал между сесиите, предоставяйки доказателства, че стереотипното активиране (във втората сесия) е повлияло на представянето. Не са открити други ефекти на ниво група върху епизодичната памет или ефективността на работната памет (всички ps > 0,22). За пълнота Таблица 2 също така отчита отделни групови сравнения на всяка честота на попадение, честота на фалшиви аларми и резултат за точност, както и коригиран резултат за фалшиво разпознаване на епизодичната задача за памет (фалшиви аларми за свързани примамки минус несвързани примамки), която оценява влияние на свързаността на категорията върху фалшивите аларми, независимо от ефектите на отклонение в отговора, които трябва да повлияят на всички видове примамки.

След предишна работа, предполагаща, че индивидуалните различия могат да маскират ефектите на стереотипно активиране в епизодичната памет (напр. Smith et al., 2017), ние проучихме дали пенсионният статус (пенсиониран, работещ) и годините образование могат да смекчат въздействието на стереотипно активиране върху точността на епизодичната и работната памет. За епизодичната памет този анализ разкри, че активирането на стереотипите повишава точността на старо/ново при високообразовани и пенсионирани индивиди (p <.019). Този резултат се дължи на намалени фалшиви аларми за нови елементи, потенциално отразяващи преминаване към по-консервативно наблюдение, базирано на категории, и реагиране в стереотипната група, което може да увеличи старата/новата точност в текущата задача (вижте Допълнителен материал; Фиг. S1) . Въпреки че предишната работа е смесена (вж. Smith et al., 2017), настоящият резултат е в съответствие с две предишни проучвания, които също тестват епизодична памет за свързани думи, които установяват, че стереотипното активиране намалява фалшивите аларми при процедури на задачи, които насърчават предотвратяването на грешки както в текущата задача (напр. предупреждения срещу грешки, Barber and Mather, 2013b; Wong and Gallo, 2016), в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие. За работната памет, въпреки че тристранното взаимодействие беше в същата обща посока, нито един от ефектите не достигна значимост (ps> 0, 61).

3.4. fMRI цял мозък едномерен

Както беше обсъдено в раздела за методите, манипулирането на стереотипите предшества задачите за ЯМР и така всяко общо въздействие на стереотипната заплаха върху мисленето на участниците при изпълнение на различните задачи (и свързаните с тях разлики в мозъчната активност) трябваше да се наблюдава във всички фази на нашата задача. Тъй като блокираните дизайни обикновено са по-мощни от дизайните, свързани със събития, те бяха основният ни фокус и ние докладваме само анализи на блокирания дизайн в следващите раздели. Въпреки това, анализите на мозъчната активност по време на свързаната със събитието фаза подкрепиха ключовите резултати и те са докладвани в допълнителния материал.

Върху блокираните MRI данни проведохме факторна ANOVA 2 (Група: стереотип, контрола) × 3 (Задача: епизодично кодиране, 2-назад, обратно броене), за да идентифицираме общите групови разлики между стереотипа и контролните групи и групата × Взаимодействия на задачи върху мозъчната дейност. По отношение на регионите, свързани със задачите, тези анализи разкриха стабилни модели на мозъчна активност, които преди това са били свързани с тези видове когнитивни задачи (фиг. 2). За по-нататъшно изследване на тези специфични за задачата ефекти, ние проведохме post hoc контрасти за всяка задача спрямо задачата за обратно броене (Таблица S1). За епизодично кодиране на паметта мозъчната активност е латерализирана към лявото полукълбо, включително левия темпорален кортекс, PFC и латералния париетален кортекс - и двата обикновено се свързват с епизодично кодиране, използвайки вербални материали с визуално представяне (Spaniol et al., 2009; Kelley et al. ., 1998). Нито един регион не показва противоположния модел (отброяване > кодиране) при зададения праг. За работната памет, мозъчната активност е открита в двустранната инсула, PFC и долния париетален кортекс - всички често срещани при N-back задачи (Owen et al., 2005; Nee et al., 2013). Нито един регион не показва обратен модел (отброяване > 2-назад) при зададения праг.

По отношение на разликите в стереотипа и контролната група, не са открити основни ефекти на групата, но е наблюдавано значително взаимодействие група × задача в три клъстера: десен дорзален PCC, десен прекунеус и десен постцентрален сулкус (виж Фиг. 3 и Таблица 3). Бяха проведени последващи анализи, за да се определи посоката на тези ефекти на взаимодействие и да се сравни размерът на ефекта между задачите. Тези анализи показват, че взаимодействието във всеки клъстер се дължи на стереотипната група, проявяваща по-висока активност в задачата за кодиране на паметта, отколкото контролната група (t(67)=4.16, SE=0.13, p < .001, t(67)=3.17, SE =0.21, p=.002 и t(67)=3.11, SE {{ 19}}.16, p=.003), докато по-малки групови разлики бяха открити между двете групи в 2-задната задача (t (67)=2.64, SE { {27}}.13, p=.01, t(67)=1.96, SE=0.21, p=.06 и t(67 )=2.52, SE=0.16, p=.014) и контролната задача (t(67)=2.24, SE=0 .13, p=.028, t(67)=1.56, SE=0.21, p=.12 и t(67){{60 }}.07, SE=0.16, p=.29). Контролирането на възрастта не променя качествено тези резултати. Тази активност в предимно региони на задната средна линия е в съответствие с предишни изследвания, които идентифицират участието на подобни региони в обработката на фокуса върху превенцията (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009) и обработката на стареещи стереотипни думи за самоуместност (Colton и др., 2013). Както може да се види на фиг. 3, докато тези резултати показват най-силните ефекти в задачата за епизодична памет, ефектите са до голяма степен последователни в трите различни задачи. За да се успореди анализът на ефективността на паметта, MANOVA, изследваща взаимодействието Група × Образование × Пенсиониране, беше проведено върху мозъчната активност по време на задачата за памет в тези три клъстера. Този анализ не даде същото значимо тристранно взаимодействие (p=.37).

3.5. fMRI ROI

Ние също така анализирахме мозъчната активност в анатомични ROI, избрани въз основа на двете основни хипотези, ръководещи литературата за стереотипни заплахи: хипотезата за интерференция на изпълнителния контрол (двустранна амигдала, ACC, MFG и ляв IFG/BA 47, вижте Krendl et al., 2{ {10}}08; Wraga et al., 2007) и фокус върху превенцията съгласно хипотезата за регулаторно съответствие (MCC и PCC, вижте Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009). Проведохме две отделни 2 (Група: стереотип, контрола) × 3 (Задача: епизодично кодиране, 2-назад, обратно броене) MANOVA, насочени към всеки набор ROI. MANOVA върху ROI, свързана с хипотезата за намеса на изпълнителния контрол, не дава значителен мултивариантен ефект на взаимодействието на група или група × задача (ps > 0,45) и активността в тези ROI е доста сходна в двете групи (вижте Фиг. S2 ). За разлика от това, MANOVA за ROI, свързана с хипотезата за регулаторно съответствие, дава значителен ефект на групата (следа на Pillai=0.11, F(4, 198)=5.89, p <.001), но без взаимодействие (p=.99). За да се тества коя ROI е допринесла за този цялостен ефект, бяха проведени индивидуални ANOVA за всяка ROI, разкривайки значителни групови ефекти в дясната PCC (F(1201)=13.52, p <.001) и лявата PCC (F( 1201)=10.18, p < .001), както е показано на фиг. 4, но не десния MCC (p=.28), нито левия MCC (p=. 09, вижте Фиг. S2). Тези PCC ефекти показват по-голяма мозъчна активност в стереотипната група в сравнение с контролната група и са числено най-силни за мозъчната активност в задачата за кодиране на епизодична памет. Тези PCC модели са доста подобни на тези, открити в анализа на целия мозък. Освен това, както се вижда на Фиг. 4, участниците в контролната група показаха типичния модел на деактивиране в PCC по време на блоковете задачи, в съответствие с основния фокус върху задачите, за разлика от по-вътрешните, самореферентни мисли (напр. Мак и др., 2017). Обратно, стереотипните участници показаха минимално деактивиране, което предполага, че са останали самофокусирани по време на задачите.

3.6. Връзки мозък-поведение

За да изследваме връзките между мозъка и поведението, използвахме многовариантен метод (PLS-R), който позволи едновременната оценка на множество области на мозъка и множество когнитивни променливи. В този PLS-R анализ значимите клъстери от анализа на целия мозък бяха въведени в една матрица, а когнитивните мерки (вижте Таблица 2) бяха въведени като втора матрица, с изключение на времената за реакция на фалшиви аларми в задачата на работната памет, дължаща се на липсващи стойности. За тези анализи ние се сринахме в статуса на групата, защото въпреки че стереотипното активиране може да е изместило фокуса на участниците, участниците в двете групи може да са имали реакции, фокусирани върху превенцията на експерименталните процедури. Два независими модела обясняват голяма част от ковариацията в данните, обяснявайки съответно 86.05% и 10.94% (фиг. 5). Първата латентна променлива е значима, r (67)=0.36, p=.002, и показва, че по-голямата мозъчна активност в десния прецентрален сулкус и PCC (независимо от задачата) е свързана с по-голяма точност и по-малко фалшиви аларми в епизодичните задачи и задачите на работната памет. Втората латентна променлива също е значима, r (67)=0.28, p=.019, и показва, че по-голямата мозъчна активност в десния прекунеус (независимо от задачата) е свързана с по-бавно време за реакция и по-ниски фалшиви аларми за свързани примамки (след коригиране за реагиране на несвързани примамки) в задачата за епизодична памет. Заедно, резултатите от PLS-R предполагат, че по-голямата активация, открита в мозъчни региони, които също са били повишени в Стереотипната група, е свързана с по-бавно време за реакция и по-голяма точност при всички участници, което предполага по-консервативен подход, фокусиран върху превенцията, който е в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие.

4. Дискусия

Тук докладваме първия експеримент с fMRI за идентифициране на мозъчната активност, свързана със стереотипно активиране, докато по-възрастните хора са изпълнявали когнитивни задачи. Бяха предложени две известни хипотези за обяснение на промените в паметта, дължащи се на стереотипно активиране при възрастни хора. Хипотезата за намеса в изпълнителния контрол набляга на отрицателните емоционални реакции (безпокойство от представянето), които се конкурират с ресурсите за контрол на изпълнителната власт, и тази хипотеза е получила подкрепа в поведенческата и невровизуална литература за по-младите възрастни относно стереотипната заплаха. Хипотезата за регулаторно съответствие вместо това подчертава промяна на стратегията към фокусиране върху предотвратяването на грешки и тази хипотеза е получила известна подкрепа в поведенческата литература за възрастни хора относно стереотипната заплаха. Поведенческите и невровизуални констатации, докладвани тук, не подкрепят прогнозите на хипотезата за намеса на изпълнителния контрол, което предполага, че стереотипната заплаха работи по различен начин при по-възрастните хора в сравнение с по-младите възрастни. Нашите поведенчески и невроизобразителни констатации вместо това бяха по-съвместими с хипотезата за регулаторно съответствие, въпреки че, както обсъждаме по-долу, сега е необходима допълнителна работа за възпроизвеждане на тези резултати от ЯМР и по-нататъшно разбиране на техните последици за когнитивната обработка по време на стереотипна заплаха.

Няколко констатации противоречат на хипотезата за намеса на изпълнителния контрол, поне по отношение на ефектите на стереотипна заплаха при възрастни хора при условията, използвани в нашето изследване. Предишни проучвания свързват активирането на стереотипна заплаха при по-млади възрастни с предния цингуларен кортекс и други региони, които са замесени в регулирането на емоциите (Krendl et al., 2008; Wraga et al., 2007). Не открихме групови разлики в тези региони нито в анализа на целия мозък, нито в целевите анализи на ROI. Хипотезата за намеса в изпълнителния контрол също така твърди, че ресурсите на работната памет са необходими за потискане на негативните емоции, докато се изпълняват когнитивни задачи (Beilock et al., 2007; Schmader et al., 2008). Регионите в префронталния кортекс, включително вентролатералната PFC, са замесени в когнитивните контролни ресурси, които могат да изпълняват такава роля. В настоящото проучване стереотипната група не е набирала тези области на мозъка в по-голяма степен от контролната група. Освен това, възрастните възрастни в тези две групи не се различават по отношение на физиологичната оценка на парасимпатиковата сърдечна стрес реактивност (HF HRV) или докладваната тревожност, както би се очаквало от тази хипотеза. По-скоро и двете групи показват сравнимо повишение на тревожността и HF HRV, което може да отразява очакваните реакции на когнитивните тестове и fMRI частта от експеримента. И накрая, няма разлики между групите във възприеманата заплаха от самия експериментален контекст. Тъй като този въпросник беше даден след манипулирането на стереотипното активиране, хипотезата за намеса на изпълнителния контрол би предвидила разлика в тази мярка.

За разлика от хипотезата за намесата на изпълнителния контрол, няколко от нашите невроизобразяващи и поведенчески констатации бяха в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие. По-възрастните възрастни в стереотипната група са имали по-голяма активност в областите на париеталната средна линия, отколкото тези в контролната група. По-голямата активност в регионите на теменната средна линия, като PCC, е свързана с активирането на фокуса за превенция както при по-млади, така и при по-възрастни възрастни (Johnson et al., 2006; Mitchell et al., 2009), в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие . Интересно е, че ЕЕГ доказателствата показват, че по-голямото фазово заключване, свързано с регионите на задната средна линия (прекунеус, PCC) и други региони в мрежата на режима по подразбиране (напр. страничен париетален кортекс), може да помогне за минимизиране на ефектите на стереотипната заплаха върху наблюдението на грешки и съмнението в себе си при по-младите възрастни (Forbes et al., 2015). Това откритие предполага, че активността в тези задни региони може да сигнализира за фокус върху превенцията, който може да помогне за буфериране срещу ефектите на заплаха. В настоящото проучване груповата разлика в активността на PCC се наблюдава във всички когнитивни задачи, както би се очаквало, ако стереотипната заплаха активира мислене за предотвратяване на грешки по време на експерименталната сесия. Допълнителна подкрепа за хипотезата за регулаторно съответствие произтича от поведенческите констатации. Преминаването към предотвратяване на грешки вероятно би било най-ясно изразено при процента на фалшиви аларми. Въпреки че не открихме общи групови различия в поведението, открихме, че стереотипната заплаха е най-вероятно да повлияе на епизодичната памет при по-възрастни възрастни, които са пенсионирани и по-образовани (вж. Smith et al., 2017). Освен това, това взаимодействие беше очевидно в намаляването на фалшивите аларми за нови елементи по време на епизодичната задача за памет. Корелациите между мозъка и поведението също показаха, че обединени в нашите две експериментални групи, тези по-възрастни хора, които показват най-големи разлики в мозъчната активност при PCC, също имат най-висок процент на попадение и най-нисък процент на фалшиви аларми и реагират по-бавно по време на епизодична задача за памет . Всеки от тези модели е в съответствие с консервативна и избягваща грешки стратегия.

Едно важно съображение за настоящите констатации на fMRI е тяхната възможност за обобщаване в различните когнитивни задачи. Анализът на целия мозък даде взаимодействие група × задача, докато анализът на възвръщаемостта на инвестициите даде основен ефект от групиране на различни задачи, като по този начин изглежда, че са в конфликт една с друга. Въпреки това, по-внимателното разглеждане на двата модела разкрива доста сходен модел: ефектите на стереотипната група са числено най-силни в задачата за кодиране на епизодична памет, малко по-малко силни в задачата за работна памет и най-слаби в задачата за контрол на обратното броене. Има също така доказателства, че стереотипната група е активирала PCC повече от контролната група по време на задачата за епизодично извличане (вижте Допълнителен материал). Корелациите между поведението на мозъка от анализа на PLS-R също дадоха степенуван модел, така че асоциациите между PCC активността и производителността бяха най-силни за епизодични задачи с памет и по-слаби (но в същата посока) при задачата с работната памет. Не е ясно защо ефектите на стереотипите върху поведението и мозъчната активност са били по-големи за задачата за кодиране на епизодична памет, отколкото задачата за работна памет, но предишни поведенчески проучвания също не са успели да открият ефекти от активирането на стереотипа върху работата на работната памет при по-възрастни хора (Hess et al ., 2009; Wong и Gallo, 2019). Едно възможно обяснение за настоящия модел е, че нашата задача за работна памет беше по-строго ограничена от нашата задача за кодиране на епизодична памет, в която участниците бяха помолени да запомнят думите, но не им беше дадена конкретна стратегия или преценка за кодиране. Неограничените задачи могат да бъдат по-чувствителни към промените в мотивацията и стратегията, както е предложено от хипотезата за регулаторно съответствие, въпреки че е необходима допълнителна работа по този въпрос. По-категоричното заключение от текущия набор от данни е, че въпреки че ефектите от стереотипното активиране са склонни да бъдат най-силни върху задачата за епизодична памет, първичните ефекти върху мозъчната активност изглежда се обобщават в задачите, което предполага глобална промяна в цялостния подход на участниците към задачите.

Във връзка с тази последна точка, важно е да се осъзнае, че въпреки че дейността в PCC по време на кодиране може да отразява преминаване към фокус върху предотвратяване на грешки, този модел не означава, че ефектът на стереотипната заплаха върху производителността произтича от нейното въздействие върху кодирането. По принцип изричното активиране на стереотипи преди експерименталните задачи може да е активирало заплаха за продължителността на експерименталната сесия, така че промените в процесите на кодиране или извличане (или и двете) могат да имат последствия за епизодичната производителност на паметта. Например, фокусът върху превенцията може да насърчи участниците да наблюдават паметта по-внимателно за липсващи елементи от изследваните категории, така че да не се създават фалшиви аларми за тези елементи и тези процеси биха могли да възникнат, докато категоризираните елементи са били представени по време на кодиране или извличане. В зависимост от това колко ефективни са били по-възрастните възрастни при този вид наблюдение, това също може да ги е накарало да бъдат по-чувствителни към членството в категория, когато правят преценки на паметта при тестове, като по този начин са повлияли на фалшиви аларми и за несвързани примамки.

4.1. Ограничения и бъдещи насоки

Няколко ограничения в настоящото проучване подчертават необходимостта от допълнителни изследвания в тази област. Първо, въпреки че ефектите на индивидуалните различия, които наблюдавахме в стереотипните ефекти върху епизодичната ефективност на паметта, бяха мотивирани от предишна поведенческа работа (Smith et al., 2017), самата тази предишна работа беше смесена и нашите резултати не разрешават предишни несъответствия. Необходима е допълнителна поведенческа работа, за да се разбере кога и как изричното стереотипно активиране може да повлияе на когнитивното представяне при по-възрастни хора. Второ, регионите на задната средна линия, които се различават между стереотипните и контролните групи (напр. PCC), са замесени в различни функции, различни от фокуса върху превенцията (напр. вниманието навътре по-общо), така че активността само в PCC не може да бъде взета като приемането на такъв фокус (вижте Poldrack, 2006, за добре известния проблем с обратния извод при fMRI). Въпреки че нашите поведенчески данни във връзка с данните от невроизобразяването са по-съгласувани с хипотезата за регулаторно приспособяване, отколкото хипотезата за намесата на изпълнителния контрол, няколко предишни fMRI проучвания са изследвали невронните корелати на възприемането на фокус върху превенцията (напр. Johnson et al., 2006; Мичъл и др., 2009). По този начин, въпреки че активността в този регион е в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие, когато се разглежда с поведенческите доказателства, е необходима допълнителна работа, за да се разбере функционалната роля на този регион по време на стереотипно активиране при възрастни хора. Трето ограничение е, че въпреки че рандомизирахме участниците в две групи и те не се различаваха по отношение на невропсихологичните оценки (MoCA или Shipley Scales), стереотипната група беше малко по-стара и имаше по-ниско фалшиво разпознаване в основната сесия (преди всяка манипулация). Докато анализите, контролиращи възрастта, дават подобни резултати като нашите първични анализи, възможността за непреднамерени групови различия винаги е възможна в дизайна между субектите.

Последното предупреждение е, че нашето проучване не изключва възможността възрастните възрастни да изпитват тревожност и намеса в контрола на изпълнителната власт от активирането на стереотипите за стареене в други контексти. Например, в нашето проучване имаше доказателства, че средата на ЯМР може да е била донякъде стресираща или провокираща безпокойство за по-възрастните и при двете състояния. Това безпокойство може да е минимизирало или засенчило способността ни да намираме групови разлики в регионите на емоционална регулация, свързани с активирането на стереотипа, предсказано от хипотезата за намеса на изпълнителния контрол. Въпреки че нашите участници са имали базова сесия преди ядрено-магнитен резонанс, което трябва да е намалило общото безпокойство при вземане на тест по време на сесията с ядрено-магнитен резонанс, не можем да изключим тази възможност. Не сме запознати с каквато и да е работа, насочена към сравняване на поведенческите ефекти от активирането на стереотипа в среда на ЯМР спрямо други контексти, въпреки че едно проучване показа, че производителността на паметта като цяло може да бъде нарушена при ЯМР в сравнение с лабораторна среда (Gutchess and Park, 2006). Бъдещата работа може да изследва потенциални взаимодействия между такива контекстни ефекти и ефекти на стереотипно активиране.

В заключение, активирането на стереотипите за стареене повишава мозъчната активност в областите на теменната средна линия, свързани с обработката на стереотипите за стареене, себе си и фокуса за предотвратяване на грешки. Въпреки че активността в тези области на мозъка беше в съответствие с хипотезата за регулаторно съответствие, ние не открихме последователно модели на мозъчна активност, които бяха предсказани от хипотезата за намеса в изпълнителния контрол. Тези резултати добавят нови ограничения върху настоящите хипотези за ефектите на стереотипната заплаха, тъй като те се прилагат за възрастни хора. По-конкретно, нарастващите доказателства в поведенческата литература предполагат, че механизмите на стереотипната заплаха при възрастните хора може да са различни от тези при по-младите възрастни. Нашите резултати резонират с тази нововъзникваща картина, демонстрирайки, че въздействието на стереотипната заплаха върху мозъчната активност при по-възрастни хора също е различно от това, което може да се очаква от съответната литература за невроизображения при по-млади възрастни. Стереотипната заплаха от стареенето изглежда действа по различен начин от другите видове стереотипна заплаха както на поведенческо, така и на мозъчно ниво на анализ.

Допълнителен материал

Обърнете се към уеб версията на PubMed Central за допълнителни материали.

Благодарности и източници на финансиране

Изследванията, докладвани в тази публикация, са подкрепени от Националния институт по стареене на Националните здравни институти под номер на награда R21AG049931. Съдържанието е отговорност единствено на авторите и не представлява непременно официалните възгледи на Националните здравни институти.

Наличност на данни/код

Данните за невроизобразяване и поведение, използвани в това проучване, ще бъдат свободно достъпни в Open Science Framework след публикуване. Софтуерът и моделите, които използвахме за генериране на резултатите, са посочени на подходящи места в раздела Методи.

Приложение:

Стереотип и контролни пасажи

Стереотипен пасаж:

Благодарим ви за участието в нашето проучване. Днес ще изпълнявате задачи за памет като тези, които преди сте вземали в лабораторията. Ние ще измерим представянето ви при тези задачи и също така ще направим снимки на мозъчните ви структури и активността на мозъка ви по време на задачите. Научните изследвания показват, че тези процедури могат да открият влошаване на паметта, свързано с нормалното стареене, и също така могат да предскажат развитието на болестта на Алцхаймер по-късно в живота.

Основната цел на нашето изследване е да се повиши ефективността на тези мерки при откриване на влошаване на паметта, свързано с нормалното стареене и болестта на Алцхаймер. За да постигнем тази цел, ще сравним данни от млади студенти с по-възрастни хора във вашата възрастова група. Освен това ще сравним данни между по-възрастни хора, чието представяне ги поставя на различни рискови нива за развитие на AD по-късно в живота. Въз основа на вашите данни от Ден 1, нашите специалисти по подбор на персонал са решили, че отговаряте на условията за това проучване. Имайки предвид тези цели, вие трябва да разберете инструкциите за задачите за памет, които ще ви дам сега.

Контролен проход:

Благодарим ви за участието в нашето проучване. Днес ще вземете психологически задачи като тези, които преди това сте взели в лабораторията. Ние ще измерим представянето ви при тези задачи и ще направим снимки на мозъчните ви структури и мозъчната ви дейност по време на уроците. Научните изследвания показват, че тези процедури могат да ни помогнат да разберем как мозъкът поддържа различни психологически процеси.

Основната цел на това изследване е да се оцени мозъчната активност, свързана с индивидуалните различия в психологическите процеси, които правят всеки от нас уникален. За да постигнем тази цел, ще сравним данни в голяма извадка от участници в изследването с различен произход и характеристики. Въз основа на вашите данни от Ден 1, нашите специалисти по подбор на персонал са решили, че отговаряте на условията за това проучване. Имайки предвид тези цели, вие трябва да разберете инструкциите за психологически задачи, които сега ще ви дам.

Препратки

1. Armstrong B, Gallant SN, Li L, Patel K, Wong BI, 2017. Въздействие на стереотипната заплаха върху епизодичната и работната памет на възрастните хора: мета-анализ. Геронтолог 57 (доп_2), S0193–S205.

2. Barber SJ, Mather M, 2013a. Стереотипната заплаха може както да подобри, така и да увреди паметта на възрастните хора. психол. Sci 24 (12), 2522–2529. [PubMed: 24150969]

3. Barber SJ, Mather M, 2013b. Стереотипната заплаха може да намали грешките в паметта на възрастните хора. QJ Exp. Psychol 66 (10), 1888–1895.

4. Barber SJ, Mather M, 2014. Стереотипна заплаха при възрастни хора: Кога и защо възниква и кой е най-засегнат? Стереотипна заплаха при възрастни хора: Кога и защо се случва и кой е най-засегнат? В: Verhaeghen P, Hertzog C (Eds.) Оксфордският наръчник за емоция, социално познание и решаване на проблеми в зряла възраст. Oxford University Press, стр. 302–319.

5. Barber SJ, 2017. Изследване на базираната на възрастта стереотипна заплаха за когнитивен упадък: последици за изследването на стереотипната заплаха и развитието на теорията. Перспектива. Психолог. Sci 12 (1), 62–90.

6. Beaton D, Fatt CRC, Abdi H, 2014. Представяне на многовариантен анализ с разлагане на сингулярна стойност в R. Comput. Статистика. Анализ на данните 72, 176–189.

7. Beilock SL, Rydell RJ, McConnell AR, 2007. Стереотипна заплаха и работна памет: механизми, облекчаване и разпространение. J. Exper. Psychol 136 (2), 256.

8. Berntson GG, Quigley KS, Norman GJ, Lozano DL, 2017. Сърдечно-съдова психофизиология. В: Cacioppo JT, Tassinary LG, Berntson GG (Eds.), Наръчник по психофизиология. Cambridge University Press, стр. 183–216.

9. Colton G, Leshikar ED, Gutchess AH, 2013. Възрастови разлики в невронния отговор на стереотипна заплаха и устойчивост за самореферентна информация. Преден. тананикам Neurosci 7, 537. [PubMed: 24046739]

10. Colzato LS, Steenbergen L, 2017. Високата променливост на сърдечната честота в състояние на покой, медиирана от вагуса, е свързана с превъзходно каскадно действие. Neuropsychologia 106, 1–6. [PubMed: 28866318]

11. Derks B, Inzlicht M, Kang S, 2008. Неврологията на стигмата и стереотипната заплаха. Групов процес. Междугрупови отношения 11, 163–181.

12. Du YP, Dalwani M, Wylie K, Claus E, Tregellas JR, 2007. Ние намаляваме артефактите на чувствителност в fMRI, използвайки селективна по обем z-shim компенсация. Магнит. Резон. Med 57 (2), 396–404.

13. Forbes CE, Leitner JB, 2014. Стереотипната заплаха поражда невронно отклонение на вниманието към отрицателна обратна връзка, за да подкопае ефективността. Biol. Psychol 102, 98–107. [PubMed: 25063472]

14. Forbes CE, Leitner JB, Duran-Jordan K, Magerman AB, Schmader T, Allen JJB, 2015. Спонтанно фазово заключване на мрежата в режим по подразбиране смекчава възприятията за производителност при стереотипна заплаха. Soc. Познание. засягат. Neurosci 10, 994–1002.

15. Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, Poline JB, Frith CD, Frackowiak RSJ, 1995. Статистически параметрични карти: доверителни интервали на p-стойности. тананикам Мозъчна карта 2, 189–210.

For more information:1950477648nn@gmail.com