Lily Fu

De cognitieve achteruitgang die wordt waargenomen bij oudere mensen, zoals een afname van de verwerkingssnelheid, het executief functioneren en het episodisch geheugen, is op grote schaal onderzocht en beschreven. Dit fenomeen wordt in wetenschappelijk onderzoek meestal omschreven als ‘cognitieve veroudering’. In de afgelopen decennia is een aanzienlijk aantal onderzoeken uitgevoerd naar de mechanismen achter deze cognitieve veroudering. Hoewel de onderliggende oorzaken nog steeds niet volledig duidelijk zijn, stelt de ‘frontale verouderingstheorie’ dat cognitieve veroudering gepaard gaat met een verlaging van zowel de efficiëntie als de capaciteit van het menselijk brein. Het huidige proefschrift probeert, op basis van de frontale verouderingstheorie, compensatiemethoden die gericht zijn op deze twee aspecten nader te onderzoeken en in te zetten om enkele van de effecten van veroudering op het episodisch geheugen van oudere volwassenen tegen te gaan.

Traditionele studies beschouwen hun populatie meestal als een homogene groep, waarbij de prestaties van oudere volwassenen direct vergeleken worden met die van jongere volwassenen. Dit proefschrift houdt rekening met individuele verschillen en de heterogeniteit in cognitieve functies van de oudere bevolking, vooral op het gebied van executief functioneren. Dit proefschrift is geïnspireerd door het CRUNCH-model dat is ontwikkeld op basis van neuroimaging-onderzoeken. In dit kader zijn vier empirische studies uitgevoerd. De eerste drie concentreerden zich op het compensatiemechanisme bij het gebruik van hulpmiddelen die zijn ingebed in lopende coderingstaken, die als doel hebben om de efficiëntie van de verouderende hersenen te verbeteren. De vierde studie probeerde de effecten van individuele verschillen in het compenseren voor de beperkte capaciteit te bevestigen door cognitieve training bij oudere volwassenen te gebruiken.

De eerste studie, beschreven in hoofdstuk 2, valideert de effectiviteit van hulpmiddelen die zijn ingebed in de coderingstaak en die als ‘geheugensteun’ kunnen dienen, waarmee de episodische geheugenprestaties van oudere volwassenen kunnen verbeteren. Op basis van de ‘niveau-van-verwerkingstheorie’ werd verwacht dat diepe of semantische verwerking tijdens een taakuitoefening tot persistentere geheugensporen kan leiden. Daarnaast werd ook ‘cognitieve inspanning’ als variabele toegevoegd aan het design door manipulatie van taakmoeilijkheid. De resultaten bevestigen het gunstige effect van hogere niveaus van verwerking en cognitieve inspanning op episodische geheugenprestaties, bij zowel oudere als jongere deelnemers. Bovendien hadden oudere volwassenen extra voordeel van meer cognitieve inspanning als de codering diep of semantisch was: zij bereikten zelfs een geheugenprestatie die niet verschilde van dat van de jongere deelnemers.

De tweede studie, beschreven in hoofdstuk 3, richtte zich op de vraag wiens geheugenprestatie het meest gebaat is bij een ‘ingespannen’ codering: ouderen met een relatief sterk of zwak executief functioneren. De resultaten lieten zien dat ouderen die hoog scoorden op executief functioneren, en dus vermoedelijk over een cognitieve reserve beschikken, gebruik kunnen maken van de in de taak ingebedde hulpmiddelen. Het CRUNCH-model stelt dat de mate waarin de hersenen kunnen compenseren beperkt wordt door de aanwezige cognitieve capaciteit. Deze studie laat zien dat het voordeel van het bevorderen van cognitieve inspanning beperkt is voor oudere personen met een relatief beperkt executief functioneren. Deze bevindingen geven aan dat het CRUNCH-model valide is en benadrukken de impact van individuele verschillen in onderzoek naar veroudering.

Hoofdstuk 4 beschrijft de derde empirische studie, die een verdere uitbreiding is van de eerste twee studies. In deze studie werd de neurale basis van de associatie tussen individuele verschillen in executief functioneren en episodische geheugenprestaties met behulp van fMRI onderzocht. De resultaten bevestigen dat sterkere executieve functies bij volwassenen, die vermoedelijk wijzen op een hogere efficiëntie in het gebruik van beperkte cognitieve middelen, significant en positief geassocieerd zijn met E/R-flip-geassocieerde neurale activiteit. De E/R-flip-geassocieerde activiteit wordt beschouwd als een mogelijk neuraal mechanisme voor succesvolle geheugenprestaties.

In hoofdstuk 5 zijn de resultaten van hoofdstuk 3 als uitgangspunt genomen om voorspellingen uit het CRUNCH-model in het kader van cognitieve training te testen. Dit hoofdstuk gaat in op de vraag welke ouderen het meeste baat zouden hebben bij een cognitief trainingsprogramma: ouderen met relatief sterke, of ouderen met relatief zwakke executieve functies. De hypothese dat ouderen met een lager executief functioneren een CRUNCH-achtig patroon laten zien tijdens de training van een alpha-span-taak werd bevestigd. Dit zou kunnen verklaren waarom er geen gunstige effecten van training op het uitvoeren van een overdrachtstaak werden gevonden in deze groep. Vergelijkbaar met wat werd gevonden in hoofdstuk 3, waren de resultaten van deze studie in overeenstemming met andere studies die stellen dat ouderen met een relatief sterk executief functioneren de grootste training- en overdrachtsvoordelen zouden moeten laten zien. Deze studie onderstreept nogmaals het belang van het rekening houden met individuele verschillen in oudere populaties. Vooral in interventiestudies is het van cruciaal belang om de moeilijkheidsgraad van het programma af te stemmen op het cognitieve vermogen van het getrainde individu.

Het huidige proefschrift verschaft inzicht in factoren die een verouderings-gerelateerde achteruitgang in het episodische geheugen kunnen verlichten. Het onderstreept vooral de significante invloed van individuele verschillen in verouderingsstudies en biedt opties voor gerichte interventies. Met betrekking tot dit laatste is het van essentieel belang om eerst de cognitieve capaciteit van het individu te evalueren om vervolgens correcte interventiemethoden aan te bieden. Bovendien is een nauwkeurige bewaking van de prestaties van groot belang om te bepalen op welk moment de persoon de CRUNCH-drempel bereikt. Voor toekomstige studies wordt aanbevolen om een bredere range van individuen in de oudere bevolking te includeren en om meer levensloopfactoren te onderzoeken.

人类老年时期认知功能的退化，诸如反应速度变慢，中央执行功能退化，记忆能力衰退被个体广泛的报告。此现象在科学研究领域被普遍称之为认知老化。在过去的几十年中，曾有无以数计的研究被投入到认知老化的机制研究中去。尽管其中的奥秘还未拨云见雾，前额叶老化的理论给我们提供了宝贵的信息。根据这个理论，认知老化常常伴随能力和效率的下降。在这个项目中，我们试图从能力和效率两个方面找到相对应的补偿机制，以此来试图扭转由年龄带来的记忆力衰退问题。

和以往的组间比较不同，本研究不是直接假设老年群体存在较大共性，把老年人群体作为一个组来和年轻人组作比较，而是从神经镜像研究中的CRUNCH模型得到启发，考虑到老年人之间较大的个体差异，用中央执行功能来衡量这种差别，以此把老年人当成不同的个体来比较。为了达到研究目的， we 进行了四项实验。前三项实验广泛而深入地研究了以在记忆编码任务中加入潜在的加工信息的方式而进行的补偿机制，以提高老年人的认知加工效率。第四项研究尝试运用认知训练来补偿由老化带来的能力和效率的双重下降，并从个体差异的角度来衡量训练的有效性。

第一项实验研究描述在第二章节中。它确认了在记忆编码任务中加入潜在的加工信息的方式的补偿机制。值得一提的是，根据加工层级理论，我们在编码任务重植入了深层语义加工的潜在暗示，以此来帮助受试者形成更加稳定的记忆线索。另外，我们还在编码任务中增加了认知投入这一变量。研究结果肯定了这一变量的正面作用。随着认知能量投入的增加，老年人和年轻人都对信息得到了更好的加工，从而提高了在记忆任务中的表现。让人惊喜的是，在深层语义加工任务当中，随着老年人认知投入的增加，他们可以表现的和年轻人一样好。这一发现刚好印证了环境补偿说，也恰恰证明了我们在编码任务重加入潜在加工信息来作为补偿机制的有效性。

第三章章节描述的第二项实验研究扩展了第一项研究成果，引入了个体差异在此类研究中的重要性。具体来说，这项研究回答了在记忆编码中加入潜在加工信息方式这种补偿机制对谁更有作用的问题，该项研究关注中央执行功能在老年群体中的差异。结果表明，高执行功能老年人能够更多的从这种补偿中获益。这可能是由于该群体保有更多的认知资源。对比之下，在中央执行功能相对较弱的另一组老年人中出现了行为上的CRUNCH发展趋势。CRUNCH模型认为大脑的补偿机制受到其自身认知能力水平的限制。在这项研究中，我们观察到随着认知资源投入的加大，当任务难度达到一定水平时，低执行功能者不能在从该项补偿中获益。这些研究结果为CRUNCH模型提供了实验认证，并强调了个体差异在认知老化研究中的重要影响。

第四章节描述了第三项实验研究。此实验进一步拓展了第一和第二项实验。应用脑核磁共振扫瞄技术，该实验考察了个体在中央执行功能中的差异与情节记忆相关的认知神经机制。多重回归分析确认了中央执行功能较高的老年个体，保有对有限认知资源较高的加工效率。这一点显著的体现在更强的编码提取相反的脑神经活动上。编码提取相反的脑活动被认为是一种反映有效加工记忆信息的衡量标准。

在第五个章节中描述了第四项实验研究。此项研究建立在第二项实验的基础上，将由CRUNCH模型推论而来的个体差异应用在认知训练领域。具体来讲，第五章回答了一个重要的问题，即：由中央执行功能予以区分，哪个群体更能从认知训练中获益。结果证实，低执行工能组在字母广度这项训练中出现了类似于CRUNCH的趋势，即，训练成绩不断提升，但到达一定程度后，出现显著下滑趋势。这或许能够解释为什么该组老年人经过训练后其效果并没有迁移到其他任务中去。和第三章中研究发现类似，该结果符合放大效应学说，该学说认为中央执行功能较佳的老年人能够更好的从训练中获益并且将训练成果迁移到其他方面。该研究再一次证明了个体差异在认知老化研究中的重要性。特别是在设计干扰研究时，应该考虑到个体自身的认知功能，将实验条件与受试者的认知功能相匹配，从而达到最佳的实验效果。

总结来说，这部论文为认知老化研究提供了更多的实证数据，并强调了个体差异在寻找提高老年人记忆力良方中的重要性。具体来说，在为老年人设计相应的训练方式时，应该特别考虑到老年人个体自身的认知能力。例如首先评估个体认知功能水平，其次设计相应难度的训练任务。另外，在训练过程中，应密切关注老年人的表现，及时发现训练成绩拐点（CRUNCH）的出现并及时作出相应的对策。在未来的研究当中，研究者可以考察更具多样性的老年群体，同时关注与老年人日常生活相关的一些因子，以此来更好的研究由个体差异带来的影响。