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# 健康科学# 神経学

加齢が作業記憶に与える影響

年齢や神経疾患によって作業記憶がどう変わるかを調べてる。

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加齢と記憶の衰え加齢と記憶の衰えか。年齢や病気が作業記憶にどんな影響を与える
目次

作業記憶(WM)は、短時間で情報を保持して作業する能力だよ。電話番号をダイヤルするために覚えたり、タスクの進行状況を把握するのに役立つ。ただ、この能力には限界があって、一定量の情報しか一時的に保持できないんだ。

年を取るにつれて、作業記憶が弱くなることが多い。高齢者は物事を覚えたり、タスクを追跡するのが難しくなることがある。特に、アルツハイマー病(AD)やパーキンソン病(PD)などの神経疾患を持つ人たちでは、その低下がより顕著になることがあるよ。

年齢とともに作業記憶に何が起こる?

高齢者の作業記憶の低下にはいくつかの要因がある。大きな問題の一つは、一度に保持できるアイテムの数が減ることだよ。例えば、若い人は簡単に三つのアイテムを覚えられるのに、高齢者はそれが難しくなることがある。

もう一つの問題は、物の異なる特徴の間のつながりを保つことが難しいこと。例えば、赤いボールを覚えておいてと言われた場合、高齢者は青いボールと混同してしまうことがある。

さらに、高齢者は答えに自信がない時にランダムに推測することが多く、正確さも低下する傾向がある。作業記憶には限られた容量があるから、高齢者は気が散るものをフィルタリングするのが難しくなって、さらにエラーが増えることにつながるんだ。

気が散ることの影響

気が散るものをフィルタリングすることは、作業記憶を効果的に使うための重要な部分だよ。フィルタリングが行われる主なフェーズは二つ:エンコーディングとメンテナンス。

  • **エンコーディング**は情報が取り入れられる時のこと。この段階では、関連する情報だけを受け入れて気が散るものを排除するために強力なフィルタリングシステムが必要だよ。
  • **メンテナンス**は情報が保存された時。この段階では、すでに覚えたことを気が散るものから守るのが目標。

研究によると、高齢者はメンテナンス段階で気が散るものをフィルタリングするのが特に難しいみたい。つまり、一度何かを学んだ後は、気が散るものが入り込んで記憶を妨げることがあるってことだね。

高齢者のパフォーマンスはどう?

高齢者は通常、作業記憶の容量が低下して、複数のアイテムを覚えるタスクでエラーが増えることが多い。研究では、高齢者は一度に多くの情報を覚える必要があるタスクでパフォーマンスが悪くなることがわかってるよ。

若い人と高齢者を比べると、高齢者はターゲットを見つけるのが難しく、物の特徴を間違って結びつけることが多い。特にメンテナンス段階で気が散るものがある時に、パフォーマンスが落ちることが多いんだ。

アルツハイマー病と作業記憶

アルツハイマー病では、作業記憶の低下がさらに顕著だよ。患者は特にメンテナンス段階で関係のない情報を除外するのが難しく、必要なことに集中するのが大変になってるんだ。

研究によると、アルツハイマー患者は記憶タスク中に気が散るものをフィルタリングするのが下手なことが多い。関連する情報と無関係な情報を区別するのが難しくて、混乱やエラーが増えることにつながるよ。

健康な高齢者と比べると、アルツハイマー患者は記憶パフォーマンスが悪く、間違いを犯す可能性が高くなるんだ。つまり、あるアイテムのある側面を覚えていても、他のアイテムの側面と混同しちゃうってこと。

パーキンソン病とその影響

パーキンソン病の患者も作業記憶に困難を抱えているよ。ある研究では、彼らはエンコーディング段階で無関係な気を散らすものをフィルタリングするのがうまくできることがわかってるけど、メンテナンス段階で難しさを感じることがあるみたい。

興味深いことに、パーキンソン病の患者が薬の影響下にある時、フィルタリングタスクでのパフォーマンスが良くなるみたい。これは、薬が認知能力に良い影響を与えている可能性があるってことを示唆してるかも。

異なるグループの作業記憶を調査する

高齢者、アルツハイマー患者、パーキンソン患者の作業記憶がどう機能するかをよりよく理解するために、研究者たちは特定のタスクを使って、情報をどれだけうまくフィルタリングできるかを評価したんだ。

研究グループ

  1. 若い健康なコントロール(YHC):基準グループとしての若い人たち。
  2. 高齢者健康なコントロール(EHC):認知能力が正常とされる高齢者。
  3. アルツハイマー病(AD):アルツハイマー病と診断された患者。
  4. パーキンソン病(PD):認知機能の低下が見られないパーキンソン病患者。

使用されたタスク

参加者は、矢印の向きを覚えるメモリタスクを行ったんだ。エンコーディングとメンテナンスの両段階でいくつかの矢印をフィルタリングするよう求められた。主な目的は、各グループが気が散るものをどれだけうまくフィルタリングできるか、そしてそれが記憶パフォーマンスにどう影響するかを評価することだよ。

パフォーマンスに関する発見

若者と高齢者のコントロール

若い人たちは、すべての条件で一般的に良いパフォーマンスを示したよ。作業記憶の容量が大きく、高齢者グループと比べてターゲットを正しく識別するのが得意だった。

高齢者参加者は、特にエンコーディング段階で同時に三つのアイテムを覚える必要があった時に最も苦労していた。このことから、年齢が作業記憶の容量に大きく影響することがわかるね。

アルツハイマー患者への影響

アルツハイマー患者と健康な高齢者を比べると、アルツハイマー患者はほぼすべての指標で記憶パフォーマンスが低下していることが明らかだった。彼らは特にメンテナンス段階で気が散るものをフィルタリングするタスクでエラーが多かった。

興味深いことに、メンテナンス段階ではフィルタリングが特に難しくて、情報が保存された後に気が散るものを排除するのが大変だったんだ。彼らの全体的な認知能力も低く、記憶機能に大きく影響している。

パーキンソン病への見解

パーキンソン病の患者は、健康な高齢者グループと似たパフォーマンスを示したけど、答えに自信がない時に推測する傾向があった。メンテナンスタスクでは、気が散るものをフィルタリングする能力は良好だったけど、彼らの状態に一致した認知的な課題も見られたよ。

調査結果は、認知機能に問題がなくても、パーキンソン患者が複数のアイテムを管理する際に記憶タスクで困難を感じる可能性があることを示唆しているね。

海馬の役割

作業記憶の研究では、脳、特に記憶の形成と維持に重要な海馬に注目されている。研究では、海馬のサイズと気が散るものを効果的にフィルタリングする能力との関係が見つかってる。

結果は、メンテナンスタスクにおけるフィルタリング能力が大きな海馬容量と関連していることを示唆してる。この関係は、なぜある人が記憶タスクで他の人よりも良いパフォーマンスを示すのかの洞察を提供するかもしれないね。

結論

この研究は、高齢者やアルツハイマー、パーキンソン症患者が作業記憶を管理する上で直面している課題を際立たせてるよ。

年を取ると、情報を覚える能力やフィルタリング能力が低下して、特に気が散るものが存在する時に顕著になる。アルツハイマー患者はメンテナンスタスクで特に記憶の課題が大きい。一方、パーキンソン患者は推測エラーが増えるけど、適切な状況下ではフィルタリング能力が保たれてるみたい。

これらの洞察は、年齢とともに認知の変化を理解する重要性を強調するだけでなく、記憶を効果的に管理するための特定の脳の領域の役割を強調してるね。異なる年齢層や医学的状態における認知健康を支援する最良の方法を見つけるためには、さらなる研究が必要だよ。

オリジナルソース

タイトル: WORKING MEMORY FILTERING AT ENCODING AND MAINTENANCE IN HEALTHY AGEING, ALZHEIMER'S AND PARKINSON'S DISEASE

概要: The differential impact on working memory (WM) performance of distractors presented either at encoding or during maintenance was investigated in Alzheimers (AD), Parkinsons Disease (PD) and healthy ageing. Across three studies, 28 AD and 28 PD patients, 28 elderly (EHC) and 28 young healthy controls (YHC) were enrolled. All participants performed a delayed reproduction task, where they reported the orientation of an arrow from a study set of either two or three items, with a distractor present either at encoding or at maintenance. Mean absolute error (the difference between probed and reported orientation) was calculated as an analogue measure of WM. Additionally, mixture model metrics i.e., memory precision, target detection, misbinding (swapping the features of an object with another probed item) and guessing were computed. MRI data was also acquired in AD, PD and EHC participants, and whole hippocampal volumes were extracted to test whether WM filtering and overall performance were related to hippocampal integrity. EHC and PD patients showed good filtering abilities both at encoding and during maintenance. However, AD patients exhibited significant filtering deficits specifically when the distractor appeared during maintenance. Healthy ageing and AD were associated with higher rates of both misbinding and guessing, as well as lower target detection, and memory precision. However, in healthy ageing there was a prominent decline in WM memory precision, whilst in AD lower target detection and higher guessing were the main sources of error. Conversely, PD was associated only with higher guessing rates. Hippocampal volume was significantly correlated with filtering during maintenance - but not at encoding - as well as with overall mean absolute error, target detection, guessing and misbinding. These findings demonstrate how healthy ageing and neurodegenerative diseases exhibit distinct patterns of WM impairment, including differential effects on filtering irrelevant material presented at encoding and maintenance.

著者: Sofia Toniolo, R. Udale, V. S. Klar, M. R. Maio, B. Attaallah, G. Tofaris, M. Hu, S. G. Manohar, M. Husain

最終更新: 2024-06-19 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.18.24309107

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.18.24309107.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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