Environment Topography and Postural Control Demands Shape Aging-Associated Decrements in Spatial Navigation Performance(Lövdén, M., Schellenbach, M.,

結合跑步機與VE來探究environment topography與postural control對於伴隨著老化而衰退的spatial navigation performance的影響。這兩項獨變項是我在之前其他navigation文獻中所沒有討論過的議題。

1. 之前看過的文獻大部分是利用VE，但是因為VE畢竟沒有讓受試者在真實環境中行走，因而無法得到proprioception或kinesthetic等在navigation中佔重要貢獻的感覺，因此VE的可信度便因此受到質疑。我們知道navigation其實是一項複雜的功能，許多認知功能都對這項能力有所貢獻，而老化的確會造成許多種cognitive或sensorimotor function的退化，可以想見這其中任何一項功能的退化都有可能會改變老人在navigation的表現，這裡特別提到的便是與sensorimotor有關的postural control。部份文獻提到當老人與年輕人在從事某樣認知功能的能力沒有差異時，若讓他們同時執行認知功能與有動態平衡需求的dual task，則老人執行認知功能的表現變差(不過我還沒看過這些文獻)，顯示對老人而言，認知功能與動態平衡需求的兢爭已經超出了他們所能負荷。在本文中的結果發現老人在執行navigation task時比沒有執行時軀幹搖晃度為大(雖然以一樣的速度行走)，可以驗證以上的說法，不過如果給予扶手作為support便不會發生。因此若以真實環境來從事navigation，給予老人walking support將可以降低以上所提及的顧慮，或許是個不錯的辦法，而且也比VE多了proprioception& kinesthetic sensation feedback。不過我個人經驗是覺得在跑步機上走路的感覺挺怪的(各位的經驗呢？)，但這有可能是因為我們一般在跑步機上走路時明明步伐一直往前，但視覺訊息接受到的卻是固定不動的場景，若搭配螢幕上的VE可能會消除這種感覺衝突的現象吧。

2. 至於利用topography(筆直的走廊或彎彎曲曲的走廊，Fig1.)來驗證不同年齡在navigation learning使用的主要策略是不是有不同，也是一個很有趣的作法(至少對我而言)。

3. 因為必須用到5個maze，為了讓每個maze的難度一致，在Materials裡面有提到，它們必須符合(a)~(f)等6項規則，我覺得還蠻複雜的，不曉得這是不是利用程式就可以產生既符合規則且又長的不一樣的maze？

Aging and hemispheric Organization

以下從三種不同的半腦作用觀點來解釋HAROLD模式。
The Dedifferentiation View從Insulation的觀點來解釋HAROLD，因為insulation的功能失效，所以造成雙側腦激發。Moses(2002)的研究在Dedifferentiation View中被提到，是因為作者認為它能夠證明表現較好的小孩（Mature-Lateralized, ML）的腦組織是側化的模式，而反應較慢的小孩（Immature-Bilateral, IB）腦作用模式是雙側都被激發的，進而證明大腦作用的發展機制是從雙側激發到不對稱激發（differentiation），然後老化只是反轉了這種機制（dedifferentiation）。然而檢視了原始Moses的數據圖就可以發現：IB組的大腦作用不論在global或local level都是不對稱激發的（左視野/右腦優勢），而非本章作者認為的雙側激發模式（in my opinion）。如此以來，Dedifferentiation View的最重要發展觀點證據似乎無法立足。不過隔年（2003）Passarotti 等人用fMRI研究發現年輕組的受試者在face和location的配對作業時，大腦激發的區域比起成人組更加呈雙側激發模式，而成人組則是有明顯的右腦優勢，進而支持發展觀點的Dedifferentiation View。如果後者的結論成立，為何Moses用同年齡有不同表現的受試者會有較不同的結果？一個很可能的結果是受試者的問題，Moses所用的12-14歲受試者可能並不是在發展中特化（differentiation）的年紀，也許他高估了?
The Competition View從半腦抑制的觀點來解釋HAROLD，認為HAROLD是因為半腦無法有效的抑制另外半腦（非task相關）的激發，而引發一種競爭的局面。競爭觀點的第一個證據來自於corpus callosum（CC）的退化，所以無法有效抑制另外半腦，但我認為CC的退化其實也可以用來解釋另外兩個觀點，因為CC本來就很多功能（inhibition、insulation and cooperation），所以它的退化解釋不了什麼；第二個也是比較主要的證據是，fMRI研究發現在task剛開始時,不相關半腦會有短暫的激發然後消失，被推測為是一種半腦抑制現象（Konishi, et al., 2001）。於是老人的抑制功能退化就會導致不相關半腦的持續激發，產生HAROLD模式。Persson等人（2007）亦以fMRI研究支持Konishi的研究，研究中提到認知老化主要的退化是控制能力，使得他們無法成功轉移注意力到task，並抑制和task不相關的大腦激發。
The Compensation View從補償機制的觀點來看HAROLD。此觀點和前面兩個觀點最大的不同是：它認為雙側腦激發會提升，而不是降低行為表現。Lorenz(1999)研究證實老人在雙側的腦處理較佔優勢，然而只有在task難度中等時才有顯著的優勢，作者似乎並未解釋為何老人的表現並沒有隨Across Hemisphere task的難度越難，而越顯示其Bilateral Advantage。因此雖然支持補償觀點的證據相當多，特別是verbal task方面的證據（Daselaar et al., 2006），仍然有解釋上的不足之處。
因此有了另外一種互補的假說（complementary hypothesis），認為在verbal task上的bilateral advantage是因為左前額葉負責語言處理的同時，右前額葉負責監控verbal output；然而在nonverbal tasks執行時就不會有bilateral advantage，因為左半腦沒有已知的nonverbal function.因此，complementary hypothesis主要認為：老人的半腦不對稱性減少是否提升行為表現（benefit）決定於task所激發的區域。Erickson等人（2007）的研究結果及支持互補假說，且產生和補償觀點不一致的結果。
總括來說，老人因老化所產生的認知能力下降會造成半腦間的補償作用，但只限於verbal tasks. 至於visuo-spatial task則應該和CC或控制能力的退化程度有關（抑制的觀點）。

老化與腦的側化

有關老化對腦所產生的側化議題上，有兩個較主要的模式：Right Hemiaging Model(RHM)和 Hemispheric Asymmetry Reduction in Older Adults Model(HAROLD)。RHM模式認為老化對右腦產生最大的傷害，因為右腦的灰質和白質的比率比左腦小（老化受損的多為白質細胞），因此老人的視覺空間等能力會隨年齡而下降（因為右腦掌管這些功能），語言能力則不會（左腦掌管）；而HAROLD模式則認為人們隨著老化，比起年輕人在PFC區會有較少的腦側化現象，容易有雙側的PFC激發，亦即一種補償的機制。
在RHM的證據方面，Cherry等人（2005）使用字詞配對測驗發現，年輕組在所有視野與複雜度tasks上較有右腦優勢，而老年人沒有，因此推論老人的右半腦退化較左半腦來得多。然而本篇亦有提到右半腦優勢的一種解釋，在以英語為母語的受試者身上，他們的閱讀習慣是由左到右，因此較不容易忽略左視野的不相關刺激（左視野的文字優先處理），因此在語言辨識或配對相關tasks上會展現右半腦優勢，而相反的，習慣從右讀到左的Hebrew會有左腦優勢（Eviatar, 1995），可惜並沒有後續的研究證明是否Hebrew老化後的半腦退化情形，因為照此推論他們老化的半腦變成左半腦（LHM），而半腦老化的觀點就會因文化而異，RHM的觀點就不再一定。同時支持RHM的生理證據是Vernaleken等人（2007）發現右側caudate nucleus (NC)和右側putamen的體積會隨老化而降低，而這兩個區域牽扯到許多認知處理相關的生理機制，因此被認為和因老化而降低的認知能力有關。但是這兩個區域的右側退化是否就會導致退化的視覺或空間記憶（Right Hemisphere Domain）仍是有待驗證。而近年來也有越來越多和RHM不一致的證據，Park等人（2002）發現視覺空間和語言的tasks表現都會隨年齡下降，只有verbal knowledge（vocubulary）不會，且Hedden等人（2005）進一步研究發現此knowledge對老人cued recall特別重要，和verbal fluency也有顯著相關，因此推測老人因年紀而增加的verbal knowkedge可以部分補償受損的表現。所以，RHM也許真有其生理上的證據，但因右半腦老化較顯著而造成所負責的認知的表現下降則沒有確切結論。
另外，Naccarato等人（2006）以fMRI研究發現：在需要產生一樣動作的年輕組和老年組腦中，老年組有更多M1區雙側激發，因此證實HAROLD不僅僅只是PFC，同時也在大腦其它區域也有因老化而減少的側化現象。同時亦有許多之前的研究證實此現象亦發生在parietal, temporal以及subcortical 等區，並且不論用動作、記憶甚至最基本的感覺動作處理都有HAROLD的模式，再加上此模式相較於RHM有較多神經造影方面的證據支持，因此在老化與腦側化的議題上HAROLD模式是較為穩定的。