目前已知人類或其他動物都存在著與老化相關的空間導航(spatial navigation)能力退化的情形。在動物實驗發現,海馬回及其他神經迴路的改變可能是導致與老化相關的行為缺損的原因,不過我們對於人類空間導航能力退化的神經機制尚不明瞭,因此研究者便利用fMRI來得到年輕受試者與老年受試者在從事虛擬實境(VR-virtual reality)導航作業時的腦部活動差異,藉此推論與空間導航能力相關的腦部區域,並找出老化所造成的差異。
實驗中,受試者邊執行VE task邊接受fMRI的掃描,而VE的內容包含數個房間及幾個相連的走廊,裡面擺有6樣物品,受試者必須透過搖桿的操控來在裡面移動,他們被要求要學會裡面6樣物品擺放的位置以及走廊如何連結,因為在scan結束時他們必須完成一個VE的鳥瞰圖,同時得接受尋找指定物品最短路徑的考驗。
結果,1)年輕受試者在從事navigation tasks時較沒有從事時,以下腦部區域的活化顯著增加:right hippocampus, bilateral parahippocampal gyrus, cuneus, precuneus, bilateral parietal lobe, and retrosplenial cortex。2)老年受試者與年輕受試者比較下,活化相對較低的區域有:posterior hippocampus, posterior parahippocampal gyrus, retrosplenial cortex, medial and lateral parietal lobe;但活化相對較高的區域有:medial frontal gyrus and anterior cingulated gyrus。
由此可以看出,對於人類空間導航能力非常重要的區域包括hippocampal-parahippocampal complex以及retrosplenial cortex。尤其是hippocampal-parahippocamal complex,更被視為是所謂的認知地圖(cognitive map)( OKeefe J, et al, 1978)。綜合本研究與其他研究及臨床證據顯示,此部位與老化相關的改變會導致調節環境表徵能力受損,進而造成空間導航能力降低。另外對於老年受試者活化較高的區域的可能解釋是他們的代償行為所致。
本研究說明了老化所伴隨的神經機制改變對於行為的影響甚大,同時也指出了調控人類空間導航能力相關的腦部區域,這可以作為未來像是Alzheimer’s disease這類疾病的早期診斷、治療、訓練等的基礎。
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1 comment:
Please think about the following questions:
1. try to explain what is 代償行為
2. can fMRI studies tell you the change in brain activation causes the behavioral changes due to aging?
3. What is the rationale that the results of this study can be applied to the diagnosis and treatments of Alzheimer's disease? Do you agree?
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