2015.1.9 認知科學(十五) Effects of Aging and Culture on Cognition

Content

• Aging
• Culture
• Evidence for interactions

台灣的老年人口

• 定義65歲以上為老人(目前約有11%)
• 14%以下為高齡化
• 20%以下為高齡
• 20%以上則為超高齡
• 老年人口約每十年會成長一倍
• 老人照顧與保健等是重要議題
• 工作人口和經濟來源等也是延伸的問題
• 高齡化的利弊？ 
• 高齡化社會造成經濟及照顧相關的議題，可能成為社會的重擔
• 然而，高齡化社會未必都是壞事
• 高齡化的產生，是醫學發展的結果(平均壽命延長)
• 儘管在身體方面的醫療持續發展，
• 但是在大腦相關的疾病進展有限
• 如何提升長者的功能表現，進而提升其生活的意義及產值？

老化與認知

• General-Cause Accounts
• 智力測驗的發展，而有不同年齡者的智力測驗資料
• 整理為智力向度差異有年齡上的差異：
• 剛出生的時候個別智力功能差異甚大，隨著成長而整合，在12歲左右開始整合到最小差異
• 12歲之後再度開始分化，並且在30歲時達到最大差異
• 30歲之後再度開始整合，差異程度將持續下降
• Perception & Intelligence的退化 (Baltes)
• 發現視覺與聽覺功能都會退化，並且有類似的下降斜率
• 認為老年人的功能退化可能與知覺功能的衰退相關，因輸入的資訊有所貶損，因而造成功能的下降
• Processing Speed Theory of Aging(Salthouse)
• 堅持自己的假說之正確性
• 認為造成老化的主因是訊息處理的速度下降，進而造成整體功能的降低。並且不同程序之間的速度下降，可能造成彼此的相互影響。
• Fluid-Crystallized Intelligence (Hron & Cattell)
• 將Spearman的g-factor再細分為Fluid和Crystallized二種
• Fluid短暫且可能隨時間改變的智力
• Crystallized可累積性的智力
• Cross-section & longitudinal aging
• Cross：大部分的功能都下降，但對世界的知識穩定且維持
• Longitudinal：除了知覺速度持續下降外，其他都呈現倒U型的改變
• 至此，老化的研究從通用性的衰退進入具體功能的變化
• 是否能發現特定功能退化的原因，進而延緩或者反轉其退化的趨勢？
• Selective Cause Accounts : memory
• implicit & explicit processing：explicit會受到老化影響
• picture naming priming (implicit)：二者相似
• picture recognition (explicit)：老人較年輕人差
• item & associative memory
• 比較字和字體的反應，結果發現在老人在資訊整合的表現較差
• 字意的回憶
• 字體的回憶
• 特定字是否使用特定的字體？ (problem)
• reduction in semantic inhibition

老化的抑制功能較差，可能造成表現上的差異
e.g. "...John, who was on a photographic safari, was about to take a shot..."

• 　Did Jonh use a gun or a camera? (老人較常回答：Gun)
• 老人的視覺掃描也比較容易受到吸引（干擾）
• 也是一種抑制功能較差
• Goh的研究發現，認知功能並不完全一致衰退，甚至有很大的差異
• 可能與過去將諸多功能結合成為executive function，因而看不出差異
• Biology-Based Accounts
• 同樣的健康老人，腦照影的結果差異很大(皮質的密度、腦室的大小等)
• 老化可能造成結構的差異，但是未必會造成功能上的變化(或者尚不明顯以至於無法察覺)
• Cortical Gray Matter Volume Shrinkage：年紀越大，大腦越縮水
• Reduction in Cortical White Matter Integrity：腦神經的連結密度，以及白質的疏鬆程度會改變
• Increase Cortical White Matter Hyperintensities：老化過程中會累積小的阻塞、中風，雖不至於影響功能，但會累積在大腦中。 (至今看到的研究，所有的腦結構都是衰退)
• Reduced dendritic arborization：細胞數量微量下降，但軸突的數量跟密度下降，並且細胞本體肥大。
• Reduced Gamma Butyric Acid (GABA) Lateral inhibition：在猴子V1 cortex插入電擊(本區有orientation selectivity，與GABA有關)，發現年長的猴子其lateral inhibition現象不明顯。如提供GABA，則可以讓此lateral inhibition恢復作用。
• 神經傳遞物質的減少，是腦化的重要機制之一。
• 補充神經傳遞物質，可以使功能恢復(就像是突觸都在，只是缺物質)
• Dedifferentition of neural functional activity：在人的腦中已知face voxels, place voxels, word voxels, and chair voxels；本研究提供臉、地方、文字以及椅子的圖片，比較年輕及年長者的神經反應
• 結果發現face & place有明顯的差異：年輕人看到臉跟地方的圖片反應強烈，老年人則下降
• 此外，年輕人對於人臉的細緻變化反應較為敏感；但是年長者則對此變化不敏感。(這種差異與視覺功能不相關)。年長者的辨別能力本身就較較年輕人為低。
• word voxels則相反，年長的反應較年輕人強烈。此外，這個區域是猴子沒有的(可能與體驗相關，並且發現不同語言的人其word voxels的位置都相似)
• Hemispheric Asymmetry in Older Adults (HAROLD)：年輕人有明顯的左右腦特化表現，但是年長者都使用左右腦同時處理一些功能，且能使用左右腦一起處理的年長者，其功能表現較佳。此外，年長者的腦活躍程度較高：
• 一種解釋是處理的效率較差，因此需要較多的腦區。
• 另外一種解釋是，在正常狀況下左右腦的對應腦區應是彼此抑制；但是年長者的抑制功能下降，因而造成這些腦區管不住的活化(在這種解釋下，這些活化是雜訊而非代償)
• 無論是哪一種，都沒有直接的證據可以解釋到底是如何作用。 仍需用嚴謹的研究設計來判斷、比較。
• 如使用TMS抑制年輕人的腦區作用，則沒有明顯反應；但如果用在老年人身上，則該腦區會失去功能，則在對側腦區則活化，因此間接支持代償的概念(真的嗎?)
• 也可能是能使用較多大腦來處理的年長者，其代償功能較佳，故能力較好。
• Compensation Related Utilzation of Neural Circuits (CRUNCH)
• 對於任之負擔的程度，年輕人在4個複雜的程度內活化區域較小；超過5個以上則有更多的腦區活化以處理這個問題。
• 年長者在2~3個的狀況下就使用多重腦區處理；在超過4個以上則沒有反應(研究者解釋為放棄)
• 這邊多使用代償的概念來解釋，當資訊不足時，大腦會自動帶入其它的資訊、引用其它細胞來支援，試圖解決。
• 即便如此，眾人對於代償的概念可能不完全一致。
• 代償可能是用另外一種思維來處理問題，例如年長者在概念的連接方面可能損傷較少，或可用這種方法替代； 或者轉變思考模式，以達到相同的概念。
• 代償都是好事情嗎？ 否定，可能有不好的影響
• 代償須納入不同的系統，來執行對他而言不擅長的事情。 (儘管不是不能做，但是這可能是比較沒有效率的方法)
• Goh發現使用前額葉代償的人，其認知功能表現較差，之後的預後也較差；但大腦活躍程度較低者，其功能如年輕人般
• Scaffolding Theory of Aging Cognition (STAC)
• 以鷹架的概念來解釋大腦遇到問題時的助力
• Pathological Accounts: AD
• Default 是指平常沒有在思考時活化的腦區，一種說法是因為我們大多數時間是這些腦區在活化，因而造成細胞耗損較高，而引起下列物質的堆積，造成AD。
• Amyloid(神經細胞外，代謝產生的物質；年輕人容易分解，老年人則不易代謝)。NFT是神經細胞內的一種代謝物質。二者都是AD的指標。
• 並非所有人都同意這個論述。
• 目前沒有任何藥物可以治療AD(包含那些傳說有用的食物)
• AD是老化所需面臨最嚴厲的問題
• 預測AD最好的indictor並非基因、身體狀況，而是年紀
• 介入的主流已經轉往早期偵測及預防，而非在病後的治療(已忘了，就忘了)
• 提高認知的方法
• 有氧運動
• 熱量限制(在動物的實驗很成功，得以延長壽命並且提升記憶；但是在人類則尚未成熟)
• 問題與限制
• 即便這些建議重所皆知，但難以被貫徹
• 應用
• 高風險的個案，藥物延緩發作
• 飲食及生活型態改良
• 心理訓練：認知心理訓練，可避免退化、失智
• 所練習的任務表現提升，但是練習的結果無法轉移
• 成效可能來自於practice effect or placebo
• 死亡：演化的意義
• 節省資源，把資源留給下一代
• 保留生存機會，把機會留給下一代
• 所以生命應該是： 一段時間生長、一段時間傳承，教完可以死

備註

• 理論上來說，水螅的生命是無限的
• 有些動物沒有前額葉，智能不太高，但是也沒有AD
• 人類的認知衰退是必要的嗎？ 造成的機制如何？