एक संज्ञानात्मक प्रतिमान distractions और रुकावट से काम कर स्मृति में हस्तक्षेप की जांच करने के लिए
Summary
एक उपन्यास संज्ञानात्मक प्रतिमान एक काम स्मृति कार्य के दौरान होने वाले भाग लिया जा interruptors द्वारा हस्तक्षेप बनाम-टू-नजरअंदाज किया जा distractors द्वारा हस्तक्षेप के व्यवहार और तंत्रिका संबद्ध स्पष्ट करने के लिए विकसित की है। इस पांडुलिपि में, इस प्रतिमान के कई वेरिएंट विस्तृत कर रहे हैं, और छोटे / पुराने वयस्क प्रतिभागियों में इस प्रतिमान के साथ प्राप्त आंकड़ों की समीक्षा कर रहा है।
Abstract
लक्ष्य का निर्देशन व्यवहार अक्सर एक, या किसी अन्य (माध्यमिक) कार्य लक्ष्य के एक भाग के रूप में ध्यान देने की मांग है कि जानकारी के दखल के द्वारा उपेक्षा करने का प्रयास करता है कि अप्रासंगिक जानकारी के द्वारा व्याकुलता के रूप में, या तो बाहरी वातावरण से हस्तक्षेप से प्रभावित है। बाहरी हस्तक्षेप के दोनों रूपों हानिकारकतापूर्वक काम स्मृति (WM) में जानकारी बनाए रखने की क्षमता को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है। उभरते सबूत बाहरी हस्तक्षेप के इन विभिन्न प्रकार के व्यवहार पर अलग अलग प्रभाव डालती है और विशिष्ट तंत्रिका तंत्र द्वारा मध्यस्थता हो सकता है। बेहतर भाग लिया रुकावट बनाम अप्रासंगिक distractions से अलग न्यूरो-व्यवहार प्रभाव निस्र्पक ऊपर से नीचे की ओर ध्यान, बाहरी हस्तक्षेप के संकल्प की एक समझ को आगे बढ़ाने के लिए आवश्यक है, और इन क्षमताओं स्वस्थ बुढ़ापे में और neuropsychiatric परिस्थितियों में अपमानित हो कैसे। इस पांडुलिपि है कि Gazzaley प्रयोगशाला विकसित एक उपन्यास संज्ञानात्मक प्रतिमान का वर्णनअब interruptors-भाग करने वाली बनाम distractors-नजरअंदाज किया जा करने के द्वारा, हस्तक्षेप के व्यवहार और तंत्रिका संबद्ध स्पष्ट करने के लिए इस्तेमाल किया कई अलग संस्करणों में संशोधित किया गया। विवरण प्रोत्साहन जटिलता के कई स्तरों पर दृश्य और श्रवण के तौर तरीकों में हस्तक्षेप, जांच के लिए इस प्रतिमान के वेरिएंट पर प्रदान की जाती है, और Electroencephalography (ईईजी) के लिए अनुकूलित प्रयोगात्मक समय या कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) के अध्ययन के साथ कर रहे हैं। इसके अलावा, छोटे और बड़े वयस्क प्रतिभागियों से डेटा इस प्रतिमान की समीक्षा की और बाहरी हस्तक्षेप और स्मृति काम में हस्तक्षेप को हल करने में उम्र से संबंधित न्यूरो-व्यवहार में बदलाव पर व्यापक साहित्य के साथ अपने संबंधों के संदर्भ में चर्चा की है का उपयोग कर प्राप्त की।
Introduction
एक व्यापक साहित्य बाहरी वातावरण 1-9 से हस्तक्षेप द्वारा स्मृति (WM) काम करने में जानकारी के रखरखाव के लिए एक हानि का प्रदर्शन किया है। बाहरी हस्तक्षेप दो सामान्य प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है; रुकावट: एक और (माध्यमिक) कार्य लक्ष्य के एक भाग के रूप में ध्यान देने की मांग जो व्याकुलता, और हस्तक्षेप जानकारी: अप्रासंगिक एक की अनदेखी करने का इरादा रखता जानकारी के हस्तक्षेप। एक के भीतर-भागीदार डिजाइन का उपयोग कर बाहरी हस्तक्षेप के इन प्रकार की तुलना स्टडीज बाहरी हस्तक्षेप के न्यूरो-व्यवहार प्रसंस्करण में लक्ष्य केंद्रित ऊपर से नीचे की ओर ध्यान के प्रभाव और संकल्प का आकलन कर सकें।
हाल ही में, Gazzaley प्रयोगशाला काम कर रहे एक स्मृति कार्य की सेटिंग में पाए जाते हैं कि 'करने वाली भाग' रुकावट की तुलना और 'करने वाली नजरअंदाज किया जा' के distractions की सुविधा है कि एक प्रतिमान बनाया गया है। इस प्रतिमान से उभरते सबूत एक्सटेंशन की है कि इन विभिन्न प्रकार से पता चलता हैernal हस्तक्षेप व्यवहार पर अलग प्रभाव डालती है और अलग अंतर्निहित तंत्रिका तंत्र 2-5,10,11 है। इस प्रतिमान सामान्य उम्र बढ़ने 2,3,4,10,11 में बाहरी हस्तक्षेप के प्रसंस्करण में मतभेद उजागर किया है; हालांकि हस्तक्षेप के संदर्भ में घाटा उम्र बढ़ने हमेशा 5 नहीं पाए जाते हैं; यह उच्च स्तर के चेहरों और दृश्यों 2,3,4,12, डॉट kinematograms 5,10,11 के निम्न स्तर के दृश्य गति के दृश्य उत्तेजना, और निम्न स्तर के श्रवण प्रस्ताव का उपयोग interruptors बनाम distractors से हस्तक्षेप की भी विख्यात तंत्र है आवृत्ति 5 बने।
बाहरी हस्तक्षेप और एजिंग
बाहरी हस्तक्षेप पुराने वयस्कों के युवा वयस्कों 2,3,13-18 की तुलना में एक अधिक नकारात्मक प्रभाव दिखा रहे हैं, हालांकि, उम्र भर स्मृति काम करने पर एक हानिकारक प्रभाव लाती है। पुराने वयस्कों भी युवा विज्ञापन की तुलना में तंत्रिका गतिविधि के विभिन्न पैटर्न का प्रदर्शनults इस हस्तक्षेप 3,4,17,21 को हल करने का प्रयास करते। हालांकि, कुछ अध्ययनों से हस्तक्षेप के साथ इस तरह की उम्र से संबंधित व्यवहार 5,19,20 या तंत्रिका 5 मतभेद के लिए सबूत नहीं मिल रहा है।
इस मुद्दे पर वर्तमान में अनसुलझे रहता है, हालांकि दिलचस्प है, हस्तक्षेप को हल करने पर उम्र बढ़ने के प्रभाव, संवेदी साधन से अलग करने के लिए लगता है। दृश्य intrasensory हस्तक्षेप व्यापक रूप से (एक व्यापक समीक्षा 22 में संक्षेप) उम्र से संबंधित गिरावट प्रदर्शन करने के लिए दिखाया गया है। अन्य अध्ययनों श्रवण distractibility 19,22,26-32 में महत्वपूर्ण उम्र से संबंधित बढ़ जाती है दिखाना है, जबकि इसके विपरीत, कई प्रयोगों, इंट्रा-संवेदी श्रवण हस्तक्षेप 19,22-25 के दौरान कोई उम्र से संबंधित घाटे सुझाव देते हैं। इसके अलावा, (क्यू और जांच उत्तेजनाओं के बीच अनुकूल या incongruent) हस्तक्षेप उत्तेजनाओं की प्रमुखता 2, और प्रोत्साहन जटिलता (उच्च या कम प्रसंस्करण लोड) 5 हस्तक्षेप के साथ बातचीत कर सकते हैंप्रसंस्करण और कार्य लक्ष्यों और उम्र भर में अपने मतभेद।
यहाँ वर्णित प्रतिमान ऊपर से नीचे (कार्य लक्ष्यों के रूप में) ध्यान और बाहरी हस्तक्षेप उत्तेजनाओं के संकल्प के तंत्र की जांच कर रही द्वारा उम्र बढ़ने के हस्तक्षेप साहित्य की आपूर्ति करता है। इस प्रतिमान के दृश्य चेहरे और दृश्य संस्करण से साक्ष्य को नजरअंदाज कर दिया distractors 3,4 के सापेक्ष में भाग लिया interruptors को भी अधिक से अधिक भेद्यता का प्रदर्शन पुराने वयस्कों के साथ उम्र बढ़ने और हस्तक्षेप प्रकार, के बीच एक संवाद इंगित करता है। हस्तक्षेप के इन प्रकार के बीच व्यवहार और तंत्रिका मतभेद निस्र्पक नियंत्रण क्षमताओं उम्र बढ़ने के साथ कैसे बदल संज्ञानात्मक समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
क्यों पुराने वयस्कों के लिए-भाग लिया जा interruptors को हल करने में exacerbated घाटा दिखाते हैं? पुराने वयस्कों वे प्रस्तुत कर रहे हैं जब interruptors के अत्यधिक प्रसंस्करण से बिगड़ा, या प्राथमिक लक्ष्य प्रासंगिक एस के अभ्यावेदन को फिर से सक्रिय करने में असमर्थता द्वारा कर रहे हैंtimuli रुकावट के बाद, या interruptors के लंबे समय तक प्रसंस्करण से वे वर्तमान या 33 प्रासंगिक नहीं रह रहे हैं के बाद? इन सवालों को संबोधित करने के लिए, वर्तमान प्रतिमान के डिजाइन से पहले, उसके दौरान और हस्तक्षेप के विभिन्न प्रकार के बाद समय-बिंदुओं पर तंत्रिका गतिविधि की तुलना के लिए अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, में भाग लिया रुकावट के दौरान गतिविधि बनाम नजरअंदाज कर दिया व्याकुलता द्वारा हासिल तंत्रिका गतिविधि की तुलना करके, एक स्मृति काम में हस्तक्षेप के संकल्प पर ऊपर से नीचे की ओर ध्यान के विशिष्ट प्रभाव का पता लगाने के कर सकते हैं।
कई अध्ययनों से क्रमश: कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) और Electroencephalography (ईईजी) का उपयोग उच्च स्थानिक और लौकिक संकल्प पर दोनों बाहरी हस्तक्षेप के विभिन्न प्रकार के तंत्रिका संबद्ध समझने के लिए इस हस्तक्षेप के प्रतिमान के कई वेरिएंट को लागू किया है। इस प्रतिमान भी दृश्य और श्रवण डोमेन में हस्तक्षेप के बीच महत्वपूर्ण अंतर स्पष्ट करने के लिए इस्तेमाल किया गया हैहस्तक्षेप पर प्रोत्साहन जटिलता और अनुरूपता की है, साथ ही प्रभाव। इधर, प्रतिमान वेरिएंट में विस्तार से वर्णित हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
एक उपन्यास संज्ञानात्मक प्रतिमान distractions और रुकावट से काम स्मृति हस्तक्षेप की जांच में प्रभावकारिता दिखाया गया है। इस प्रतिमान और इसके कई वेरिएंट, संवेदी तौर तरीकों, प्रोत्साहन जटिलता का स्तर, और इमेजि?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस प्रतिमान के डेवलपर्स, विशेष रूप से वेस्ले क्लैप, ऐनी बेरी, ज्योति मिश्रा, माइकल रूबेंस, और थिओडोर Zanto करने के लिए बहुत-बहुत धन्यवाद। यह काम एनआईएच अनुदान 5R01AG0403333 (एजी) द्वारा समर्थित किया गया।
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
- Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. 4 (10), 829-839 (2003).
- Clapp, W. C., Rubens, M. T., Gazzaley, A. Mechanisms of working memory disruption of external interference. Cerebral Cortex. 20 (4), 859-872 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Sakai, K. Reactivation of memory: role of medial temporal lobe and prefrontal cortex. Rev Neurosci. 14 (3), 241-252 (2003).
- Sakai, K., Roye, J., Passingham, R. E. Active maintenance in prefrontal area 46 creates distractor-resistant memory. Nature Neuroscience. 5 (5), 479-484 (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- Berry, A. S., et al. The influence of perceptual training on working memory in older adults. PLoS One. 5 (7), e11537 (2010).
- Anguera, J. A., et al. Video game training enhances cognitive control in older adults. Nature. 501 (7465), 97-101 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Guerrerio, M. J. S. . The role of sensory modality in age-related distraction. , (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chao, L. L., Knight, R. T. Prefrontal deficits in aging and inhibitory control with aging. Cerebral Cortex. 7 (1), 63-69 (1997).
- 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).
- Passow, S., et al. Human aging compromises attentional control of auditory perception. Psychological Aging. 27 (1), 99-105 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Cashdollar, N., Lavie, N., Duezel, E. Alleviating memory impairment through distraction. The Journal of Neuroscience. 33 (48), 19012-19022 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Benton, A. L., Hamsher, K. D. S., Rey, G. J., Sivan, A. B. . Multilingual aphasia examination. , (1994).
- Strauss, E., Sherman, E. M. S., Spreen, O. . A Compendium of Neuropsychological Tests: Administration, Norms, and Commentary 3rd ed. , 501-526 (2006).
