Assoziatives Gedächtnisdefizit als Funktion des Alters und der seriellen Position der Reize, Teil 1

Abstrakt

Studien haben gezeigt, dass das assoziative Gedächtnis mit zunehmendem Alter abnimmt. Während die Fachliteratur keine schlüssigen Aussagen über die Ursache des Defizits macht, argumentieren einige Forscher, dass es durch beeinträchtigte Kodierungs- und Wartungsprozesse im Arbeitsgedächtnis (WM) verursacht wird.

Der erfolgreiche Abruf eines Reizes hängt von seiner sequenziellen Präsentation in der Lernliste ab: Reize am Anfang oder am Ende der Lernliste profitieren von einer höheren Abrufwahrscheinlichkeit. Diese Effekte werden als „Primacy“- bzw. „Recency“-Effekte bezeichnet. Im Falle des Primat-Effekts profitieren Reize an frühen Listenpositionen von einer ausführlichen Wiederholung, die zu einer verbesserten Konsolidierung und Verfolgung im Langzeitgedächtnis (LTM) führt. Im Falle des Recency-Effekts bleiben Zielreize an späteren seriellen Positionen weiterhin im WM erhalten und können daher mühelos abgerufen werden.

Die Berücksichtigung dieser Effekte könnte Aufschluss über die Beteiligung von WM an der assoziativen Bindung geben. Sowohl Verhaltens- als auch Neuroimaging-Forscher haben den assoziativen Rückgang im Alter untersucht. Allerdings hat keine Arbeit explizit Altersunterschiede im Gedächtnis für Elemente gegenüber Assoziationen als Funktion serieller Reize getestet Position (SSP).

In der aktuellen Studie wurden 22 jüngere und 22 ältere Erwachsene für die Teilnahme an einer Studie rekrutiert, die darauf abzielte, die getrennten und gemeinsamen Auswirkungen von SSP und Alter auf die Gedächtniserkennung von Elementen und Assoziationen zu testen. In der verwendeten Aufgabe wurde der Abruf für die Erkennungsmodi SSP (Anfang/Mitte/Ende der Liste) und Element/Assoziationen manipuliert. Wir stellten die Hypothese auf, dass bei älteren Erwachsenen ein stärkerer assoziativer Rückgang zu beobachten sein wird, insbesondere bei kürzlich präsentiertem Material.

Die Ergebnisse zeigten, dass beide Gruppen ein signifikantes Assoziationsdefizit an den Aktualitätspositionen aufwiesen; Dieser Rückgang war additiv und entsprach nicht dem erwarteten Wechselwirkungseffekt. Weitere Analysen zeigten, dass die Ursache für den Rückgang des assoziativen Gedächtnisses für Reize an der Aktualitätsposition bei älteren Erwachsenen auf einem Anstieg der Fehlalarmraten (FA) beruhte. Diese Ergebnisse unterstützen die Rolle einer WM-Bindungsstörung beim Altern.

Einführung

Zahlreiche Studien haben einen altersabhängigen Rückgang des episodischen Gedächtnisses gezeigt [1]. Zur Erklärung der schlechten Gedächtnisleistung älterer Erwachsener wurden mehrere Hypothesen vorgeschlagen: Verringerung der Aufmerksamkeitsressourcen oder Verarbeitungsfähigkeiten [2, 3], Verringerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit [4] und Versagen hemmender Prozesse [5]. Ungeachtet dessen werden nicht alle Gedächtnisprozesse und -komponenten in ähnlicher Weise vom Alter beeinflusst [6, 7]. Bei älteren Erwachsenen ist ein eher größerer Gedächtnisverlust zu beobachten, wenn sie versuchen, Verknüpfungen zwischen Informationseinheiten herzustellen und abzurufen, im Gegensatz zum Abruf einzelner Informationseinheiten [8]. –11].

Vielschichtige/komplexe Episoden basieren auf mehreren Arten von (und möglicherweise zusammenhängenden) Informationsquellen. Um sich an eine Episode zu erinnern, muss man sich die einzelnen Informationen (also „Items“) sowie ihre Assoziationen untereinander und andere spezifische oder kontextbezogene Informationen (also „Assoziationen“) merken [12, 13]. Mit verschiedenen Altersgruppen durchgeführte Studien haben gezeigt, dass ältere Erwachsene sich deutlich weniger an Ziele und Verbindungen zwischen Zielen erinnerten als jüngere Erwachsene [14–16].

Diese empirischen Forschungsergebnisse bei älteren Erwachsenen brachten Naveh-Benjamin [17] zu dem Schluss, dass ältere Erwachsene mit zunehmendem Alter hauptsächlich nicht mehr in der Lage sind, Verbindungen zwischen Informationseinheiten (d. h. assoziatives Gedächtnis) zu kodieren und abzurufen.

Der Assoziativabfall wurde als Unterschied zwischen jüngeren und älteren Erwachsenen in der Gedächtniserkennung für einzelne Informationseinheiten (d. h. Elemente) im Vergleich zu Assoziationen zwischen Reizen formuliert und als Assoziativdefizit-Hypothese (ADH) bezeichnet.

Dieses altersbedingte Assoziationsdefizit wird umfassend durch Verhaltensdaten gestützt [18–23] und gilt für das Gedächtnis für gepaarte Reize sowie für das Gedächtnis für Quelle, Kontext, zeitliche Reihenfolge und Ort, die alle Bindungsprozesse erfordern [10].

Die Literatur ist nicht schlüssig hinsichtlich der Ursache des unverhältnismäßigen Defizits bei der Informationserkennung assoziativer Einheiten im Vergleich zu einzelnen Einheiten (d. h. Einheiten). Einige Forscher argumentieren, dass es durch beeinträchtigte Kodierungs- und Erhaltungsprozesse im Arbeitsgedächtnis (WM) verursacht wird.

Cowan, Naveh-Benjamin, Kilb & Saults [24] nutzten visuelle Objekte und ihre räumliche Lage im WM, um Itemveränderungen und Bindungsdefizite bei jüngeren und älteren erwachsenen Teilnehmern zu beurteilen. Die Ergebnisse des Experiments zeigten eine starke Tendenz zur Erkennung von Veränderungen , insbesondere verbindliche Änderungen. Chen und Naveh-Benjamin [25] verwendeten ein kontinuierliches Erkennungsparadigmanat und replizierten in drei Experimenten einen assoziativen WM-Rückgang. Brockmole, Parra, Della Sala und Logie [26] verwendeten eine Änderungserkennungsaufgabe, um den Rückgang des assoziativen Gedächtnisses zu beurteilen, und berichteten, dass ältere Erwachsene im Vergleich zu jüngeren Erwachsenen proportional weniger gebundene Darstellungen speichern als einzelne Merkmale.

Schließlich simulierten Hara und Naveh-Benjamin [27] ein vom Langzeitgedächtnis (LTM) abhängiges assoziatives Gedächtnisdefizit (wie es bei älteren Erwachsenen beobachtet wird) bei jungen Erwachsenen durch Manipulation von WM-Ressourcen und verdeutlichten so die Beteiligung von WM an der erfolgreichen assoziativen Erkennung.

Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen fanden andere Forscher kein Assoziationsdefizit bei WM, was im Widerspruch zur WM-Erklärung steht. Bopp & Verhaeghen [28] befassten sich mit der WM-Assoziativdefizit-Frage mithilfe einer Wiederholungserkennungsaufgabe, die das Gedächtnis für Inhalte vom Gedächtnis für Kontext unterscheiden kann.

In drei Experimenten fanden die Autoren kein spezifisches altersbedingtes Defizit für den Kontext bei WM.

Parra, Abrahams, Logie & Sala [29] befassten sich mit dem visuellen Kurzzeitgedächtnis mithilfe von Farb-Form-Konjunktionen, um assoziative Bindungsdefizite bei WM zu testen, und kamen außerdem zu dem Schluss, dass die Bindung bei WM nicht altersabhängig ist.

Die Berücksichtigung der ursprünglichen seriellen Positionskurveneffekte könnte Aufschluss über die Beteiligung (oder mangelnde Beteiligung) von WM an der assoziativen Bindung geben. Es ist bekannt, dass das erfolgreiche Abrufen eines Reizes von seiner sequentiellen Präsentation (Anfang/Mitte/Ende der Liste) in der Lernliste abhängt [30, 31]. Reize am Anfang [32, 33] oder am Ende [30, 34–36] der Lernliste profitieren von einer höheren Abrufwahrscheinlichkeit im Vergleich zu Reizen, die an Zwischenpositionen präsentiert werden.

Diese Effekte werden als „Primacy“- bzw. „Recency“-Effekte bezeichnet. Neuroimaging-Studien haben die Beteiligung des präfrontalen Kortex (PFC)[37–40] und von Strukturen im medialen Temporallappen (MTL) dokumentiert, mit einem spezifischen Beitrag des Hippocampus [41–44]. Im Falle des Primateffekts führt eine umfangreiche Probe von Stimuli an frühen Listenpositionen zu einer besseren Abrufwahrscheinlichkeit; Daher verknüpft die Primatserklärung LTM-Bildung und WM-Prozesse [45–47].

Neuroimaging-Studien unter Verwendung der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) unterstützen die unterschiedliche Beteiligung von MTL-Strukturen an diesem Prozess, indem sie zeigen, dass die WM-Aufrechterhaltung die Kodierung eines Reizes in LTM durch die Aktivierung von Probeprozessen im Hippocampus (für Assoziationen zwischen Reizen [48]) oder im Parahippocampus erleichtert Kortex (für einzelne Informationseinheiten [49]). Im Falle des Aktualitätseffekts profitieren auch Zielreize an späten Serienpositionen (d. h. am Ende der Lernliste) von einer höheren Abrufwahrscheinlichkeit, da sie im WM noch erhalten bleiben und daher im Vergleich zu Reizen an Zwischenpositionen mühelos abgerufen werden können [ 30, 46, 50–52].

Berichte über Studien, in denen die Wirkung der seriellen Position eines Reizes auf das Gedächtnis bei älteren erwachsenen Teilnehmern getestet wurde, haben gezeigt, dass der Primat-Effekt zwar fehlte, der Aktualitätseffekt jedoch intakt blieb [53, 54]; Diese Studien berücksichtigten jedoch nicht das assoziative Gedächtnis. Kürzlich simulierten wir ein Defizit des assoziativen Gedächtnisses (wie es bei älteren Erwachsenen beobachtet wird) bei jungen erwachsenen Teilnehmern, indem wir die serielle Position (SSP) der Reize und die Präsentationsdauer kontrollierten. Dies führte zu einem stärkeren Gedächtnisverlust für assoziatives Material, das am Ende der Lernliste präsentiert wurde, im Vergleich zu einzelnen Zieleinheiten (d. h. Elementen) an ähnlichen Positionen [55]. Diese Ergebnisse verdeutlichen die unterschiedlichen Vorteile, die einzelne Informationseinheiten aus einer späten sequentiellen Position während des Lernens im Vergleich zu gepaarten Informationseinheiten haben. Die Ergebnisse werfen Fragen hinsichtlich der Natur sowohl der intakten als auch der beeinträchtigten assoziativen Bindung bei WM auf.

Da der Aktualitätseffekt den Abruf von WM widerspiegelt, wird erwartet, dass eine beeinträchtigte WM zum Assoziationsdefizit im höheren Alter beiträgt; In diesem Fall sollte das altersbedingte Assoziationsdefizit für den Aktualitätsteil der Liste im Vergleich zum Anfangs- und Mittelteil der Liste am größten sein. Wenn das altersbedingte Assoziationsdefizit unabhängig von der seriellen Position der untersuchten Informationen in allen Teilen der Liste ähnlich ist, kann dieses Defizit nicht ausschließlich auf eine beeinträchtigte WM zurückgeführt werden. Während sowohl Verhaltens- als auch Neuroimaging-Forscher den assoziativen Rückgang im Alter untersucht haben, gibt es derzeit keine Arbeit, die Altersunterschiede im Gedächtnis für Elemente und Assoziationen als Funktion des SSP explizit verglichen hat.

In der aktuellen Studie wurden 22 jüngere und 22 ältere Erwachsene für die Teilnahme an einer Studie rekrutiert, die darauf abzielte, die getrennte und gemeinsame Wirkung von SSP und Alterung auf die Gedächtniserkennung für Elemente im Vergleich zu Assoziationen zu testen. Wir stellten die Hypothese auf, dass bei älteren Erwachsenen ein größerer assoziativer Rückgang (im Vergleich zum erwarteten Rückgang des Gedächtnisses für Elemente mit ähnlicher serieller Position) zu beobachten sein wird, insbesondere für kürzlich präsentiertes Material (dh Reize, die am Ende der Lernliste präsentiert wurden).

Materialen und Methoden

Teilnehmer

Die Anzahl der Teilnehmer wurde auf der Grundlage unserer letzten Studie berechnet, die mit jungen erwachsenen Teilnehmern durchgeführt wurde und ähnliche Effekte getestet hatte [55]. Die Berechnung des geschätzten Effekts und der Stichprobengröße wurde mit der MedCalc-Software durchgeführt und berücksichtigte sowohl Typ-1 ( . 0.05) als auch Typ-2 ( , 0 .1) Fehler sowie die geschätzte Differenz zwischen Mittelwerten (0.26, basierend auf früheren Untersuchungen) und der entsprechenden Standardabweichung (0.18, 0,29 basierend auf früheren Untersuchungen) für jede Gruppe. Mit der G�power-Software haben wir die geschätzte Mindestteilnehmerzahl für die Gesamtstichprobe entsprechend der geschätzten Effektgröße (η2p=0.25) der höchsten hypothetischen Interaktion (F-Test, ANOVA: wiederholte Messungen, dazwischen) berechnet Interaktion).

Diese Berechnung ergab etwa 20 Teilnehmer für jede Gruppe und diente als Grundlage für die geschätzte Anzahl der Teilnehmer, die zur Teilnahme an der aktuellen Studie eingeladen wurden. Basierend auf dieser Berechnung wurden 46 Teilnehmer zur Teilnahme an der aktuellen Studie eingeladen, von denen 22 jünger (M(Jahre)=24.90±2,12 SD, 9 Frauen) und 24 älter (M(Jahre)=24 waren. {9}}.61±8,10 SD, 14Frauen) Erwachsene.

Alle Berichte wurden von den Teilnehmern per Selbstauskunft abgegeben. Alle Teilnehmer berichteten über normale und intakte Alltagsfunktionen ohne Behinderungen und/oder psychiatrische Störungen. Bei den Teilnehmern der jüngeren Erwachsenengruppe handelte es sich um Studenten des Achva Academic College, die für ihre Teilnahme mit Studienleistungen belohnt wurden, einem akzeptablen Verfahren in einem akademischen Einführungskurs im ersten Jahr in die Psychologie. Die Gruppe der älteren Erwachsenen bestand aus Teilnehmern, die aus der örtlichen Gemeinde und dem Seniorenheim rekrutiert wurden. Die Teilnehmer und ihre Betreuer wurden zu alltäglichen Abläufen befragt.

Sie wurden gebeten, etwaige kognitive/körperliche Behinderungen zu beschreiben und zu melden. Zu den Ausschlusskriterien gehörten frühere/aktuelle psychiatrische oder neurologische Störungen, aktuelle sensorische/motorische Störungen und/oder eine formelle Diagnose einer Lernbehinderung. Teilnehmer, die in ihrer Beschreibung ein oder mehrere Ausschlusskriterien erfüllten, wurden von der Studie ausgeschlossen. Zwei (ältere) Teilnehmer wurden von der Studie ausgeschlossen und nicht in die Analyse einbezogen, nachdem ihre Betreuer berichteten, dass bei ihnen eine leichte kognitive Beeinträchtigung (MCI) diagnostiziert wurde.

Schließlich wurden für jede Gruppe 22 Teilnehmer in die Analyse einbezogen. Die Studie wurde vom örtlichen institutionellen Prüfungsausschuss des Achva Academic College genehmigt. Alle Teilnehmer gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme an der Studie.

Experimentelles Design und Hypothesen

In dieser Studie wurden drei unabhängige Variablen verwendet: SSP (Anfang, Mitte und Ende der Lernliste; eine Variable innerhalb des Subjekts); X-Test (Item versus assoziative Erkennung; eine Variable innerhalb des Subjekts); und X-Alter (jüngere im Vergleich zu älteren Erwachsenen; eine Variable zwischen Subjekten). Die abhängige Variable war die Gedächtnisgenauigkeit, berechnet als „Treffer minus Fehlalarm (FA)“-Rate für jeden Teilnehmer in jeder Versuchsbedingung.

Darüber hinaus und um speziell auf den kumulativen assoziativen Rückgang einzugehen, haben wir den Assoziativdefizitindex (ADI) berechnet, der den Unterschied zwischen der Elementerkennung und der assoziativen Erkennungsleistung widerspiegelt. Der ADI wurde berechnet, indem der Anteil der Treffer abzüglich des Anteils der Fehlalarme in assoziativen Erkennungspfaden vom Anteil der Treffer abzüglich des Anteils der Fehlalarme in den Elementerkennungspfaden abgezogen wurde (Anteil der Treffer-FAitem minus Anteil der Treffer-FA-Assoziation).

Höhere ADI-Werte spiegeln ein größeres Assoziationsdefizit wider. Während bei allen Teilnehmern unabhängig vom Alter Unterschiede in der Item- und assoziativen Erkennung erkennbar waren, lautete unsere Haupthypothese, dass der größte Unterschied zwischen Item- und assoziativer Erkennung (d. h. Assoziationsdefizit, gemessen über ADI-Scores) bei älteren Erwachsenen und bei Reizen erkennbar sein würde am Ende der Lernliste (im Vergleich zu Material, das sich am Anfang/in der Mitte der Lernliste befindet).

Gedächtnisaufgabe

Aus einem Pool von 576 Wörtern, die keinen visuellen, semantischen und auditiven Zusammenhang hatten, wurden 24 separate Listen mit jeweils 12 Wortpaaren erstellt. Die Listen bestanden aus häufig vorkommenden hebräischen Substantiven (basierend auf den hebräischen Normen [56]). Nach jeder Lernliste führten die Teilnehmer sofort einen Item- oder Assoziationstest für Reize durch, die sich an unterschiedlichen Listenpositionen befanden: Anfang (4 erste Paare der Lernliste, um den Primateffekt zu bewerten), Mitte (4 mittlere Paare der Lernliste) und Ende (4 letzte Paare der Lernliste, um den Aktualitätseffekt zu bewerten) der Lernliste.

Die Reize wurden visuell präsentiert und einzeln zentral auf einem 15-Zoll-Computerbildschirm angezeigt. Die vier Wiederholungen für jede der sechs Bedingungen (3 (Reihenposition der Reize) x 2 (Test)) wurden den Teilnehmern zufällig präsentiert und jeder Reiz wurde einzeln verwendet für einen der Tests (d. h. jeder Reiz wurde im Experiment nur einmal verwendet). Abb. 1 beschreibt das experimentelle Paradigma.

Artikelerkennungstest

Den Teilnehmern wurden 4 Wörter vorgelegt, die nur von einer Listenposition stammten (Anfang/Mitte/Ende). Von den 4 Wörtern waren 2 Zielwörter, also Wörter, die in der Lernliste aufgetaucht waren, und 2 waren Ablenkungswörter, also neu eingeführte Wörter. Die Teilnehmer wurden darüber informiert, dass die Liste Ziele und Ablenker enthält, und wurden angewiesen, so schnell und genau wie möglich auf jeden Reiz zu reagieren, mit einer bestimmten „Ja“-Taste für Ziele und einer „Nein“-Antworttaste für Ablenker.

Assoziativer Erkennungstest

Den Teilnehmern wurden 4 Wortpaare vorgelegt, die nur von einer Listenposition (Anfang/Mitte/Ende) stammten. Von den Paaren waren zwei Paare Ziele, also Wortpaare, die in der Lernliste aufgetaucht waren, und zwei waren Ablenker, also neu angeordnete Paare. Ablenker waren Elemente, die in der Lernliste aufgetaucht waren, nun aber wieder zu neuen (Ablenker-)Paaren kombiniert wurden. Rekombinierte Paare wurden aus ähnlichen Listenpositionen erstellt und nicht in der Liste gemischt. Die Teilnehmer wurden erneut darüber informiert, dass die Liste Ziele und neuartige Paare enthielt, und wurden angewiesen, so schnell und genau wie möglich auf jedes Paar mit denselben Schlüsseln wie im Itemerkennungstest zu antworten.

Verfahren

Jüngere Teilnehmer wurden einzeln in dafür vorgesehenen Räumen am Achva Academic College getestet, ältere Teilnehmer im Seniorenheim. Vor Beginn der ersten Lernliste erhielten die Teilnehmer Anweisungen und bei Bedarf auch Erläuterungen. Den Teilnehmern wurde mitgeteilt, dass sie sich 24 Lernlisten ansehen würden und dass auf jede Liste entweder ein Item- oder ein Assoziationstest folgen würde.

Die Teilnehmer wurden gebeten, sowohl die einzelnen Elemente als auch die in der Lernliste aufgeführten Paare für die bevorstehenden Tests zu lernen und sich daran zu erinnern. Bei jedem Test betrachteten die Teilnehmer jeweils 12 Wortpaare auf dem Computermonitor, eines nach dem anderen, mit einer Geschwindigkeit von 2 Sekunden pro Paar. Alle Tests im aktuellen Experiment wurden im Selbststudium durchgeführt; das heißt, das getestete Material erschien 1,5 Sekunden lang auf dem Bildschirm.

Eine Reaktion während dieses Zeitbereichs (1,5 Sekunden) verursachte das Erscheinen des nächsten Reizes. Wenn innerhalb von 1,5 Sekunden keine Reaktion aufgezeichnet wurde, verschwand der Reiz vom Bildschirm und der nächste Reiz erschien erst, nachdem eine Reaktion aufgezeichnet worden war. In allen Testschritten verursachte nur die Reaktion auf einen Reiz das Erscheinen des nächsten. Bei jedem Gedächtnistesttyp (Elementerkennung oder assoziative Erkennung) wurden die Teilnehmer nur auf einen der drei Reizorte getestet: vier Wörter am Anfang der Lernliste (zum Testen des Primatseffekts), vier Wörter in der Mitte der Lernliste und weitere vier Wörter am Ende der Lernliste (zum Testen des Aktualitätseffekts).

Jeder Ort der Reizliste wurde einzeln mit einem anderen Test getestet. Die Teilnehmer waren vor der eigentlichen Testphase blind für den Reizort, das heißt, ihnen wurde ein Item oder ein Assoziationstest vorgelegt, der Reizort aus der Lernliste wurde ihnen jedoch erst zu Beginn des Tests vorgestellt.

For more information:1950477648nn@gmail.com