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Cambiamenti legati all'età nella memoria di lavoro

Uno sguardo a come la memoria di lavoro cambia con l'età.

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Man mano che le persone invecchiano, una grande modifica che sperimentano è un declino della Memoria di lavoro. La memoria di lavoro è la capacità di mantenere e manipolare informazioni per brevi periodi. È fondamentale per compiti come apprendere cose nuove, prendere decisioni e risolvere problemi. Capire perché la memoria di lavoro cambi con l'età può aiutarci a trovare modi per migliorare le funzioni cognitive negli adulti più anziani.

Analizzare la Memoria di Lavoro

Per studiare meglio la memoria di lavoro, i ricercatori spesso la suddividono in parti più piccole chiamate subprocessi. Guardando a questi subprocessi separatamente, possiamo vedere come ognuno cambi con l'età. I principali subprocessi della memoria di lavoro includono l'aggiornamento delle informazioni, la sostituzione di informazioni nuove per quelle vecchie, l'apertura del cancello per consentire l'ingresso di nuove informazioni e la chiusura del cancello per proteggere le informazioni esistenti.

Paradigma del Riferimento

Un metodo utile per esplorare questi subprocessi è attraverso un compito chiamato paradigma del riferimento. In questo compito, i partecipanti vedono una serie di lettere e devono determinare se una lettera presentata ora è la stessa di una che hanno visto di recente. La differenza principale nelle prove è se le lettere sono incorniciate di rosso o blu. Le cornici rosse segnalano che i partecipanti devono aggiornare la loro memoria, mentre le cornici blu significano che devono solo controllare se c'è una corrispondenza. Questo consente ai ricercatori di studiare quanto bene i partecipanti svolgano diversi compiti di memoria.

Il Ruolo delle Strutture Cerebrali

Aree specifiche del cervello sono responsabili della gestione di questi subprocessi. Una zona cruciale è la Corteccia prefrontale, che aiuta a mantenere la memoria di lavoro. Anche i gangli della base giocano un ruolo importante nel regolare quali informazioni passano. Quando il cervello riceve nuove informazioni, i gangli della base aprono il cancello, permettendo l'aggiornamento. Al contrario, quando vogliamo mantenere al sicuro le informazioni, il cancello si chiude, proteggendo la memoria esistente.

Risultati degli Studi di Imaging Cerebrale

Studi che usano metodi di imaging cerebrale come l'fMRI hanno mostrato che diverse aree cerebrali si attivano durante vari subprocessi della memoria di lavoro. Questi studi hanno trovato che i gangli della base sono particolarmente attivi quando il cancello si apre o quando si verifica una sostituzione. Anche la corteccia prefrontale e altre regioni mostrano diversi livelli di attività a seconda del subprocesso utilizzato.

L'Importanza del Tempismo

Oltre a guardare dove si verifica l'attività nel cervello, è anche importante capire quando accade. Qui entra in gioco una tecnica chiamata potenziali correlati all'evento (ERPs). Gli ERPs consentono ai ricercatori di vedere quanto rapidamente diverse aree cerebrali rispondono durante i compiti. Studi che utilizzano gli ERPs hanno dimostrato che specifiche onde cerebrali sono associate a diversi subprocessi della memoria di lavoro.

Esplorare i Subprocessi con gli ERPs

Analizzando il tempismo degli ERPs durante il compito del riferimento, i ricercatori possono ottenere intuizioni su come funziona la memoria di lavoro in diversi gruppi di età. Ad esempio, specifiche onde cerebrali potrebbero indicare quando i partecipanti stanno aggiornando con successo la loro memoria o sostituendo informazioni.

Differenze di Età nella Memoria di Lavoro

Gli adulti più anziani mostrano spesso tempi di reazione più lenti rispetto ai giovani quando svolgono compiti che coinvolgono la memoria di lavoro. Questo ritardo può influenzare quanto bene aggiornano le informazioni, sostituiscono nuove informazioni a quelle vecchie o gestiscono in modo efficiente le funzioni di cancello nella memoria di lavoro. La ricerca suggerisce che gli adulti più anziani potrebbero avere più difficoltà con il subprocesso di sostituzione rispetto ai giovani, indicando che man mano che invecchiamo, la nostra capacità di incorporare nuove informazioni può diminuire.

Come Gli Adulti Anziani Usano le Risorse Cerebrali

Per comprendere come gli adulti più anziani utilizzano le loro risorse cerebrali durante questi compiti, i ricercatori osservano anche le fonti di attività cerebrale. Identificando quali aree sono coinvolte, possono scoprire se gli adulti più anziani stanno compensando i declini nella memoria di lavoro utilizzando regioni cerebrali diverse.

Panoramica dell'Esperimento

In un esperimento recente, i ricercatori hanno confrontato i subprocessi della memoria di lavoro in adulti giovani e anziani. Hanno testato due gruppi: uno composto da giovani adulti e l'altro da adulti più anziani. Ogni partecipante ha svolto una serie di compiti progettati per misurare i diversi subprocessi della memoria di lavoro.

Partecipanti e Progettazione del Compito

I partecipanti erano seduti in una sedia comoda e presentati con stimoli visivi su uno schermo. Dovevano rispondere alle lettere visualizzate in cornici rosse o blu, indicando se la lettera corrente corrispondeva all'ultima lettera di riferimento vista. Il compito prevedeva diversi blocchi di pratica per aiutare i partecipanti a familiarizzare con la procedura.

Registrazione dell'Attività Cerebrale

I ricercatori hanno registrato l'attività cerebrale utilizzando un elettroencefalogramma (EEG), che misura l'attività elettrica nel cervello. Queste informazioni hanno permesso loro di analizzare come vari subprocessi coinvolgessero diverse regioni cerebrali in ciascun gruppo di partecipanti.

Risultati Comportamentali dell'Esperimento

Le prestazioni complessive nei compiti sono state relativamente elevate per entrambi i gruppi di età. I partecipanti più giovani tendevano a eseguire leggermente meglio rispetto agli adulti più anziani, con questi ultimi che mostravano un tasso più elevato di errori o risposte sbagliate. Anche i tempi di reazione erano più lenti nel gruppo più anziano, una tendenza che confermava la loro esitazione o difficoltà durante i compiti.

Analisi Dettagliata dei Subprocessi

Analizzando i subprocessi, i ricercatori hanno osservato differenze significative tra i due gruppi di età. Per quanto riguarda l'aggiornamento, gli adulti più anziani hanno mostrato un costo di tempo di reazione simile a quello degli adulti giovani, ma i processi sottostanti specifici divergevano.

Nei compiti di sostituzione, gli adulti più anziani hanno mostrato un maggior ritardo nelle risposte rispetto ai partecipanti più giovani quando era necessario sostituire informazioni esistenti. Questo indicava che la capacità di scambiare informazioni in modo efficace è più difficile per le persone più anziane.

Anche i compiti di apertura del cancello mostrano differenze, dove gli adulti più anziani avevano tempi di reazione più lenti rispetto ai loro coetanei più giovani, suggerendo difficoltà nell'ammettere nuove informazioni nella loro memoria di lavoro.

Nei compiti di chiusura del cancello, non c'erano differenze significative tra i gruppi di età. Questo indicava che sia gli adulti più giovani che quelli più anziani potevano proteggere efficacemente la loro attuale memoria di lavoro dalle informazioni interferenti.

Implicazioni per la Ricerca Futura

I risultati di questo studio sottolineano la necessità di ulteriori ricerche volte a comprendere come cambia la memoria di lavoro con l'età. Sottolinea l'importanza di sviluppare strategie e interventi efficaci che possano migliorare le funzioni cognitive negli adulti più anziani. Concentrandosi sui subprocessi più vulnerabili all'invecchiamento, i ricercatori potrebbero essere in grado di progettare approcci mirati per sostenere una migliore prestazione mnemonica.

Conclusione

In sintesi, il declino della memoria di lavoro con l'età è un processo complesso che può essere scomposto in subprocessi come aggiornamento, sostituzione, apertura e chiusura del cancello. Diverse aree cerebrali gestiscono questi subprocessi e specifiche onde cerebrali indicano come funzionano in pratica. Comprendere questi cambiamenti può aiutare a migliorare le prestazioni cognitive negli adulti più anziani e a promuovere strategie per mantenere la salute cognitiva.

Fonte originale

Titolo: Age-related differences in working memory subprocesses decomposed by the reference-back paradigm

Estratto: We used a data-driven approach to study the electrophysiological correlates of the working memory subprocesses revealed by the reference-back paradigm. In the absence of prior research, we focused on how aging affects the four subprocesses: updating, substitution, gate opening, and gate closing. We conducted our experiment with 25 younger adults (M=20.17{+/-}1.47) and 23 older adults (M=67.35{+/-}4.01) using the reference-back paradigm. Significant reaction time costs were observed for all four subprocesses, but age-related differences were found only in substitution, which was larger in older than younger adults, indicating it as being the most vulnerable subprocess in aging. Using difference waves, we identified event-related potential components that characterize the subprocesses we studied. Regarding updating: three occipital negativities between 80-180 ms, 300-400 ms, and 400-1,000 ms were observed, with only the latter range showing age group differences. Source analysis showed larger activity differences in the right frontal and temporal areas for younger adults. Regarding substitution: a frontal positivity between 250-600 ms emerged in younger adults, while a posterior positivity between 550-750 ms was found in older adults indicating different underlying processes supported by sLORETA results. Regarding gate opening: three parieto-occipital components were identified: a negativity between 150-250 ms, a positivity between 300-500 ms, and a positivity between 500-700 ms, all showing age-related differences. Regarding gate closing: we found an occipital negativity between 150-300 ms and a frontal positivity between 300-600 ms, neither of which changed between the age groups. From our findings, we conclude that the process of protecting information (gate closing) remains stable with age, despite older adults sensitivity to interference. Conversely, gate opening is sensitive to age-related changes, likely to be resulting in different brain activity patterns during substitution being the updating of working memory with new information.

Autori: Zsófia Anna Gaál, Z. A. Gaal, B. Nagy, I. Czigler, P. Csizmadia, B. Petro, P. Kojouharova

Ultimo aggiornamento: 2024-07-09 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602161

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602161.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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