View More View Less
  • 1 Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézet, MTA TTK, Budapest
  • | 2 Pszichológiai Intézet, ELTE PPK, Budapest
  • | 3 doktori program, ELTE PPK Pszichológiai Intézet, Budapest
Restricted access

Absztrakt

A vizsgálat célja az emlékezeti agyi funkcionális kapcsolathálózat életkortól függő emlékezeti teljesítményhez és terheléshez köthető elemzése volt. A kísérlet során idős és fiatal kísérleti személyek számítógép képernyőn bemutatott három vagy öt négyzet helyét és színét memorizálták. Az emlékezeti teljesítményt felismerési helyzetben teszteltük. Az EEG adatokat az emlékezeti fenntartás periódusában agyi területek közötti gamma fázisszinkronizáció (phase lag index) elemzése mellett a gráf-elméleten alapuló komplex hálózat elemzéssel is vizsgáltuk. Az idős kísérleti személyek teljesítménye a fiatal felnőttekhez képest csökkent mind a három, illetve öt elem felismerése során. Nehéz feltétel esetében az időskori teljesítménycsökkenés nagyobb mértékű volt. A parietális és temporális területeken a gamma oszcilláció szinkronizációja a vizuális információ rövid távú emlékezetben történő fenntartásának folyamatával van összefüggésben. Az idős személyek a fiatal kísérleti csoporthoz képest csökkent parietális szinkronizációval és az emlékezeti terhelés hatására specifikus temporális szinkronizáció-növekedés hiányával jellemezhetők. A komplex funkcionális hálózati elemzés alapján igazolható, hogy az emlékezeti terhelés hatására növekedik a lokálisan szegregált információfeldolgozás mértéke. A megtanulandó elemek számának növelésével ugyanakkor a hálózat optimálisabbá szerveződése is kimutatható. Az idős életkorra jellemző emlékezeti deficit hátterében feltételezhetően az információ frissítéséhez köthető területspecifikus gamma szinkronizációs válasz csökkenése áll. Eredményeink alapján a gamma oszcilláció területspecifikus szinkronizációjának kiemelkedő funkcionális jelentősége van az információ-specifikus reprezentáció fenntartásában.

  • 1. Brecht, M., Singer, W., Engel, A. K. (1998): Correlation analysis of corticotectal interactions in the cat visual system. Journal Neurophysiology, 79, 23942407.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 2. Bullmore, E., Sporns, O., (2009): Complex brain networks: Graph theoretical analysis of structural and functional systems. Nature Reviews Neuroscience, 10, 186198.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 3. Buzsaki, G. (2006): Rhythms of the Brain. Oxford University Press, 136175.

  • 4. Cowan, N. et al. (2000): The magical number 4 in short-term memory: a reconsideration of mental storage capacity (with Open Peer Commentary). Behav. Brain Sci. 24, 87114.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 5. Debener, S., Herrmann, C. S., Kranczioch, C., Gembris, D., Engel, A. K. (2003): Top-down attentional processing enhances auditory evoked gamma band activity. Neuroreport, 14 (5), 683686.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 6. D'Esposito, M. (2007): From cognitive to neural models of working memory. Phil. Trans. R. Soc. B 362, 761772.

  • 7. Fell, J., Axmacher, N. (2011): The role of phase synchronization in memory processes. Nature Reviews Neuroscience, 12, 105118.

  • 8. Fuster, J. M. (1995): Memory in the Cerebral Cortex – An Empirical. Approach to Neural Networks in the Human and Nonhuman Primate. Cambridge, MA, MIT Press, 83113.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 9. Hasher, L., Zacks, R. T., May, C. P. (1999): Inhibitory control, circadian arousal, and age. In: D. Gopher, A. Koriat (eds), Attention and Performance. Cambridge, MA, MIT Press, 653675.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 10. Herrmann, C. S., Mecklinger, A. (2001): Gamma activity in human EEG reflects attentional top-down processing. Visual Cognition, 8, 273285.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 11. Howard, M., Rizzuto, D., Caplan, J., Madsen, J., Lisman, J., Aschenbrenner-Scheibe, R., Schultze-Bonhage, A., Kahana, M. J. (2003): Gamma oscillations increase with working memory load in humans. Cereb Cortex, 13, 13691374.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 12. Humphries, M. D., Gurney, K., Prescott, T. J. (2006): The brainstem reticular formation is a small-world, not scale-free network. Proc Biol Sci, 273, 503511.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 13. Latora, V., Marchiori, M. (2001): Efficient behavior of small-world networks. Physical Reviews Letters, 87, 198701.

  • 14. Micheloyannis, S., Pachou, E., Stam, C. J., Vourkas, M., Erimaki, S., Tsirka, V. (2006): Using graph theoretical analysis of multi-channel EEG to evaluate the neural efficiency hypothesis. Neuroscience Letters, 402, 273277.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 15. Pijnenburg, Y. A. L., vd Made, Y., van Cappellen van Walsum, A. M., Knol, D. L., Scheltens, Ph., Stam, C. J. (2004): EEG synchronization likelihood in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease during a working memory task. Clinical Neurophysiology, 115, 13321339.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 16. Rodriguez, E., George, N., Lachaux, J. P., Martinerie, J., Renault, B., Varela, F. J. (1999): Perception's shadow: Long-distance synchronization of human brain activity. Nature, 397, 430433. Salthouse, T. A. (1996): The processing speed theory of adult age differences in cognition. Psychological Review, 103 (3), 403428.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 17. Sauseng, P., Klimesch, W., Heise, K. F., Gruber, W. R., Holz, E., Karim, A. A., Glennon, M., Gerloff, C., Birbaumer, N., Hummel, F. C. (2009): Brain oscillatory substrates of visual short-term memory capacity. Current Biology, 19, 18461852.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 18. Stam, C. J., Reijneveld, J. C. (2007): Graph theoretical analysis of complex networks in the brain. Nonlinear Biomed. Phys, 1 (3), 119.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 19. Stam, C. J., van Cappellen van Walsum, A. M., Micheloyannis, S., (2002): Variability of EEG synchronization during a working memory task in healthy subjects. International Journal of Psychophysiology, 46, 5366.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 20. Tallon-Baudry, C., Bertrand, O., Fischer, C. (2001): Oscillatory synchrony between human extrastriate areas during visual short-term memory maintenance. J. Neurosci, 21, 177.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 21. Tallon-Baudry, C., Bertrand, O., Peronnet, F., Pernier, J. (1998): Induced g-band activity during the delay of a visual short-term memory task in humans. J. Neurosci, 18 (11), 42444254.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 22. Varela, F., Lachaux, J. P., Rodriguez, E., Martinerie, J. (2001): The brain web: Phase synchronization and large-scale integration. Nature Reviews Neuroscience, 2 (4), 229239.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 23. Vogel, E. K., Machizawa, M. G. (2004): Neural activity predicts individual differences in visual working memory capacity. Nature, 428, 748751.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation
  • 24. Watts, D. J., Strogatz, S. H. (1998): Collective dynamics of small-world networks. Nature, 393, 440442.

  • 25. Wilson, I. A., Gallagher, M., Eichenbaum, H., Tanila, H. (2006): Neurocognitive aging: Prior memories hinder new hippocampal encoding. Trends Neurosci, 29 (12), 662670.

    • Search Google Scholar
    • Export Citation