Social cognition and normal aging : behavioral and electrophysiological substrates

Abstract

Αρκετές έρευνες στον τομέα της φυσιολογικής γήρανσης και της επίδρασής της στην κοινωνική νόηση σημειώνουν ως πιθανή αιτία της μείωσης των δεξιοτήτων αυτών την ούτω καλούμενη «υπόθεση του μετωπιαίου λοβού». Σύμφωνα με την προειρημένη υπόθεση η επίδραση της φυσιολογικής γήρανσης στις γνωστικές δεξιότητες γενικότερα και στην κοινωνική νόηση ειδκότερα οφείλεται σε δυσλειτουργίες που εντοπίζονται στον μετωπιαίο λοβό, περιοχή που θεωρείται ότι επηρεάζεται ενωρίτερα από άλλες κατά τη φυσιολογική γήρανση. Ταυτόχρονα όμως, αρκετά συχνά, παρουσιάζεται το φαινόμενο μια ομάδα ηλικιωμένων να αποδίδει ικανοποιητικά σε διάφορα γνωστικά έργα. Το φαινόμενο αυτό εξηγείται μέσω της «υπόθεσης της αναπλήρωσης», σύμφωνα με την οποία, ο λόγος που συγκεκριμένα άτομα διατηρούν αυξημένες ικανότητες κατά την εκτέλεση διάφορων γνωστικών έργων είναι η ενεργοποίηση διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου και συνεπώς η ενεργοποίηση εναλλακτικών τρόπων εκτέλεσης των έργων αυτών. Οι θεωρίες αυτές σχετίζονται και με τις έρευνες που διεξάγονται στο πλαίσιο της θεωρίας του γνωστικού αποθέματος. Σε ό,τι αφορά την κοινωνική νόηση, εκτός των πιο πάνω υποθέσεων, έχει καταγραφεί σε αρκετές έρευνες το φαινόμενο οι γηραιότεροι ενήλικες να μην παρουσιάζουν δυσκολίες στην αναγνώριση θετικά φορτισμένων συναισθηματικών εκφράσεων, ενώ παρουσιάζονται δυσκολίες στην αναγνώριση των αρνητικών συναισθηματικών εκφράσεων, κάτι που ονομάζεται συνήθως «φαινόμενο της θετικότητας» κατά τη φυσιολογική γήρανση. Αυτή η παρατήρηση συνδέεται συχνά με μηχανισμούς κινήτρων που επηρεάζουν την προσοχή με τρόπο που μεταφέρεται στα θετικά συναισθήματα, δημιουργώντας έτσι έναν μηχανισμό προσαρμογής. Σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να ξεκινήσει ένα συστηματικό ερευνητικό πρόγραμμα για να γεφυρώσει το ερευνητικό χάσμα μεταξύ συμπεριφορικών και ηλεκτροφυσιολογικών συνήσταμένων της κοινωνικής νόησης στη φυσιολογική γήρανση μέσω της διερεύνησης των ηλεκτροφυσιολογικών συνησταμένων της κοινωνικής νόησης σε νεαρούς ενήλικες και φυσιολογικά γηράσκοντες ενήλικες πάνω των 65 ετών. Για τους σκοπούς αυτής της μελέτης, δυο ομάδες συμμετεχόντων, 28 γηραιότεροι ενήλικες και 27 νεότεροι ενήλικες με σταθμισμένα δημογραφικά χαρακτηριστικά στο φύλο και τα χρόνια εκπαίδευσης, εξετάστηκαν σε μια σειρά απο νευρογνωστικές δοκιμασίες και δοκιμασίες κοινωνικής νόησης, όπως και σε δύο πειραματικά έργα, ένα έργο αναγνώρισης συναισθηματικής έκφρασης στο πρόσωπο, και ένα έργο διάκρισης χιούμορ, με ταυτόχρονες ηλεκτροφυσιολογικές μετρήσεις. Διενεργήθηκαν τέσσερα διαφορετικά πειράματα για να εξεταστούν οι βασικές υποθέσεις της έρευνας. Στο πείραμα 1 εξετάστηκαν οι διαφορές μεταξύ των ηλικιακών ομάδων σε έργα που μετρούν νευρογνωστικές λειτουργείες όπως εκτελεστικές λειτουργίες, εργαζόμενη μνήμη και γλωσσικές δεξιότητες αλλά και έργα κοινωνικής νόησης, και δυο πειραματικούς σχεδιασμούς - αναγνώρισης συναισθημάτων και κοινωνικής ερμηνείας/ αντίληψης του χιούμορ. Οι γηραιότεροι συμμετέχοντες είχαν χαμηλότερη επίδοση στις εκτελεστικές λειτουργίες, εργαζόμενη μνήμη και έργα αναγνώρισης συναισθημάτων, αλλά είχαν παρόμοια επίδοση σε γλωσσικά έργα και στις αστείες γελειογραφίες. Στο πείραμα 2 οι ηλικιακές ομάδες εξετάστηκαν σε ένα πειραματικό σχεδιασμό αναγνώρισης συναισθηματικών εκφράσεων σε φωτογραφίες μέσω της μέτρησης του Ν170 προκλητού δυναμικού. Όλοι οι συμμετέχοντες είχαν σημαντικά ψηλότερα πλάτη ταλάντωσης στο N170 σε οπίσθιες τοποθεσίες ηλεκτροδίων στις μη χαρούμενες φωτογραφίες σε σύγκριση με τις χαρούμενες φωτογραφίες, αλλά στις μη χαρούμενες φωτογραφίες η ακρίβεια ήταν χαμηλότερη και οι διαφορες στο πλάτος ταλάντωσης στις οπίσθιες περιοχες ήταν μεγαλύτερες για τους γηραιότερους συμμετέχοντες από οτι στους νέους. Οι γηραιότεροι συμμετέχοντες είχαν επίσης ψηλότερα πλάτη ταλάντωσης στο χρονικό παράθυρο 150-200msec από οτι οι νέοι, κάτι που υποδηλώνει διαδικασίες αναπλήρωσης. Στο πείραμα 3 οι ηλικιακές ομάδες εξετάστηκαν σε ένα πειραματικό σχεδιασμό διάκρισης χιούμορ, όπου έγινε ανάλυση ζώνης ηλεκτρικών κυμάτων. Σε σχέση με τους νέους,οι γηραιότεροι συμμετέχοντες είχαν σημαντικά χαμηλότερη ακρίβεια και υψηλότερες συχνότητες στη ζώνη κυμάτων δέλτα σε κεντροαριστερές τοποθεσίες ηλεκτροδίων μόνο στα μή αστεία ερεθίσματα. Η ενεργοποίηση στη δέλτα συχνότητα ήταν επίσης σημαντικά υψηλότερη σε οπίσθιες δεξιές τοποθεσίες ηλεκτροδίων για τους γηραιότερους ενήλικες από οτι για τους νέους,και αυτή η ομαδοποίηση των τοποθεσιών ηλεκτροδίων επιβεβαιώθηκε με ανάλυση παραγόντων. Στο πείραμα 4 έγινε μια σύνθεση των ευρημάτων από τα προηγούμενα τρία πειράματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επίδοση στην κοινωνική νόηση είχε σημαντική συσχέτιση με την επίδοση στις εκτελεστικές λειτουργίες. Επιπλέον, το φαινόμενο της θετικότητας στην επεξεργασία συναισθηματικών ερεθισμάτων σχετιζόταν με χαμηλότερη πολυπλοκότητα του έργου (δυσδιάστατες φωτογραφίες ή δυναμικά βίντεο) και η επίδοση στο έργο διάκρισης τουχιούμορ σχετιζόταν περισσότερο με την επίδοση στις εκτελεστικές λειτουργίες παρά με την επίδοση στις γλωσσικές λειτουργίες. Η παρούσα μελέτη γεφύρωσε το κενό στην έρευνα μεταξύ των συμπεριφορικών και ηλεκτροφυσιολογικών συνησταμένων της κοινωνικής νόησης στη φυσιολογική γήρανση και σύνδεσε με τις βασικές υποθέσεις για τη γήρανση του εγκεφάλου. Εκτός απο τη βαθύτερη κατανόηση του ζητήματος, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης σκιαγραφούν την πορεία για μελλοντικές μελέτες σε αυτόν τον τομέα. Οι θεωρητικές υποθέσεις για τη γήρανση του εγκεφάλου έχουν εν μέρει επιβεβαιωθεί από αυτή την μελέτη, ειδικά η υπόθεση του Μετωπιαίου Λοβού, η υπόθεση της αναπλήρωσης και η υπόθεση δυσλειτουργίας των ανασταλτικών εκτελεστικών λειτουργιών. Πέραν αυτού, η συγκεκριμένη μελέτη προσφέρει μια διαφορετική και απλούστερη εξήγηση του πλεονεκτήματος στην επεξεργασία θετικών συναισθηματικών εκφράσεων στη γήρανση, συνδέοντάς το με την αναπτυξιακή εδραίωση της αντίληψης θετικών συναισθηματικών εκφράσεων. Τέλος, αυτή η μελέτη παρέχει νέες γνώσεις για τη σύνδεση μεταξύ κοινωνικής νόησης και γνωστικών δεξιοτήτων στην γήρανση.

This dissertation was informed by three prominent theoretical frameworks relevant to brain aging, cognitive aging and Social Cognition (SC). Existing literature has demonstrated that the effects of normal aging on SC could be explained by the “frontal lobe decline hypothesis”, a notion which states that the impact of biological aging can be initially detected in functions modulated by the frontal lobes. This hypothesis was combined with the “compensation hypothesis”, which refers to the brain’s ability to compensate and perform well during cognitive tasks by activating different brain parts, a very common observation in aging. Complementary to the above, previous research has identified a “positivity effect”, where normal aging adults do not show a decline in perceiving positive emotions, while this decline is observed when facial expressions are negative, a phenomenon attributed to an attentional bias on positive stimuli related to motivational mechanisms. The principal aim of the study was to begin a systematic research program in order to bridge the research gap between behavioral and electrophysiological components of SC in normal aging, by investigating the electrophysiological correlates of SC in young adults and in normal aging adults over 65 years of age. Two groups of participants, 28 older adults and 27 younger adults matched in gender and education level, were tested on a series of neurocognitive and SC tasks. Additionally, they completed two experimental tasks, facial expression recognition and a humor discrimination task, while simultaneously being measured by EEG. Four different experiments were conducted in order to test the major research hypotheses. Experiment 1 tested the differences between groups in behavioral measures of neurocognitive functions namely executive functioning, working memory and language abilities as well as SC, emotion recognition tests and social inference/humor perception. Older participants had significantly lower performance in Executive Functions (EF), working memory and emotion recognition tasks, but could perform equally in language and humor perception tasks in images that contained a funny element. Experiment 2 tested an emotion recognition in still faces experimental paradigm and the N170 ERP component in the two age groups. All participants had significantly higher N170 amplitudes in posterior electrode sites in all-but-joyful items, but all-but-joyful faces yielded as well lower accuracy and bigger differences in some sites for older participants. Older participants also had higher amplitudes in frontal electrode sites in the 150-200 msec time window, indicating compensational processing. Experiment 3 tested a humor discrimination experimental paradigm with a time frequency analysis. Older participants had significantly lower accuracy and significantly higher delta band activation in frontocentral electrode sites only in non-funny items. Delta band activation was also significantly higher in right posterior electrode sites for older adults, and these distinct electrode site groups were also verified by a factor analysis. Experiment 4 integrated the findings from the previous three experiments. Results showed that SC performance was mostly related to executive functioning performance. Furthermore, the positivity effect in emotion processing was related to the complexity of the task and that the humor discrimination paradigm was more related to executive functioning performance than language performance. This study attempted to bridge the research gap between behavioral and electrophysiological components of SC in normal aging and connect them to the basic hypotheses in brain aging. In addition to deepening our understanding on the subject, results from this study pave the way for further studies in this area. Theoretical hypotheses on brain aging have been partially verified by this study, specifically the frontal lobe hypothesis, compensation hypothesis and lack of inhibition hypothesis. Moreover, this study offers a different, and simpler, explanation of the advantage of processing positive facial expressions for the elderly, relating it to the developmental establishment of positive expressions processing. Finally, the study provides information on the association between SC and cognitive abilities in adulthood.