Summary

A المعرفي بارادايم المعنية بالتحقيق في التدخل في الذاكرة العاملة التي كتبها الانحرافات والانقطاعات

Published: July 16, 2015
doi:

Summary

تم تطوير A نموذج المعرفي رواية لتوضيح يرتبط السلوكية والعصبية للتدخل-تجاهلها لdistractors مقابل تدخل interruptors إلى أن حضر أثناء مهمة عمل الذاكرة. في هذه المخطوطة، عدة أنواع من هذا النموذج مفصلة، ​​ويتم مراجعة البيانات التي تم الحصول عليها مع هذا النموذج في الأصغر / المشاركين البالغين الأكبر سنا.

Abstract

وغالبا ما تنخفض قيمته الموجه هدف السلوك حسب تدخل من البيئة الخارجية، سواء في شكل الهاء من قبل معلومات غير ذات صلة أن واحدا يحاول تجاهل، أو عن طريق قطع المعلومات التي تتطلب اهتماما كجزء من آخر (الثانوي) هدف المهمة. وقد تبين أن كلا من أشكال التدخل الخارجي في التأثير سلبا في القدرة على الحفاظ على المعلومات في الذاكرة العاملة (WM). وتشير الأدلة الناشئة أن هذه الأنواع المختلفة من التدخل الخارجي يؤدي الى تأثيرات مختلفة على السلوك ويمكن بوساطة الآليات العصبية متميزة. تميز أفضل تأثير العصبية السلوكية متميزة من الانحرافات لا صلة لها بالموضوع مقابل انقطاع حضر أمر ضروري للنهوض فهم من أعلى إلى أسفل الاهتمام، قرار التدخل الخارجي، وكيف أصبحت هذه القدرات المتدهورة في شيخوخة صحية وحالات عصبية ونفسية. تصف هذه المخطوطة نموذج المعرفي الرواية المتقدمة المختبر Gazzaley التي لديهاالآن تم تعديلها إلى عدة إصدارات متميزة تستخدم لتوضيح يرتبط السلوكية والعصبية للتدخل، من خلال distractors مقابل interruptors إلى أن حضر إلى تجاهلها. وترد تفاصيل عن أنواع من هذا النموذج للتحقيق في التدخل في طرائق البصرية والسمعية، على مستويات متعددة من التعقيد التحفيز، ومع توقيت التجريبية الأمثل لكهربية (EEG) أو التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) دراسات وظيفية. بالإضافة إلى ذلك، الحصول على البيانات من المشاركين الصغار والكبار البالغين باستخدام تتم مراجعة هذا النموذج ومناقشتها في سياق علاقتها مع الآداب أوسع نطاقا بشأن التدخل الخارجي والتغيرات العصبية السلوكية المرتبطة بالعمر في حل تدخل في عمل الذاكرة.

Introduction

وقد أثبتت دراسات واسعة النطاق على حساب لحفظ المعلومات في الذاكرة (WM) عمل من خلال تدخل من البيئة الخارجية 1-9. ويمكن تصنيف تدخل خارجي إلى نوعين العامة. تدخل معلومات غير ذات صلة واحدة ينوي تجاهل: الهاء، والمعلومات التدخل الذي يتطلب اهتماما كجزء من آخر (الثانوي) هدف المهمة: انقطاع. تمكن الدراسات التي تقارن هذه الأنواع من التدخل الخارجي باستخدام تصميم داخل مشارك تقييم أثر العصبية السلوكية من أعلى إلى أسفل الاهتمام تركز على هدف في معالجة وحل التدخل الخارجي.

في الآونة الأخيرة، صمم مختبر Gazzaley نموذج تسهل المقارنة بين انقطاع "إلى أن حضر 'والانحرافات" إلى أن تجاهل' التي تحدث في الإعداد للمهمة الذاكرة العاملة. شواهد من هذا النموذج يشير إلى أن هذه الأنواع المختلفة من تحويلةتدخل ernal يؤدي الى تأثيرات واضحة على سلوك ولها متميزة الآليات العصبية الأساسية 2-5،10،11. وقد كشف هذا النموذج الاختلافات في معالجة التدخل الخارجي في الشيخوخة الطبيعية 2،3،4،10،11؛ على الرغم من الشيخوخة العجز في سياق التدخل لم يتم العثور دائما كما أن لديها آليات متميزة من تدخل distractors مقابل interruptors باستخدام التحفيز رفيع المستوى البصري من الوجوه والمشاهد 2،3،4،12، والحركة البصرية على مستوى منخفض من نقطة kinematograms 5،10،11، وعلى مستوى منخفض الحركة السمعية ل تردد تجتاح 5.

التدخل الخارجي والشيخوخة

تدخل خارجي يؤدي الى تأثير ضار على الذاكرة العاملة في مختلف مراحل العمر، على الرغم من أن كبار السن تظهر تأثير سلبي أكبر من البالغين الأصغر سنا 2،3،13-18. كبار السن أيضا يحمل أنماط مختلفة من النشاط العصبي مقارنة مع إعلان الأصغرults عند محاولة حل هذا التدخل 3،4،17،21. ومع ذلك، فإن بعض الدراسات لا تجد دليلا على هذه السلوكية 5،19،20 أو العصبية 5 الاختلافات المرتبطة بالعمر مع التدخل.

ومن المثير للاهتمام، ويبدو أن تأثير الشيخوخة على حل التدخل تختلف حسب طريقة حسية، على الرغم من أن هذه المسألة لا تزال دون حل في الوقت الحاضر. وقد تبين على نطاق واسع تدخل البصرية intrasensory لعرض الانخفاض المرتبط بالعمر (تلخيصها في استعراضا موسعا 22). في المقابل، العديد من التجارب تشير أي عجز المرتبطة بالتقدم في السن أثناء داخل الحسية التدخل السمعي 19،22-25، في حين تظهر دراسات أخرى زيادات كبيرة المرتبطة بالعمر في التشتت السمعي 19،22،26-32. بالإضافة إلى ذلك، بروز محفزات التدخل (المنسجمة أو تتعارض بين جديلة والتحقيق المحفزات) وتعقيد التحفيز (حمولة عالية أو منخفضة التجهيز) 5 مايو تتفاعل مع التدخلتجهيز وخلافاتها عبر الأهداف المهمة والعمر.

النموذج هو موضح هنا يكمل الأدب التدخل الشيخوخة عن طريق التحقيق آليات اهتمام من أعلى إلى أسفل (في شكل أهداف مهمة) والقرار من المحفزات التدخل الخارجي. الأدلة من الوجه والمشهد البصري نسخة من هذا النموذج يدل على وجود تفاعل بين الشيخوخة ونوع التدخل، مع كبار السن مما يدل أعظم من التعرض للinterruptors حضر بالنسبة إلى distractors تجاهل 3،4. تميز الاختلافات السلوكية والعصبية بين هذه الأنواع من التدخل تعتبر مهمة لفهم كيفية المعرفية تتغير قدرات التحكم مع الشيخوخة.

لماذا كبار السن تظهر العجز تفاقم في حل interruptors-سيحضر ل؟ وكبار السن تنخفض قيمته عن طريق تجهيز المفرط للinterruptors عندما يتم به، أو عدم القدرة على إعادة تنشيط تمثيل ليالي هدف ذي صلة الابتدائيةtimuli بعد انقطاع، أو عن طريق تجهيز لفترة طويلة من interruptors بعد أن لم تعد موجودة أو ذات الصلة 33؟ لمعالجة هذه المسائل، تصميم النموذج الحالي يسمح للمقارنة بين النشاط العصبي في نقطة زمنية قبل وأثناء وبعد أنواع مختلفة من التدخل. على سبيل المثال، من خلال مقارنة النشاط العصبي التي تسببها الهاء تجاهل مقابل النشاط خلال انقطاع حضر، يمكن للمرء أن تأكد من تأثير معين من الاهتمام من أعلى إلى أسفل على قرار التدخل في عمل الذاكرة.

وقد نفذت العديد من الدراسات متغيرات متعددة من هذا التدخل نموذج لفهم يرتبط العصبية من أنواع مختلفة من التدخل الخارجي سواء في القرار المكانية والزمانية عالية باستخدام التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وكهربية (EEG)، على التوالي. كما تم استخدام هذا النموذج لتوضيح الفروق الهامة بين التدخل في المجالات البصرية والسمعية، فضلا عن تأثير تعقيد التحفيز والتطابق على التدخل. هنا، يتم وصف المتغيرات النوعية في التفاصيل.

Protocol

الخطوات التالية تعداد كيفية تنفيذ هذا النموذج المعرفي رواية تهدف إلى توضيح الجوانب العصبية السلوكية التدخل الخارجي في تأخر الاعتراف الذاكرة العاملة، مع وجود اختلافات الأمثل لالاقتران مع EEG أو الرنين المغناطيسي الوظيفي. قبل بداية جمع البيانات، واستكمال كل ما يلزم-ا…

Representative Results

وقد مكن هذا النموذج تدخل جيل من النتائج الهامة فيما يتعلق بتأثير واضح في السلوك والآليات العصبية للالهاء وانقطاع في الذاكرة العاملة لدى البالغين الأصغر سنا والأكبر سنا (انظر الجدول رقم 2 لملخص). السلوك. سلوكيا، …

Discussion

وقد أظهرت النموذج المعرفي رواية فعالية في التحقيق في العمل تدخل الذاكرة عن طريق الانحرافات والانقطاعات. هذا النموذج والعديد من مشتقاته، وتوسيع نطاق استخدامه عبر طرائق الحسية، ومستويات التعقيد التحفيز، وأساليب التصوير، ومفصل.

?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

شكرا جزيلا لمطوري هذا النموذج، لا سيما ويسلي كلاب، آن بيري، جيوتي ميشرا، مايكل روبنز، وتيودور Zanto. وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منحة 5R01AG0403333 (AG).

Materials

Computer for stimulus presentation Dell Optiplex GX620 hardware/software requirements will vary based on stimulus presentation software
Cathody Ray Tube (CRT) monitor ViewSonic G220fb 21"; recommended due to its superior latency relative to that of LCD monitors in displaying visual stimuli; chair should be positioned 75 cm away
E-Prime software Psychology Software Tools, Inc. E-Prime 2.0 Standard a different experimental presentation software can be used in place of E-Prime (e.g. Presentation (Neurobehavioral Systems), or PsychoPy (open-source); E-Prime and Presentation are compatible with Microsoft Windows, PsychoPy is compatible with Microsoft Windows, Mac OS X, and Linux)
Keyboard/response pad for Behavioral or EEG experiments Keyboard: Razer; Response Pad: Cedrus Keyboard: BlackWidow Ultimate; Response Pad: RB-830 any standard computer keyboard is acceptable, though response pads may offer more precise timing (ie: Cedrus RB-830 guarantees 1 ms resolution)
Keyboard/response pad for MRI experiments Curdes Package 904 ensure that keypad is MR-compatible
Headphones (for auditory behavioral experiments) Koss UR29
EEG-compatible Headphones (for auditory EEG experiments) Etymotic ER3-50; ER3-21; ER3-14A
MRI-compatible Headphones (for auditory MR experiments) Etymotic SD-AU-EAER30

References

  1. Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. 4 (10), 829-839 (2003).
  2. Clapp, W. C., Rubens, M. T., Gazzaley, A. Mechanisms of working memory disruption of external interference. Cerebral Cortex. 20 (4), 859-872 (2010).
  3. Clapp, W. C., Rubens, M. T., Sabharwal, J., Gazzaley, A. Deficit in switching between functional brain networks underlies the impact of multitasking on working memory in older adults. PNAS. 108 (17), 7212-7217 (2011).
  4. Clapp, W. C., Gazzaley, A. Distinct mechanisms for the impact of distraction and interruption on working memory in aging. Neurobiology of Aging. 33 (1), 134-148 (2012).
  5. Mishra, J., Zanto, T., Nilakantan, A., Gazzaley, A. Comparable mechanisms of working memory interference by auditory motion in youth and aging. Neuropsychologia. 51 (10), 1896-1906 (2013).
  6. Sakai, K. Reactivation of memory: role of medial temporal lobe and prefrontal cortex. Rev Neurosci. 14 (3), 241-252 (2003).
  7. Sakai, K., Roye, J., Passingham, R. E. Active maintenance in prefrontal area 46 creates distractor-resistant memory. Nature Neuroscience. 5 (5), 479-484 (2002).
  8. Yoon, J. H., Curtis, C. E., D’Esposito, M. Differential effects of distraction during working memory on delay-period activity in the prefrontal cortex and the visual association cortex. Neuroimage. 29 (4), 1117-1126 (2006).
  9. Sreenivasan, K. K., Jha, A. P. Selective attention supports working memory maintenance by modulating perceptual processing of distractors. Journal of Cognitive Neuroscience. 19 (1), 32-41 (2007).
  10. Berry, A. S., Zanto, T. P., Rutman, A. M., Clapp, W. C., Gazzaley, A. Practice-related improvement in working memory is modulated by changes in processing external interference. Journal of Neurophysiology. 102 (3), 1779-1789 (2009).
  11. Berry, A. S., et al. The influence of perceptual training on working memory in older adults. PLoS One. 5 (7), e11537 (2010).
  12. Anguera, J. A., et al. Video game training enhances cognitive control in older adults. Nature. 501 (7465), 97-101 (2013).
  13. Gazzaley, A., Clapp, W., Kelley, J., McEvoy, K., Knight, R. T., D’Esposito, M. Age-related top-down suppression deficit in the early stages of cortical visual memory processing. PNAS. 105 (35), 13122-13126 (2008).
  14. Hasher, L., Zacks, R. T., Bower, G. H. Working memory, comprehension, and aging: A review and a new view. The Psychology of Learning and Motivation. 22, 193-225 (1998).
  15. Lustig, C., Hasher, L., Tonev, S. T. Inhibitory control over the present and past. European Journal of Cognitive Psychology. 13 (1-2), 107-122 (2001).
  16. Lustig, C., Hasher, L., Zacks, R., Macleod, C. M., Gorfein, D. S. Inhibitory deficit theory: Recent developments in a “new view. Inhibition in Cognition. , 145-162 (2007).
  17. Solesio-Jofre, E., Lorenzo-Lopez, L., Gutierrez, R., Lopez-Frutos, J. M., Ruiz-Vargas, J. M., Maestu, F. Age effects on retroactive interference during working memory maintenance. Biological Psychiatry. 88 (1), 72-82 (2011).
  18. Zacks, R. T., Hasher, L., Dagenback, D., Carr, T. H. Directed ignoring: Inhibitory regulation of working memory. Inhibitory Mechanisms in Attention, Memory and Language. , 241-264 (1994).
  19. Guerreiro, M. J. S., Murphy, D. R., Van Gerven, P. W. M. Making sense of age- related distractibility: The critical role of sensory modality. Acta Psychologica. 142 (2), 184-194 (2013).
  20. Verhaeghen, P., Zhang, Y. What is still working in working memory in old age: dual tasking and resistance to interference do not explain age-related item loss after a focus switch. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 68 (5), 762-770 (2013).
  21. García-Pacios, J., et al. Early prefrontal activation as a mechanism to prevent forgetting in the context of interference. Am J Geriatr Psychiatry. 21 (6), 580-588 (2013).
  22. Guerrerio, M. J. S. . The role of sensory modality in age-related distraction. , (2013).
  23. Li, L., Daneman, M., Qi, J. G., Schneider, A. B. Does the information content of an irrelevant source differentially affect spoken word recognition in younger and older adults. Journal of Experimental Psychology, Human Perception and Performance. 30 (6), 1077-1091 (2004).
  24. Murphy, D. R., McDowd, J. M., Wilcox, K. A. Inhibition and aging: Similarities between younger and older adults as revealed by the processing of unatteneded auditory information. Psychology and Aging. 14 (1), 44-59 (1999).
  25. Schneider, B. A., Daneman, M., Murphy, D. R., See, S. K. Listening to discourse in distracting settings: the effects of aging. Psychology and Aging. 15 (1), 110-125 (2000).
  26. Alain, C., Woods, D. L. Age-related changes in processing auditory stimuli during visual attention: evidence for deficits in inhibitory control and sensory memory. Psychology and Aging. 14 (3), 507-519 (1999).
  27. Chao, L. L., Knight, R. T. Prefrontal deficits in aging and inhibitory control with aging. Cerebral Cortex. 7 (1), 63-69 (1997).
  28. Fabiani, M., Low, K. A., Wee, E., Sabble, J. J., Gratton, G. Reduced suppression or labile memory? Mechanisms of inefficient filtering of irrelevant information in older adults. Journal of Cognitive Neuroscience. 18 (4), 637-650 (2006).
  29. Passow, S., et al. Human aging compromises attentional control of auditory perception. Psychological Aging. 27 (1), 99-105 (2012).
  30. Sommers, M. S., Danielson, S. M. Inhibitory processes and spoken word recognition in young and older adults: the interaction of lexical competition and semantic context. Psychology and Aging. 14 (3), 458-472 (1999).
  31. Tun, P. A., Wingfield, A. One voice too many: adult age differences in language processing with different types of distracting sounds. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 54 (5), P317-P327 (1999).
  32. Tun, P. A., O’Kane, G., Wingfield, A. Distraction by competing speech in young and older adult listeners. Psychology and Aging. 17 (3), 453-467 (2002).
  33. Conway, A. R. A., Engle, R. W. Working memory and retrieval: A resource-dependent inhibition model. Journal of Experimental Psychology: General. 123 (4), 354-373 (1994).
  34. Cashdollar, N., Lavie, N., Duezel, E. Alleviating memory impairment through distraction. The Journal of Neuroscience. 33 (48), 19012-19022 (2013).
  35. Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHuge, P. R. Mini-mental state”. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1973).
  36. Reisberg, B., Ferris, S. H., de Leon, M. J., Crook, T. The Global Deterioration Scale for assessment of primary degenerative dementia. American Journal of Psychiatry. 139 (9), 1136-1139 (1982).
  37. Delis, D. C., Freeland, J., Kramer, J. H., Kaplan, E. Integrating clinical assessment with cognitive neuroscience: Construct validation of the California Verbal Learning Test. Journal of Consulting and Clinical Psychology. 56 (1), 123-130 (1988).
  38. Gregoire, J., van der Linden, M. Effect of age on forward and backward digit spans. Aging, Neuropsychology, and Cognition: A Journal on Normal and Dysfunctional Development. 4 (2), 140-149 (1997).
  39. Conway, A. R. A., Kane, M. J., Bunting, M. F., Hambrick, D. Z., Wilhelm, O., Engle, R. W. Working memory span tasks: A methodological review and user’s guide. Psychonomic Bulletin & Review. 12 (5), 769-786 (2005).
  40. Holdnack, J. A., Zhou, X., Larrabee, G. J., Millis, S. R., Salthouse, T. A. Confirmatory factor analysis of the WAIS-IV/WMS-IV. Assessment. 18, 178-191 (2011).
  41. Hill, B., Elliott, E., Shelton, J., Pella, R., O’Jile, J., Gouvier, W. Can we improve the clinical assessment of working memory? An evaluation of the WAIS-III using a working memory criterion construct. Journal of Clinical Experimental Neuropsychology. 32 (3), 315-323 (2011).
  42. Homack, S., Lee, D., Riccio, C. A. Test review: Delis-Kaplan Executive Function System. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 27 (5), 599-609 (2005).
  43. Benton, A. L., Hamsher, K. D. S., Rey, G. J., Sivan, A. B. . Multilingual aphasia examination. , (1994).
  44. Strauss, E., Sherman, E. M. S., Spreen, O. . A Compendium of Neuropsychological Tests: Administration, Norms, and Commentary 3rd ed. , 501-526 (2006).

Play Video

Cite This Article
Janowich, J., Mishra, J., Gazzaley, A. A Cognitive Paradigm to Investigate Interference in Working Memory by Distractions and Interruptions. J. Vis. Exp. (101), e52226, doi:10.3791/52226 (2015).

View Video