Förändringar i minnesprocesser under vuxenlivet – Utveckling snarare än avveckling?
Våra minnesförmågor avtar med åldern, men olika minnesprocesser har visat sig drabbas olika hårt. Detta projektet avser undersöka hypotesen att vissa åldersrelaterade minnesförändringar i själva verket är resultatet av adaptiva och gynnsamma processer, drivna av utmaningen i att behöva lagra ett ständigt ökande antal minnesspår över livsspannet. En sådan adaptiv förändring skulle kunna medföra ökad användning av mer övergripande och detaljlösa (eng. gist-like) minnesrepresentationer och processer, vilka ofta visat sig vara mer välbevarade hos äldre. För de flesta vardagliga minnesbehov kan ett sådant processkifte vara effektivt, men det kan också resultera i sämre prestation på vissa minnestest. Hypotesen att ett ökat antal minnesspår med ökad ålder driver ett adaptivt processkifte i våra minnessystem kommer att undersökas med hjälp av kognitiva tester och hjärnavbildning av individer i medelåldern. Under denna understuderade del av livsspannet har större åldersrelaterade hjärnförändringar i regel ännu inte inträtt, men antalet minnesspår är betydligt större än hos yngre individer. Projektets resultat kan bidra till att särskilja gynnsamma från ogynnsamma minnesförändringar i åldrandet, och därmed till bättre diagnostisk precision av senare åldersrelaterad kognitiv svikt. Resultaten förväntas även belysa gynnsamma minnesförändringar hos medelålders och äldre, vilket kan bidra till att deras kompetenser tillvaratas bättre i samhället, samt till att minska åldersdiskriminering.
Slutredovisning
Syfte & utveckling
Projektet undersökte hypotesen att vissa skenbara åldersrelaterade minnesförsämringar i själva verket är resultatet av gynnsamma adaptiva processer, drivna av utmaningen i att behöva lagra ett ständigt ökande antal minnesspår över livsspannet. Detta perspektiv har tidigare benämnts som informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande (t.ex. Qui & Johns, 2020). Parallellt syftade projektet till att försöka identifiera gynnsamma förändringar minnesprocesser över livspannet. Därför fokuserade projektet på individer i yngre medelåldern (40-50 år), en period i livet då större åldersrelaterade hjärnförändringar i regel ännu inte inträtt, men antalet minnesspår är ansenligt större än hos yngre vuxna (<30 år). två minnesprocesser studerades: minnesintegrering (eng. memory integration) och minnesdiskriminering (eng. mnemonic discrimination). minnesintegrering är en process genom vilken tidsmässigt åtskilda, men relaterade eller delvis överlappande, minnesspår tros bli länkade genom allokering till överlappande neurala populationer i hjärnan. forskning har visat att vissa former av minnesintegrering kan minska interferens i minnet och därigenom öka hågkomst och minska glömska (t.ex. anderson and mcculloch, 1999; chanales et al., 2019). integrering har också förslagits kunna bidra till att minska trade-off mellan inkodnings- och framplockningstillstånd i hjärnan, vilket annars leder till konflikt varje gång aktuella erfarenheter överlappar med tidigare minnen (richter et al., 2016). sådana konflikter kan antas ske oftare med ackumulering av minnesspår över livet. här hypotiserades att ökad användning av minnesintegrering skulle kunna vara en adaptiv hjärnmekanism för att hantera ökad interferens orsakad av ett ökat antal minnesspår över livet, vilket skulle kunna reflekteras av förbättrad prestation på minnestester avsedda att mäta integrering. minnesdiskriminering å andra sidan är en process som bidrar till att hålla liknande minnesspår åtskilda i hjärnan, och möjliggör särskiljning mellan liknande stimuli från varandra i minnet. detta kan antas bli svårare då antalet minnesspår växer över livsspannet. tidigare forskning har visat att minnesdiskriminering försämras påtagligt redan i medelåldern, och andra studier har antytt att det finns en trade-off mellan minnesdiskriminering och integrering, så att lägre diskriminering är förknippat med högre integrering och tvärtom (sweegers and talamini, 2014; van kesteren et al., 2016; tompary and davachi, 2017). ett mönster av lägre minnesdiskriminering och förbättrad minnesintegrering hos friska medelålders vuxna skulle alltså kunna stödja informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande.>
Projektet omfattade två delstudier, en beteendestudie för att jämföra yngre och medelålders individer med avseende på minnesdiskrimineringsförmåga och minnesintegreringsförmåga, samt en hjärnavbildningsstudie för att undersöka neurala korrelat till eventuella gruppskillnader. Som beskrivs nedan kunde inga åldersskillnader i de standardparadigm som användes för att mäta integrering och diskriminering påvisas i delstudie 1. Inför delstudie 2 utvecklades därför ett nytt paradigm som testade minnesintegrering över semantiskt associerade stimuluspar, med förhoppningen att detta skulle göra det möjligt för medelålders att dra nytta av deras förmodade mer omfattande semantiska omvärldskunskap för att utföra testet, vilket även bättre efterliknar minnesintegrering i vardagslivet.
Genomförande
Datainsamlingen för delstudie 1 blev fördröjd på grund av Covid-19 pandemin, men utfördes under 2020 genom en hybridversion av online-datainsamling, där kognitiva tester utfördes av deltagarna online med medverkan av en testledare över videosamtal för att säkerställa förståelse för instruktionerna och korrekt utförande. Tillvägagångssättet valdes för att ge mer kontroll över datakvalitet och deltagarnas egenskaper (t.ex. screening för hälsorelaterade faktorer) än anonyma datainsamlingsmetoder via datainsamlingsplattformar som är annars är standard för kognitiv testning online. Ett dataset bestående av 41 yngre försöksdeltagare (20-28 år) och 40 medelålders deltagare (40-50 år), med säkerställt tillförlitlig datakvalité, samlades in.
Den andra delstudien i projektplanen var en hjärnavbildningsstudie med funktionell MRI för att jämföra hjärnaktivitet under semantiskt faciliterad minnesintegrering mellan friska medelålders individer och yngre vuxna. På grund av utbyte av forskningsscanner blev även den andra delstudien fördröjd, men data för 72 deltagare kunde samlas in under 2022-2023. Databearbetning av hjärnavbildningsdata pågår för närvarande.
Projektets tre viktigaste resultat
(1) Resultaten från delstudie 1 indikerade att friska yngre medelålders individer inte nödvändigtvis uppvisar nedsatt minnesdiskrimineringsförmåga jämfört med yngre vuxna, såsom tidigare forskning antytt. Bayes faktorer (BFs) visade att nollhypotesen att ingen åldersskillnad var ungefär 4 gånger så trolig jämfört med alternativhypotesen om att åldersskillnad föreligger.
(2) Därtill, och i motsats till vår hypotes, kunde ingen förbättring i minnesintegrationsförmåga påvisas hos medelålders individer jämfört med yngre vuxna i delstudie 1. Snarare var data mer konsistent med åldersekvivalens i denna förmåga (BFs=5.3 resp. 1.24 till fördel för nollhypotesen att ingen åldersskillnad föreligger, för två olika mått på integrering). Värt att notera är att avsaknad av signifikanta åldersskillnad i både minnesdiskriminering och minnesintegrering stod i kontrast till signifikanta gruppskillnader i form av mer omfattande verbal kunskap och långsammare perceptuell processningshastighet hos medelålders jämfört med yngre försöksdeltagare. Dessa förväntade kognitiva gruppskillnader visar att de aktuella stickproven av individer uppvisar typiska ålderseffekter i linje med tidigare litteratur.
(3) Den enda signifikant skillnaden i minnesförmågor mellan yngre och medelålders individer var en lägre prestation på direkt associativt minne för orelaterade stimuluspar hos medelålders. Detta fynd är i linje med etablerade teorier om att associativt minne är särskilt ålderskänsligt, men de aktuella fynden antyder att denna förmåga kan vara en känslig markör för begynnande ålderseffekter på minnesförmågan redan hos friska individer i yngre medelåldern.
Sammantaget har projektets resultat belyst minnesfunktion under en hittills relativt understuderad del av livsspannet, och visat på ett mönster som antyder på att vissa minnesprocesser (integrering och diskriminering) verkar vara relativt sett mer bevarade hos friska medelålders individer än andra (associativt minne för orelaterade stimuli). Inga evidens erhölls däremot för hypotesen om förbättringar i minnesförmågor hos medelålders jämfört med yngre vuxna, eller informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande. Kommande analyser av hjärnavbildningsdata kan belysa eventuella åldersskillnader i neurala korrelat för användning av tidigare semantisk kunskap som stöd för minnesintegrering, där medelålders vuxna hypotiseras kunna dra nytta av sin större omvärldskunskap för att stödja denna minnesprocess.
Eventuellt nya forskningsfrågor
Framtida forskning kunde med fördel undersöka hur tidigare ackumulerad kunskap över livsspannet påverkar minnesprocesser inom den språkliga domänen, då åtskilliga tidigare studier dokumenterat mer omfattande språklig kunskap hos medelålders och äldre individer jämför med yngre. Språkliga parametrar för ords egenskaper kan formellt kvantifieras utifrån storskaliga textdatabaser som proxymått för språklig kunskap i populationen, och användas som oberoende variabler i minnestester med ordpar. Interferenseffekter av vissa språkliga parametrar på associativt minne för ordpar har visats hos äldre jämfört med yngre individer (Qiu & Johns, 2020), men de neurala korrelaten för sådana effekter är hittills okända och det är heller inte känt om det finns omständigheter där faciliterande effekter kan uppstå hos individer med mer omfattande språklig kunskap.
Spridning av forskningen
I skrivande stund har en fackgranskad artikel med öppen tillgång publicerats från projektet (Samrani et al., 2022). På grund av Covid-19 pandemin har resultaten främst presenterats på lokala möten och seminarier, och ingen extern samverkan har skett. När resultaten från delstudie 2 färdigställts finns avsikt att presentera dessa på nationella och/eller internationella konferenser, samt publicera dem i fackgranskade internationella tidskrifter.
Referenser
Anderson, M. C., and McCulloch, K. C. (1999). Integration as a general boundary condition on retrieval-induced forgetting. J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 25, 608–629.
Chanales, A. J. H., et al. (2019). Interference between overlapping memories is predicted by neural states during learning. Nat. Commun. 10:5363.
Qiu, M., and Johns, B. T. (2020). Semantic diversity in paired-associate learning: further evidence for the information accumulation perspective of cognitive aging. Psychon. Bull. Rev. 27, 114–121.
Richter, F. R., Chanales, A. J. H., and Kuhl, B. A. (2016). Predicting the integration of overlapping memories by decoding mnemonic processing states during learning. NeuroImage 124, 323–335.
Samrani, G., Lundquist, A., & Pudas, S. (2022). Healthy middle-aged adults have preserved mnemonic discrimination and integration, while showing no detectable memory benefits. Front. Psychol., 12, Article 797387.
Sweegers, C. C. G., and Talamini, L. M. (2014). Generalization from episodic memories across time: a route for semantic knowledge acquisition. Cortex 59, 49–61.
Tompary, A., and Davachi, L. (2017). Consolidation promotes the emergence of representational overlap in the hippocampus and medial prefrontal cortex article consolidation promotes the emergence of representational overlap in the hippocampus and medial prefrontal cortex. Neuron 96, 228–241.e5
van Kesteren, M. T. R., Brown, T. I., and Wagner, A. D. (2016). Interactions between memory and new learning: insights from fMRI multivoxel pattern analysis. Front. Syst. Neurosci. 10:46.
Projektet undersökte hypotesen att vissa skenbara åldersrelaterade minnesförsämringar i själva verket är resultatet av gynnsamma adaptiva processer, drivna av utmaningen i att behöva lagra ett ständigt ökande antal minnesspår över livsspannet. Detta perspektiv har tidigare benämnts som informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande (t.ex. Qui & Johns, 2020). Parallellt syftade projektet till att försöka identifiera gynnsamma förändringar minnesprocesser över livspannet. Därför fokuserade projektet på individer i yngre medelåldern (40-50 år), en period i livet då större åldersrelaterade hjärnförändringar i regel ännu inte inträtt, men antalet minnesspår är ansenligt större än hos yngre vuxna (<30 år). två minnesprocesser studerades: minnesintegrering (eng. memory integration) och minnesdiskriminering (eng. mnemonic discrimination). minnesintegrering är en process genom vilken tidsmässigt åtskilda, men relaterade eller delvis överlappande, minnesspår tros bli länkade genom allokering till överlappande neurala populationer i hjärnan. forskning har visat att vissa former av minnesintegrering kan minska interferens i minnet och därigenom öka hågkomst och minska glömska (t.ex. anderson and mcculloch, 1999; chanales et al., 2019). integrering har också förslagits kunna bidra till att minska trade-off mellan inkodnings- och framplockningstillstånd i hjärnan, vilket annars leder till konflikt varje gång aktuella erfarenheter överlappar med tidigare minnen (richter et al., 2016). sådana konflikter kan antas ske oftare med ackumulering av minnesspår över livet. här hypotiserades att ökad användning av minnesintegrering skulle kunna vara en adaptiv hjärnmekanism för att hantera ökad interferens orsakad av ett ökat antal minnesspår över livet, vilket skulle kunna reflekteras av förbättrad prestation på minnestester avsedda att mäta integrering. minnesdiskriminering å andra sidan är en process som bidrar till att hålla liknande minnesspår åtskilda i hjärnan, och möjliggör särskiljning mellan liknande stimuli från varandra i minnet. detta kan antas bli svårare då antalet minnesspår växer över livsspannet. tidigare forskning har visat att minnesdiskriminering försämras påtagligt redan i medelåldern, och andra studier har antytt att det finns en trade-off mellan minnesdiskriminering och integrering, så att lägre diskriminering är förknippat med högre integrering och tvärtom (sweegers and talamini, 2014; van kesteren et al., 2016; tompary and davachi, 2017). ett mönster av lägre minnesdiskriminering och förbättrad minnesintegrering hos friska medelålders vuxna skulle alltså kunna stödja informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande.>
Projektet omfattade två delstudier, en beteendestudie för att jämföra yngre och medelålders individer med avseende på minnesdiskrimineringsförmåga och minnesintegreringsförmåga, samt en hjärnavbildningsstudie för att undersöka neurala korrelat till eventuella gruppskillnader. Som beskrivs nedan kunde inga åldersskillnader i de standardparadigm som användes för att mäta integrering och diskriminering påvisas i delstudie 1. Inför delstudie 2 utvecklades därför ett nytt paradigm som testade minnesintegrering över semantiskt associerade stimuluspar, med förhoppningen att detta skulle göra det möjligt för medelålders att dra nytta av deras förmodade mer omfattande semantiska omvärldskunskap för att utföra testet, vilket även bättre efterliknar minnesintegrering i vardagslivet.
Genomförande
Datainsamlingen för delstudie 1 blev fördröjd på grund av Covid-19 pandemin, men utfördes under 2020 genom en hybridversion av online-datainsamling, där kognitiva tester utfördes av deltagarna online med medverkan av en testledare över videosamtal för att säkerställa förståelse för instruktionerna och korrekt utförande. Tillvägagångssättet valdes för att ge mer kontroll över datakvalitet och deltagarnas egenskaper (t.ex. screening för hälsorelaterade faktorer) än anonyma datainsamlingsmetoder via datainsamlingsplattformar som är annars är standard för kognitiv testning online. Ett dataset bestående av 41 yngre försöksdeltagare (20-28 år) och 40 medelålders deltagare (40-50 år), med säkerställt tillförlitlig datakvalité, samlades in.
Den andra delstudien i projektplanen var en hjärnavbildningsstudie med funktionell MRI för att jämföra hjärnaktivitet under semantiskt faciliterad minnesintegrering mellan friska medelålders individer och yngre vuxna. På grund av utbyte av forskningsscanner blev även den andra delstudien fördröjd, men data för 72 deltagare kunde samlas in under 2022-2023. Databearbetning av hjärnavbildningsdata pågår för närvarande.
Projektets tre viktigaste resultat
(1) Resultaten från delstudie 1 indikerade att friska yngre medelålders individer inte nödvändigtvis uppvisar nedsatt minnesdiskrimineringsförmåga jämfört med yngre vuxna, såsom tidigare forskning antytt. Bayes faktorer (BFs) visade att nollhypotesen att ingen åldersskillnad var ungefär 4 gånger så trolig jämfört med alternativhypotesen om att åldersskillnad föreligger.
(2) Därtill, och i motsats till vår hypotes, kunde ingen förbättring i minnesintegrationsförmåga påvisas hos medelålders individer jämfört med yngre vuxna i delstudie 1. Snarare var data mer konsistent med åldersekvivalens i denna förmåga (BFs=5.3 resp. 1.24 till fördel för nollhypotesen att ingen åldersskillnad föreligger, för två olika mått på integrering). Värt att notera är att avsaknad av signifikanta åldersskillnad i både minnesdiskriminering och minnesintegrering stod i kontrast till signifikanta gruppskillnader i form av mer omfattande verbal kunskap och långsammare perceptuell processningshastighet hos medelålders jämfört med yngre försöksdeltagare. Dessa förväntade kognitiva gruppskillnader visar att de aktuella stickproven av individer uppvisar typiska ålderseffekter i linje med tidigare litteratur.
(3) Den enda signifikant skillnaden i minnesförmågor mellan yngre och medelålders individer var en lägre prestation på direkt associativt minne för orelaterade stimuluspar hos medelålders. Detta fynd är i linje med etablerade teorier om att associativt minne är särskilt ålderskänsligt, men de aktuella fynden antyder att denna förmåga kan vara en känslig markör för begynnande ålderseffekter på minnesförmågan redan hos friska individer i yngre medelåldern.
Sammantaget har projektets resultat belyst minnesfunktion under en hittills relativt understuderad del av livsspannet, och visat på ett mönster som antyder på att vissa minnesprocesser (integrering och diskriminering) verkar vara relativt sett mer bevarade hos friska medelålders individer än andra (associativt minne för orelaterade stimuli). Inga evidens erhölls däremot för hypotesen om förbättringar i minnesförmågor hos medelålders jämfört med yngre vuxna, eller informationsackumuleringsperspektivet för kognitivt åldrande. Kommande analyser av hjärnavbildningsdata kan belysa eventuella åldersskillnader i neurala korrelat för användning av tidigare semantisk kunskap som stöd för minnesintegrering, där medelålders vuxna hypotiseras kunna dra nytta av sin större omvärldskunskap för att stödja denna minnesprocess.
Eventuellt nya forskningsfrågor
Framtida forskning kunde med fördel undersöka hur tidigare ackumulerad kunskap över livsspannet påverkar minnesprocesser inom den språkliga domänen, då åtskilliga tidigare studier dokumenterat mer omfattande språklig kunskap hos medelålders och äldre individer jämför med yngre. Språkliga parametrar för ords egenskaper kan formellt kvantifieras utifrån storskaliga textdatabaser som proxymått för språklig kunskap i populationen, och användas som oberoende variabler i minnestester med ordpar. Interferenseffekter av vissa språkliga parametrar på associativt minne för ordpar har visats hos äldre jämfört med yngre individer (Qiu & Johns, 2020), men de neurala korrelaten för sådana effekter är hittills okända och det är heller inte känt om det finns omständigheter där faciliterande effekter kan uppstå hos individer med mer omfattande språklig kunskap.
Spridning av forskningen
I skrivande stund har en fackgranskad artikel med öppen tillgång publicerats från projektet (Samrani et al., 2022). På grund av Covid-19 pandemin har resultaten främst presenterats på lokala möten och seminarier, och ingen extern samverkan har skett. När resultaten från delstudie 2 färdigställts finns avsikt att presentera dessa på nationella och/eller internationella konferenser, samt publicera dem i fackgranskade internationella tidskrifter.
Referenser
Anderson, M. C., and McCulloch, K. C. (1999). Integration as a general boundary condition on retrieval-induced forgetting. J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 25, 608–629.
Chanales, A. J. H., et al. (2019). Interference between overlapping memories is predicted by neural states during learning. Nat. Commun. 10:5363.
Qiu, M., and Johns, B. T. (2020). Semantic diversity in paired-associate learning: further evidence for the information accumulation perspective of cognitive aging. Psychon. Bull. Rev. 27, 114–121.
Richter, F. R., Chanales, A. J. H., and Kuhl, B. A. (2016). Predicting the integration of overlapping memories by decoding mnemonic processing states during learning. NeuroImage 124, 323–335.
Samrani, G., Lundquist, A., & Pudas, S. (2022). Healthy middle-aged adults have preserved mnemonic discrimination and integration, while showing no detectable memory benefits. Front. Psychol., 12, Article 797387.
Sweegers, C. C. G., and Talamini, L. M. (2014). Generalization from episodic memories across time: a route for semantic knowledge acquisition. Cortex 59, 49–61.
Tompary, A., and Davachi, L. (2017). Consolidation promotes the emergence of representational overlap in the hippocampus and medial prefrontal cortex article consolidation promotes the emergence of representational overlap in the hippocampus and medial prefrontal cortex. Neuron 96, 228–241.e5
van Kesteren, M. T. R., Brown, T. I., and Wagner, A. D. (2016). Interactions between memory and new learning: insights from fMRI multivoxel pattern analysis. Front. Syst. Neurosci. 10:46.