Влияние мультисенсорной информации на память и мышление у молодых и пожилых людей

Введение в мультисенсорную обработку информации

Наш мозг постоянно интегрирует мультисенсорную информацию (например, звуковую и зрительную) для успешной навигации и реагирования на окружающую среду. Учитывая важность мультисенсорной информации в повседневной жизни и связь между дефицитом сенсорной обработки и возрастным дефицитом, исследователи начали концентрироваться на мультисенсорной обработке для решения проблем возрастного снижения когнитивных функций. В данной статье рассматривается потенциал мультисенсорных стимулов для смягчения возрастного дефицита в вербальных задачах суждения и памяти за счет сокращения когнитивных ресурсов, devoted to perceptual processing.

Преимущества мультисенсорной обработки для разных возрастных групп

Обнадеживающее сообщение появилось из ранних обзоров мультисенсорной обработки: пожилые люди получали больше преимуществ (т.е. уменьшение величины возрастного дефицита в производительности) от мультисенсорных стимулов, чем молодые люди. Например, это преимущество было обнаружено в нескольких исследованиях с использованием простых низкоуровневых стимулов, таких как суждения о временном порядке, скоростное различение и обнаружение. Напротив, парадигмы обучения и памяти показали, что как молодые, так и пожилые люди в равной степени受益 от мультисенсорных стимулов, например, в решении проблем и воспроизведении слов.

Теоретические основы возрастных различий

Это противоречит двум областям исследований: во-первых, ведущая теория старения предложила механизмы, связывающие низкоуровневый возрастной дефицит в скорости обработки со всеми аспектами связанного с возрастом познания, включая память, поэтому улучшения скорости через мультисенсорную обработку должны translate to learning and memory, освобождая время, затрачиваемое на восприятие. Во-вторых, было предложено, чтобы рабочая память работала с амодальным центральным компонентом хранения, который интегрирует отдельные потоки сенсорного ввода в высшие области мозга, такие как гиппокамп. Следовательно, помощь такой интеграции должна translate to более глубокие процессы обучения и памяти, особенно для пожилых людей, страдающих от сенсорного дефицита и дефицита когнитивных ресурсов и рабочей памяти.

Влияние перцептивной нагрузки на когнитивные функции

Примечательной особенностью сенсорных исследований является то, что некоторые patterns of age deficits in cognition могут быть воспроизведены у молодых людей путем моделирования перцептивного дефицита. Это привело к нескольким гипотезам, исследующим связь между сенсорным и когнитивным снижением. Например, молодые люди могут демонстрировать снижение памяти, когда слова представлены с перцептивным шумом, даже когда слова были успешно идентифицированы во время кодирования, а пожилые люди менее способны, чем молодые, идентифицировать слуховую цель, встроенную в перцептивный шум. Более того, было показано, что нагрузка (например, перцептивный шум или dual-task) оказывает значительное негативное влияние на производительность пожилых людей.

Роль мультисенсорных стимулов в снижении нагрузки

Например, когда пожилых людей просят выполнить dual-task, который увеличивает когнитивную нагрузку, то обычно их производительность disproportionally хуже, чем у молодых людей. Это указывает на то, что перцептивная обработка, особенно в случаях increased cognitive load, может требовать когнитивных ресурсов, которые обычно используются для других процессов, таких как кодирование и консолидация памяти. Аналогично, возрастной дефицит в познании может быть reduced by perceptual support. Следовательно, учитывая высокую распространенность связанных с возрастом сенсорных дефицитов, облегчение восприятия через мультисенсорные стимулы может быть particularly effective method для высвобождения когнитивных ресурсов и смягчения снижения памяти и познания у пожилых людей.

Цели и методология настоящего исследования

До настоящего исследования было мало исследований возрастных различий в intentional memory recall как функции мультисенсорной информации и когнитивной нагрузки. Одно исследование показало, что мультисенсорная информация улучшала intentional memory recall в similar extent у молодых и пожилых людей. Однако в этом исследовании использовались изображения, а не письменный текст, как в зрительных, так и в аудиовизуальных условиях. общеизвестно, что вербальная и невербальная информация обрабатывается в разных областях мозга, и, как such, использование picture-sound информации может объяснить отсутствие increased multisensory benefit в производительности для пожилых людей по сравнению с молодыми.

Разработка новой парадигмы

Целью настоящего исследования было установить, может ли мультисенсорное усиление alleviate age deficits в более сложных процессах, таких как задачи суждения и памяти, и понять, как перцептивная и когнитивная нагрузка влияют на мультисенсорное усиление у молодых и пожилых людей. Была разработана новая парадигма, которая включала три типа задач: (i) задача лексического решения, где участники решают, являются ли односенсорные (письменные, устные) и мультисенсорные слова реальными словами или псевдословами. Эта задача оценивает скорость, с которой молодые и пожилые участники обрабатывают лексическую информацию в разных модальностях. (ii) задача воспроизведения памяти, где участники вспоминают односенсорные (письменные, устные) и мультисенсорные слова, чтобы оценить recall участников лексической информации в разных модальностях. (iii) dual-task, включающий both лексические решения и intentional memory encoding односенсорных и мультисенсорных слов, чтобы оценить влияние additional cognitive load на both лексические решения и recall. Во всех задачах словаpresented in isolation и в визуальном/слуховом шуме, чтобы оценить влияние перцептивной нагрузки на когнитивную производительность.

Гипотезы исследования

Учитывая, что предыдущие исследования выявили multisensory benefit по сравнению с односенсорными стимулами с использованием простых задач и decrease in the magnitude of age deficit in производительности, мы预测, что мультисенсорные стимулы улучшат восприятие целевых слов, приводя к (1) более быстрым лексическим решениям с мультисенсорными стимулами по сравнению с односенсорными стимулами, и (2) increased multisensory benefit для пожилых людей, чем для молодых людей при выполнении задачи лексического решения. Как следствие облегчения скорости, мы预测, что (3) воспроизведение памяти будет улучшено для мультисенсорных стимулов по сравнению с односенсорными стимулами, причем (4) мультисенсорное преимущество будет greater для пожилых людей, чем для молодых людей при выполнении задачи воспроизведения слов.

Прогнозы относительно когнитивной и перцептивной нагрузки

Большее мультисенсорное преимущество, которое预测 для пожилых людей по сравнению с молодыми людьми для более быстрого лексического решения и воспроизведения памяти, основано на Теории Скорости Обработки. Согласно этой теории, мультисенсорные стимулы должны enhance speed, который должен free up more time для кодирования. Освобождение времени должно disproportionally benefit пожилых людей по сравнению с молодыми людьми, поскольку скорость отражает key aspect возрастного дефицита в познании. Предыдущие исследования perceptual load и cognitive load показывают, что нагрузка снижает производительность, поэтому мы预测, что additional perceptual load (перцептивный шум) и cognitive load (dual-task) усложнят задачу, приводя к (5) худшей скорости лексического решения и воспроизведения памяти в присутствии шума и dual-task по сравнению с выполнением задач independently и без шума.

Результаты исследования: анализ свободного воспроизведения

Как и ожидалось, наблюдался значительный эффект возраста: молодые люди remembered more words чем пожилые люди. Был значительный эффект модальности: обе группы recalled more words когда информация была представлена аудиовизуально по сравнению со слуховой (Гипотеза 3), но не было взаимодействия между возрастной группой и модальностью, что показывает no additional multisensory benefit для пожилых людей (Гипотеза 4). Не было основного эффекта нагрузки (Гипотеза 5) и no two-way interaction между модальностью и нагрузкой (Гипотеза 6). Было значительное two-way interaction между нагрузкой и возрастом (Гипотеза 7).

Ключевые выводы по воспроизведению памяти

Попарные сравнения показали, что пожилые люди had better recall в условии только кодирования по сравнению с условием dual-task плюс шум, тогда как молодые люди had better recall в dual-task по сравнению с условием только кодирования. Не было three-way interaction между модальностью, нагрузкой и возрастом (Гипотеза 8), что указывает на то, что мультисенсорные стимулы не influence the interaction между нагрузкой и возрастом.

Результаты исследования: анализ лексического решения

Молодые люди had faster response times чем пожилые люди. Модальность стимула had a significant effect on RTs (Гипотеза 1). Ответы на аудиовизуальные стимулы были faster чем ответы на только слуховые стимулы, но slower чем ответы на только зрительные стимулы. Мы预测, что пожилые люди будут иметь greater multisensory benefit чем молодые люди при выполнении задачи лексического решения (Гипотеза 2), но не было взаимодействия между возрастом и модальностью. Таким образом, не было доказательств increased multisensory benefit для пожилых людей.

Влияние нагрузки на скорость реакции

Дополнительная перцептивная и когнитивная нагрузка оказала negative effect на реакции лексического решения (Гипотеза 5), с participants responding faster в задаче только лексического решения, чем в условиях dual-task и dual-task плюс шум. Мы预测, что мультисенсорные стимулы уменьшат негативное impact of increased load (Гипотеза 6). Было two-way interaction между модальностью и нагрузкой во времени реакции. Попарные сравнения показали, что в зрительных и аудиовизуальных условиях responses were faster в условии только лексического решения, чем в условиях dual-task и dual-task плюс шум, тогда как для только слухового условия не было эффекта нагрузки на время реакции.

Обсуждение результатов и выводы

Это исследование было designed to determine, может ли мультисенсорное усиление alleviate age deficits в более сложных процессах, таких как вербальное суждение и задачи памяти, и уменьшает ли мультисенсорное усиление любые costs, связанные с increased cognitive and perceptual load для пожилых по сравнению с молодыми людьми. Мы разработали новую лингвистическую парадигму, которая измеряла recall памяти и время реакции лексического решения при разных уровнях перцептивной и когнитивной нагрузки. Как и ожидалось, пожилые люди had worse recall чем молодые люди, наряду с slower lexical decisions.

Основные заключения исследования

И молодые, и пожилые люди showed improved recall аудиовизуальных стимулов по сравнению с только слуховыми и made faster lexical decisions для аудиовизуальных стимулов, чем для только слуховых стимулов (но не быстрее, чем для только зрительных стимулов), показывая multisensory enhancement. Однако не было доказательств greater multisensory benefit для пожилых людей по сравнению с молодыми людьми, демонстрируя, что disproportional multisensory enhancements, которые пожилые люди previously shown относительно молодых людей на перцептивных tasks решения, не transfer to более сложные когнитивные задачи. Интересно, что молодые люди were better able to remember words при выполнении лексических решений и кодирования по сравнению с кодированием alone, в то время как recall пожилых людей reduced при выполнении лексических решений и кодирования в conjunction с перцептивным шумом.

Заключительные мысли и значение исследования

Наши findings provide evidence, что возрастные disparities существуют при выполнении нескольких задач во время кодирования, и мультисенсорные стимулы могут быть полезны в specific circumstances для увеличения сложной когнитивной производительности для обеих возрастных групп. В целом, настоящее исследование показывает, что мультисенсорные стимулы могут быть useful in enhancing cognitive performance для всех возрастных групп, но disproportional benefits, наблюдаемые в простых перцептивных задачах, не fully propagate к более сложным когнитивным задачам, таким как память и лексическое решение. Это указывает на более сложные и complete relationships между познанием и восприятием при старении.