hr award color

logo uswps nazwa 3

Nauka i badania
Wartość projektu: 800200

Mózg to nasz „komputer pokładowy”. Tak jak maszyna, posiada pamięć roboczą, operacyjną i przechowuje informacje na dłużej. Im jesteśmy starsi, tym – niestety – nasza pamięć się pogarsza. Poznanie mechanizmów tego procesu ma dziś istotne znaczenie społeczne. Dlatego mózg w kontekście pamięci krótkotrwałej, jej zmianę wraz wiekiem i wpływ partii czołowo-ciemieniowejna jej sprawność zbadali pod kierownictwem dr hab. Anety Brzezickiej, prof. Uniwersytetu SWPS psycholodzy, neuronaukowcy z Uniwersytetu SWPS oraz neurofizycy i specjaliści inżynierii biomedycznej z Uniwersytetu Warszawskiego.

Badanie kodowania informacji w pamięci krótkotrwałej

i wpływu aktywności sieci czołowo-ciemieniowej na pojemność pamięci u osób młodych i w podeszłym wieku

w oparciu o zaawansowaną analizę czynności elektrycznej mózgu

 

 

 

 

 

 

Jednostka realizująca logo białe opus 12
Kwota dofinansowania 800,200 PLN
Jednostka finansująca NCN

Okres realizacji projektu: luty 2015 – styczeń 2020

 

Mózg to nasz „komputer pokładowy”. Tak jak maszyna, posiada pamięć roboczą, operacyjną i przechowuje informacje na dłużej. Im jesteśmy starsi, tym – niestety – nasza pamięć się pogarsza. Poznanie mechanizmów tego procesu ma dziś istotne znaczenie społeczne. Dlatego mózg w kontekście pamięci krótkotrwałej, jej zmianę wraz wiekiem i wpływ partii czołowo-ciemieniowejna jej sprawność zbadali pod kierownictwem dr hab. Anety Brzezickiej, prof. Uniwersytetu SWPS psycholodzy, neuronaukowcy z Uniwersytetu SWPS oraz neurofizycy i specjaliści inżynierii biomedycznej z Uniwersytetu Warszawskiego.

Opis projektu

Założenia i cele

Podstawowym celem tego interdyscyplinarnego projektu jest uzyskanie unikatowej wiedzy na temat neuronalnego podłoża procesów kodowania, utrzymywania i wydobywania informacji z pamięci krótkotrwałej (STM) w kontekście starzejącego się mózgu. Jednocześnie chcemy opracować najbardziej trafny wskaźnik czasu skanowania pamięci bazujący na połączonych danych elektrofizjologicznych (EEG) i behawioralnych. W szczególności celem badań będzie: 1) wyjaśnienie: jaka jest rola obszarów przedczołowych w koordynacji pracy sieci czołowo-ciemieniowej (systemu będącego podłożem kodowania i utrzymywania informacji w pamięci), 2) zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za przechowywanie informacji przez kilka pierwszych sekund, 3) wyjaśnienie w jaki sposób informacje te są skutecznie utrzymywane w pamięci i nie ulegają pomieszaniu (np. zachowana jest ich sekwencja czasowa), 4) jakim zmianom podlegają te procesy w trakcie starzenia się. Konkretne hipotezy badawcze zostaną zweryfikowane na drodze zbadania wzorców komunikacji między strukturami mózgu i określenia z wysoką rozdzielczością dystrybucji czasowo-częstotliwościowych towarzyszących procesom pamięciowym. Zgodnie z teorią zaproponowaną przez Lismana i Idiarta [L&I] pojedyncze elementy kodowane są w następujących po sobie cyklach gammy w obrębie jednego cyklu thety, jednak brak jest dokładnego określenia wzorców współdziałania różnych rytmów w procesach pamięciowych, które pozwoliłyby na potwierdzenie/uzupełnienie modelu L&I.

W tym projekcie zweryfikujemy następujące hipotezy: 1. Pojemność pamięci krótkotrwałej zależy od stosunku długości cykli gammy do thety (G/Th) (większy stosunek odpowiada lepszej pamięci). 2. Postulujemy, że gdy pojemność STM maleje z wiekiem, podobny efekt będzie widoczny na poziomie psychofizjologicznym. 3. Widoczny spadek pojemności STM, podobnie jak stosunek G/Th, może być zmieniony przez trening poznawczy. Istotnym celem projektu będzie sprawdzenie, czy ograniczenia w pojemności pamięci krótkotrwałej mogą być do pewnego stopnia przezwyciężone dzięki sygnałom z kory przedczołowej wysyłanym do kory ciemieniowej. Siła owej modulacji, odzwierciedlająca mechanizm kontroli działania systemu pamięciowego, może okazać się kluczowym czynnikiem wyjaśniającym różnice indywidualne w zakresie pojemności pamięci roboczej.

Realizacja projektu umożliwi odpowiedź na szereg ważnych teoretycznie pytań. Będziemy mogli sprawdzić, jaka jest rola koordynacji między obszarami czołowo-ciemieniowymi podczas kodowania informacji, sprawdzić czasowe mechanizmy procesu skanowania buforu pamięci krótkotrwałej, a także rozstrzygnąć, czy trening poznawczy rzeczywiście modyfikuje działanie pamięci roboczej na poziomie behawioralnych i neurofizjologicznym.

dr hab. Aneta Brzezicka, prof. Uniwersytetu SWPS, kierownik projektu

Metodologia

Plan eksperymentu obejmuje: badanie EEG spoczynkowego oraz EEG w czasie wykonywania standardowej procedury Sternberga, służącej do oszacowania czasu skanowania bufora pamięci. Poza tym, użyjemy dwóch dodatkowych testów, aby trafnie oszacować pojemność pamięci. Są to: 1) zadanie dotyczące pomiaru pojemności krótkotrwałej pamięci werbalnej bazujące na podteście: powtarzanie cyfr z baterii Wechslera oraz zadanie dotyczące pomiaru pojemności pamięci roboczej, mierzące tzw. zakres operacyjny. Następnym etapem badania będzie trening pamięci roboczej z użyciem podwójnego zadania n-wstecz i ponowne pomiary behawioralne oraz analiza EEG. Osiągnięcie celów projektu będzie możliwe dzięki użyciu zaawansowanych metod analizy sygnałów, które w zdecydowany sposób podniosą dokładność wyznaczania relacji między rytmami. W dotychczasowych badaniach związki pomiędzy falami theta i gamma w kontekście teorii L&I były obliczane w oparciu o filtrowanie sygnałów w poszczególnych wąskich pasmach lub Fourierowską analizę widma. Proponujemy wprowadzenie do obszaru badań zależności G/Th najbardziej zaawansowanej techniki analizy czas-częstość– metodę aproksymacji adaptywnych (Matching Pursuit) zapewniającą najwyższą dostępną rozdzielczość. Dynamiczne oddziaływanie między strukturami mózgu zostanie zbadane przy pomocy Krótkoczasowej Kierunkowej Funkcji Przejścia (SDTF), która jest metodą odporną na szum i przewodnictwo objętościowe i okazała się niezwykle skuteczną w zastosowaniu do badania procesów kognitywnych.

Użyteczność wyników

Uzyskane wyniki przyniosą istotny postęp w zrozumieniu podstawowego dla nauki zagadnienia, jakim jest fizjologiczny mechanizm umożliwiający kodowanie i odtwarzanie wzorców pamięciowych. Planowane badania mają charakter wybitnie interdyscyplinarny (co staje się złotym standardem w naukach o relacjach między mózgiem i zachowaniem) i dotyczą takich dziedzin jak: neurofizjologia, psychologia, neuroinformatyka i inżynieria biomedyczna. Takie podejście spopularyzuje najnowocześniejsze sposoby analizy sygnałów biologicznych i przyczyni się do rozpowszechnienia zaawansowanych metod neuroinformatycznych w naukach biologicznych. Wraz z gwałtownym starzeniem się społeczeństwa zrozumienie mechanizmów pogorszenia pamięci, a w szczególności leżącego u ich podłoża spowolnienia tempa przetwarzania informacji w podeszłym wieku, ma istotne znaczenie społeczne. Proponowany projekt ma na celu identyfikację kluczowych mechanizmów pogorszenia działania funkcji poznawczych w starszym wieku oraz, co ważne, efekty jego realizacji będą mogły zostać wykorzystane do opracowania konkretnych metod przeciwdziałania negatywnym skutkom starzenia się.

Zespół badawczy

258 Paulina Pustułka

dr hab., prof. Uniwersytetu SWPS

Aneta Brzezicka

kierownik projektu
psycholog specjalizująca się w metodologii badań i neurokognitywistyce
biogram »

Wykonawcy

dr hab. Maciej Kamiński (Wydział Fizyki UW)
mgr Olga Matysiak (stypendystka w projekcie)
mgr Wanda Zarzycka
mgr Aleksandra Bramorska
mgr Joanna Dzięcielska
mgr Jarosław Żygierewicz
mgr Natalia Jakubowska

Jednostka kordynująca

Dział Badań Naukowych i Projektów

Dyrektor: Piotr Matejek
tel. 22 517 99 21
e-mail: badania@swps.edu.pl
poniedziałek-piatek: 9.00-16.00

Lokalizacja

ul. Chodakowska 19/31, 03-815 Warszawa
pokoje 408, 409, 410

 

Wyszukaj projekt

Projekty - Typ
Projekty - Dyscyplina
Projekty - Jednostka organizacyjna
Projekty - Kierownik
Projekty - Instytucja finansująca
Projekty - Status
Projekty - Okres realizacji