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研究人员为探究老年人视觉视角采择(VPT)中具身因素及 rTPJ-tDCS 的影响,发现老年人具身效应与年轻人相似,但 tDCS 无作用。
在生活中,我们常常需要站在他人的角度去理解他们眼中的世界,这一过程被称为视觉视角采择(Visual Perspective Taking,VPT) 。比如当和朋友一起看展览时,我们能想象朋友从他的位置看到的展品画面。这种能力的背后涉及到复杂的大脑机制,其中右颞顶联合区(right temporoparietal junction,rTPJ)和具身加工起着重要作用。具身加工指的是认知通过大脑和身体的相互作用而产生,并非仅仅是大脑内部的孤立过程。
以往研究表明,rTPJ 在 VPT 的具身加工中扮演关键角色,通过非侵入性的经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS) 研究发现,刺激 rTPJ 会影响年轻人 VPT 任务中的具身效应。然而,随着年龄增长,人们的身体和认知功能会发生变化,那么在老年人中,这种具身加工是否还像年轻人一样存在?rTPJ-tDCS 对老年人 VPT 的具身加工是否也有类似效果?这些问题一直没有明确答案。为了解开这些谜团,来自德国奥尔登堡大学、格赖夫斯瓦尔德大学医学中心、爱尔兰都柏林大学学院、英国肯特和梅德韦医学院等机构的研究人员开展了相关研究,研究成果发表在《GeroScience》杂志上。
为了深入探究这些问题,研究人员采用了多种关键技术方法。首先,招募了 30 名健康年轻人和 61 名健康老年人作为研究对象。老年人被随机分为两组,分别接受针对 rTPJ 或背内侧前额叶皮层(dorsomedial prefrontal cortex,dmPFC)的阳极 tDCS 刺激,而年轻人仅参与基线测试和一次无额外脑刺激的实验。其次,研究人员运用结构磁共振成像(Structural magnetic resonance imaging,sMRI)技术获取参与者的脑部图像,用于个体化电流模拟,以此探究 tDCS 电流在不同年龄段大脑中的分布情况。最后,通过一系列神经心理学测试和 VPT 任务,评估参与者在不同条件下的认知表现和具身效应。
研究结果如下:
- 参与者基本信息及神经心理学测试:经过筛选和随机分组,最终确定了参与研究的各个组别的人员。神经心理学测试表明,两个老年人刺激组(rTPJ 组和 dmPFC 组)在人口统计学和测试数据上无显著差异,且年轻人和老年人在大多数测试中的表现存在显著差异(除波士顿命名测试和图形复制任务外),但在受教育年限方面无差异。
- 视角采择(VPT2)任务结果:总体上,老年人在 VPT2 任务中的反应速度比年轻人慢。角度和姿势对反应时间有显著影响,角度差异越大、姿势不一致时,反应越慢,但年龄组与姿势、角度均无交互作用,这表明老年人在 VPT2 任务中,虽然反应速度变慢,但具身效应与年轻人相似。
- 视角追踪和采择(VPT1 和 VPT2)任务结果:在 VPT1 任务中,老年人整体反应比年轻人慢,且未发现角度、姿势对反应时间有显著影响,年龄组与角度、姿势也无交互作用。在控制加工速度后,分析姿势一致性效应发现,除反应潜伏期变慢外,老年人与年轻人的反应模式相似。在 VPT2 任务中,身体姿势对老年人反应时间有显著影响,角度旋转也有影响,但未发现刺激类型、刺激部位等因素与其他因素的显著交互作用,说明 tDCS 对老年人 VPT2 任务无影响。
- 电场强度差异:通过模拟电流分布和感兴趣区域(ROI)分析发现,电流在目标区域的强度在老年人中明显降低,但两组的聚焦性相似。
- 刺激的不良事件和情绪影响:老年人在主动刺激和假刺激过程中均报告了一些轻微不良事件,但无严重不良事件,且刺激对正负情绪均无显著影响。
研究结论和讨论部分指出,本研究首次证明了老年人在与二级视角采择相关的具身加工方面与年轻人相似,这挑战了以往认为老年人具身认知减少的理论观点。同时,研究发现 rTPJ 的阳极刺激对调节老年人的姿势效应无作用,这表明在视角采择领域,年轻人中观察到的 tDCS 刺激效果不能直接推广到健康老年人。这可能是由于与年龄相关的颅骨或大脑解剖结构变化、支持 VPT 的神经功能网络重组,导致电流传递到目标区域减少。此外,还有其他因素可能解释这种差异,如基线认知差异、rTPJ 区域随年龄的变化等。
这项研究具有重要意义,它为理解老年人的社会认知和具身加工提供了新的视角,也为未来相关研究指明了方向。未来研究可以通过个性化建模方法调整电流剂量,以及进行刺激前的功能成像,确定更优化的 tDCS 刺激目标区域,进一步探究大脑特性如何影响老年人 VPT 任务中对刺激的反应 。