الذاكرة العاملة البصرية المكانية وعبور العوائق لدى الشباب والكبار

خلاصة

يتطلب عبور العوائق ذاكرة عمل بصرية مكانية لتوجيه مسار الساق الخلفية عندما تكون الرؤية غير متاحة. الذاكرة العاملة البصرية المكانية، كما تم تقييمها من خلال الاختبارات النفسية العصبية، تتناقص مع تقدم العمر، ومع ذلك، لا يزال يتعين التحقيق في هذا الأمر وظيفيًا في عبور العوائق. هناك أيضًا دليل على أن التشفير البصري المكاني أثناء مهمة ثانوية يتداخل مع التحكم في التوازن أثناء المشي والمشي لدى كبار السن. هنا، قمنا بدراسة تأثيرات تفاعل العمر عن طريق التأخير (الدراسة 1) والعمر من خلال المهمة البصرية المكانية الثانوية (الدراسة 2) على إزالة العوائق في مهمة عبور العوائق الموجهة بالذاكرة العاملة المكانية.
الشباب الأصحاء الذين تتراوح أعمارهم بين 19 إلى 36 عامًا (n=20 في الدراسة 1 وn=17 في الدراسة 2) والبالغين الأكبر سنًا الأصحاء الذين تتراوح أعمارهم بين 66 إلى 83 عامًا (n=29 في الدراسة 1 وn =21 في الدراسة 2) تم توجيههم لتجاوز عائق بساقهم الأمامية والوقوف عليه لفترة تأخير قبل إكمال التقاطع بساقهم الخلفية. في الدراسة 1، تم عرض شرطين لارتفاع العائق (12 سم، 18 سم) وفترتي تأخير (20 ثانية، 60 ثانية) بترتيب عشوائي. في الدراسة 2، طُلب من المشاركين الحضور إما لعدم وجود مهمة ثانوية (تحكم)، أو مهمة ثانوية إبصارية مكانية (حركة النجم)، أو مهمة ثانوية غير مكانية (حسابية)، مع تجاوز العائق لمدة تأخير قدرها 20 ثانية، عند العائق ارتفاعات 12 سم و 18 سم، مقدمة بشكل عشوائي. تم تحديد حركيات الساق الزائدة (متوسط ​​وتباين الحد الأقصى لخلوص إصبع القدم فوق العائق) عن طريق التقاط الحركة.

الكمون هو الوقت الذي يستغرقه الشخص لتلقي المعلومات والرد عليها. سيختلف وقت التأخير لكل شخص بناءً على عوامل مثل العمر والصحة والمهارات الشخصية. ومع ذلك، يمكن للناس تقليل الكمون من خلال التدريب المستمر وممارسة الرياضة. هناك علاقة وثيقة بين الكمون والذاكرة.

العقل البشري عضو مليء بالعجائب. فهو يقبل باستمرار معلومات جديدة بينما يقوم أيضًا بتصنيف هذه المعلومات وتحليلها وتخزينها لحين الحاجة إليها. فيما يتعلق بزمن الوصول، يحتاج الأشخاص إلى معالجة المعلومات بسرعة حتى يتمكنوا من معالجتها بسرعة والاستجابة لها بدقة. عندما يتم تقليل الكمون لدينا، يمكن لأدمغتنا معالجة المعلومات بشكل أسرع، والتفاعل بشكل أسرع، وإتقان مهارات جديدة بشكل أفضل.

من ناحية أخرى، تعد ذاكرتنا وظيفة مهمة للدماغ، كما أن الكمون لا يمكن فصله عن الذاكرة. تقوم أدمغتنا بتخزين المعلومات الجديدة من خلال ربطها بالمعلومات القديمة. عادةً، يقوم دماغنا تلقائيًا بتصنيف المعلومات وفرزها في بنك الذاكرة المناسب. ومع ذلك، إذا تأخرنا لفترة طويلة، تبدأ أدمغتنا في التخلي عن هذه العملية التلقائية وتفضل تذكر المعلومات الأكثر أهمية.

إحدى الطرق الفعالة لتحسين زمن الوصول والذاكرة هي تدريب أدمغتنا. كما هو الحال مع التمارين البدنية، تحتاج أدمغتنا أيضًا إلى تدريب وتمارين منتظمة للبقاء في صحة جيدة. على سبيل المثال، يمكننا تدريب أدمغتنا عن طريق حل المسائل الرياضية، أو حفظ الكلمات، أو ممارسة الألعاب المنطقية، وبالتالي تقليل الكمون لدينا وتحسين ذاكرتنا.

بشكل عام، هناك علاقة قوية بين الكمون والذاكرة. إذا تمكنا من خفض الكمون لدينا وتحسين ذاكرتنا من خلال التدريب المستمر، فسنكون أكثر قدرة على معالجة المعلومات وتعلم مهارات جديدة بشكل أفضل. يعد تمرين أدمغتنا باستمرار سلوكًا إيجابيًا يمكن أن يساعدنا على أن نكون أكثر ثقة ونجاحًا في حياتنا اليومية. ويمكن ملاحظة أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة. يمكن لـ Cistanche deserticola تحسين الذاكرة بشكل ملحوظ. Cistanche deserticola هي مادة طبية صينية تقليدية لها العديد من التأثيرات الفريدة، أحدها هو تحسين الذاكرة. تأتي فعالية اللحم المفروم من المكونات النشطة المختلفة التي يحتوي عليها، بما في ذلك الأحماض والسكريات والفلافونويد وغيرها. ويمكن لهذه المكونات تعزيز صحة الدماغ بطرق مختلفة.

انقر فوق معرفة كيفية تحسين الذاكرة قصيرة المدى

لم تكن هناك تفاعلات مهمة ذات دلالة إحصائية بين العمر والتأخير أو العمر حسب المرحلة الثانوية. في الدراسة 1، كان تباين خلوص إصبع القدم أكبر بكثير لدى الشباب وزاد مع زيادة مدة التأخير في كلا المجموعتين. في الدراسة 2، مقارنة بحالة التحكم، كان تباين خلوص إصبع القدم أكبر بكثير في حالة المهمة الثانوية غير المكانية ولكن ليس في الحالة البصرية المكانية. وخلافًا لفرضياتنا، تشير هذه النتائج إلى أن البالغين الصغار والكبار على حد سواء يمكنهم تخزين تمثيل العوائق عبر الذاكرة العاملة الإبصارية المكانية لمدة لا تقل عن 60 ثانية واستخدام هذه المعلومات لتسلق ساقهم الخلفية بأمان فوق العائق.
ومع ذلك، فإن الزيادة في تباين خلوص إصبع القدم الخلفية مع مدة التأخير تشير إلى أن تمثيل العوائق يبدأ في التدهور حتى خلال العشرين عامًا الأولى بغض النظر عن العمر. يشير التمويل الذي يقوم به القيام بمهمة حسابية متزامنة إلى إضعاف إزالة العوائق الموجهة بالذاكرة العاملة المكانية إلى زيادة محتملة في خطر التعثر أثناء عبور العوائق أثناء المهام المزدوجة لدى كل من الشباب وكبار السن.

الكلمات الدالة

كبار السن · تجنب العوائق · الذاكرة العاملة · المهمة الثانوية · المعالجة البصرية المكانية.

مقدمة

تحدث معظم حالات السقوط لدى كبار السن أثناء التمشي وعبور العوائق، وهو ما يمثل 50-70% و11% من حالات السقوط، على التوالي (Lord et al. 2007; Milat et al. 2009). وهذا ليس مفاجئًا نظرًا لأن عبور العوائق يعد تحديًا شائعًا للمشي في الحياة اليومية، كما هو الحال عند تجنب الشقوق في ممر المشاة أو صعود السلالم. قد يؤدي سوء تكيف المشية مع أي عائق إلى حدوث تصادم وسقوط.

يعد عبور العوائق مهمة معقدة موجهة نحو الهدف وتتطلب عمليات معرفية عالية المستوى، بما في ذلك الوظيفة التنفيذية والانتباه والمعالجة البصرية المكانية والتخطيط الحركي (Chen et al. 2017; Mirelman et al. 2017; Mollaei, et al. 2017; Shumway- كوك وآخرون 2007؛ يوغيف-سيليجمان وآخرون 2008). وفقًا للدراسات الحديثة التي أجريت على البشر وذوات الأربع، فإن الذاكرة العاملة البصرية المكانية (VSWM) متورطة بقوة في عبور العوائق؛ حيث يشير إلى التخزين المؤقت للمعلومات البصرية المكانية المستخدمة لتوجيه السلوك المستمر (Baddeley 2003; Pasternak et al. 2005). يعد هذا النوع من الذاكرة العاملة مهمًا بشكل خاص في عبور العوائق، حيث يتم استخدام التمثيل البصري المكاني المخزن للعائق لتوجيه كلا الساقين فوق العائق عندما يصبح التصور المباشر للعائق غير متاح (Yogev-Seligmann et al. 2008; Lajoie et al. 2012؛ موهاغي وآخرون 2004؛ ريا وآخرون 2011؛ ​​شينيا وآخرون 2012).

أظهرت الدراسات التي أجريت على القطط والخيول أن ذوات الأربع يمكنها بنجاح عبور العوائق بأرجلها الأمامية والوقوف عليها بين قوائمها الأمامية والخلفية لفترة تأخير، قبل عبور العائق لاحقًا بأرجلها الخلفية (McVea et al. 2006; McVea et al. 2007). ؛ ويشو وآخرون 2009؛ وونغ وآخرون 2017). تعتمد هذه المهمة على VSWM لتوجيه عبور العوائق الخلفية، نظرًا لعدم توفر تصور للعائق. في هذه التجارب، تم الاحتفاظ بالمعلومات البصرية المكانية الدقيقة لارتفاع العائق (التي تم توضيحها من خلال رفع رجليها الخلفيتين فوق العائق) لفترات تأخير تصل إلى 10 دقائق في القطط (McVea et al. 2006; McVea et al. 2007) و15 دقيقة في القطط. الخيول (ويشو وآخرون 2009). باستخدام نموذج مماثل لعبور العوائق مع الشباب، Lajoie et al. (Lajoie et al. 2012) أظهر أن الشباب يمكنهم أيضًا الاحتفاظ بمعلومات إبصارية مكانية دقيقة عن ارتفاع العائق لفترات تأخير لا تقل عن دقيقتين، كما يتضح من القياس المناسب لساقهم الخلفية فوق العائق بعد مدة التأخير.

ومن الجدير بالذكر أن VSWM يتدهور مع تقدم العمر. لقد تم إثبات هذا الانخفاض المرتبط بالعمر على نطاق واسع باستخدام اختبارات القلم والورق المختلفة لـ VSWM، حيث يكون أداء كبار السن أسوأ بكثير من الشباب (Mattay et al. 2006; Heinzel et al. 2017; Lubitz et al. 2017; سوزوكي, وآخرون 2018). علاوة على ذلك، فقد تبين أيضًا أن دقة استجابة الإمساك بالطرف العلوي الموجهة بواسطة VSWM تنخفض مع تقدم العمر (Cheng et al. 2012). ومع ذلك، فإن انخفاض VSWM الوظيفي مع تقدم العمر لا يزال غير مفهوم بشكل جيد ولم يتم التحقيق فيه في سياق عبور عقبة الطرف السفلي حتى الآن.

علاوة على ذلك، تعد المهام المزدوجة مطلبًا شائعًا في الحياة اليومية، على سبيل المثال إجراء محادثة أثناء المشي. لقد أظهرت الدراسات السابقة ذات المهام المزدوجة أن القيام بمهمة معرفية ثانوية يؤثر بشكل كبير على الأداء في مهام المشي والتوازن، مما قد يزيد من خطر السقوط (Yogev-Seligmann et al. 2008; Worden et al. 2016; Maylor et al. 1996; Woollacott et al. آل 2002؛ مينانت وآخرون 2014). وقد أكد أولئك الذين ركزوا على عبور العوائق التأثير الضار للشيخوخة (Brown et al. 2005; Kim et al. 2007) والمهام التي تصرف النظر (Worden et al.2016; Cho et al. 2019) أو التي تتطلب اهتمامًا متزايدًا بالـ VS (Lo et al. 2015) بشأن التخليص الآمن و/أو أداء المهام الثانوية. ومع ذلك، لم يتم بعد دراسة مقارنة تأثيرات المهام الثانوية التي تستغل المجالات المعرفية المختلفة على أداء عبور العوائق لدى الشباب وكبار السن.

قد يكون نموذج المهمة المزدوجة مفيدًا لاستكشاف نوع المهمة الثانوية المعرفية التي تتداخل مع تمثيل العوائق في VSWM، مما يؤثر سلبًا على عبور العوائق لدى كبار السن. لقد أبلغنا نحن وآخرون أنه بالمقارنة مع المهام المعرفية غير المكانية، فإن المهام المعرفية الإبصارية المكانية أكثر تعطيلًا لموازنة التحكم أثناء الوقوف والمشي والمشي، ربما بسبب التنافس على الشبكات المشتركة لتشفير المعلومات المكانية (مينانت وآخرون 2014; ستورنيكس وآخرون آل 2008 أ؛ وولاكوت وآخرون 2008؛ بارا وآخرون 2006؛ كير وآخرون 1985؛ نادكارني وآخرون 2010).

لمعالجة القضايا المذكورة أعلاه، أجرينا دراستين متكاملتين. بحثت الدراسة 1 في آثار العمر ومدة التأخير على تمثيل العوائق في VSWM، باستخدام البيانات الحركية (إزالة إصبع القدم). لقد افترضنا وجود فئة عمرية من خلال تأثير تفاعل مدة التأخير على البيانات الحركية، حيث لن يكون للمشاركين الصغار والكبار فرق كبير في متوسط ​​وتباين إزالة إصبع القدم في مدة التأخير الأقصر؛ ولكن في مدة التأخير الأطول، سيظهر المشاركون الأكبر سنًا تباينًا كبيرًا في إزالة إصبع القدم الخلفية مقارنة بالمشاركين الشباب. تم تسجيل هذه الفرضية قبل تحليل البيانات في Open Science Framework (osf.io/f65b4).

بحثت الدراسة 2 في آثار المهمة المعرفية البصرية المكانية مقابل المهمة المعرفية غير المكانية على تمثيل العوائق في VSWM أثناء مهمة عبور العوائق لدى البالغين الصغار والكبار. لقد افترضنا أنه إذا كان عبور العوائق يعتمد على VSWM: (1) فإن المهمة المعرفية البصرية المكانية ستنتج زيادة أكبر في التباين داخل الموضوع لإزالة إصبع القدم الخلفية أثناء عبور العوائق، مقارنة بالمهمة المعرفية غير المكانية ومهمة التحكم؛ و (2) سيكون هذا التأثير أكثر وضوحًا عند كبار السن. لذلك، افترضنا وجود شرط مزدوج المهمة من خلال تأثير تفاعل الفئة العمرية على تقلب إزالة إصبع القدم، والذي تم تسجيله قبل تحليل البيانات في Open Science Framework (osf.io/t3c8e).

طُرق

مشاركون

شارك عشرون من الشباب الأصحاء و29 من كبار السن الأصحاء في الدراسة 1، وشارك 17 من الشباب الأصحاء و21 من كبار السن الأصحاء في الدراسة 2. تم تعيين المشاركين الشباب من بين الموظفين والطلاب في أبحاث علم الأعصاب الأسترالية (NeuRA)، في حين كان المشاركون الأكبر سنا تم تجنيدهم من سجل المتطوعين في NeuRA والمشاركين السابقين في الأبحاث الذين أبدوا اهتمامًا بالدراسات المستقبلية في NeuRA (Sturnieks et al. 2019).

كانت معايير الاشتمال هي الحصول على درجة امتحان الحالة العقلية المصغر (MMSE) (Tombaugh 1992) التي لا تقل عن 24 درجة، والاستقلال في أنشطة الحياة اليومية، والقدرة على التحرك لمسافة 20 مترًا على الأقل دون استخدام أداة مساعدة على الحركة. كانت معايير الاستبعاد هي الحالات الطبية أو النفسية التي ربما حالت دون المشاركة الآمنة في الدراسة. قدم جميع المشاركين موافقة كتابية مستنيرة على النحو الذي وافقت عليه لجنة أخلاقيات البحوث الإنسانية بجامعة نيو ساوث ويلز (HC15580).

بروتوكول

زار المشاركون NeuRA في مناسبة واحدة (دراسة واحدة) أو اثنتين (كلا الدراستين) للتقييم، حيث قاموا أولاً بإكمال مجموعة قصيرة من الاختبارات النفسية العصبية. قامت هذه الدراسة بتكييف نموذج الحواجز المتداخلة الذي وصفه Lajoie وزملاؤه (Lajoie et al. 2012). هنا، كان العائق عبارة عن قضيب خشبي يبلغ طوله مترًا واحدًا وقطره سنتيمترًا واحدًا مطليًا باللون الأخضر الساطع ومثبتًا من أحد طرفيه بدعامة (الشكل 1)، يمكنه تثبيت القضيب على ارتفاعين مختلفين - 18 سم (ارتفاع) و12 سم (ارتفاع) سم (منخفض) (الشكل 1). كان اختيار ارتفاعين مختلفين للعائق (معروضين بترتيب عشوائي) المستخدم في كلتا الدراستين هو ضمان بقاء المشاركين منتبهين لارتفاع العائق في كل تجربة، ولمنع المشاركين من الحصول على نمط حركي مكتسب لإزالة العائق. تم اختيار ارتفاع العائق البالغ 18 سم لاستنساخ ارتفاع الخطوة القياسي في أستراليا (جمعية المعايير الأسترالية 1992)، في حين تم اختيار ارتفاع العائق البالغ 12 سم ليكون مختلفًا بدرجة كافية عن ارتفاع العائق السابق. تم تزويد المشاركين بأحذية قياسية على طراز أكسفورد لارتدائها طوال التجربة، وسُئلوا عن الساق التي سيختارونها للوقوف على ساق واحدة، للتأكد من هيمنة الساق.

الاختبارات الوصفية

قدم فحص الحالة العقلية المصغرة (MMSE) مقياسًا عالميًا للوظيفة المعرفية للتأكد من استيفاء معايير الاشتمال (Tombaugh 1992). قام اختبار صنع المسار (TMT) بتقييم الوظائف التنفيذية للسرعة الحركية المعرفية والقدرة على تبديل المهام، وتم حساب الفرق بين الجزأين A وB من الاختبار لتوفير مقياس للوظيفة التنفيذية (عن طريق إزالة عناصر السرعة والمحرك من إدارة الاختبار) (Wechsler et al. 1981). قام اختبار Wechsler Adult Intelligence Scale-III (WAIS-III) Digit Span Backwards بتقييم الذاكرة العاملة اللفظية (Wechsler et al. 1997)؛ وقامت مهمة حركة النجم الإبصاري المكاني بتقييم الذاكرة العاملة الإبصارية المكانية (Menant et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a). أخيرًا، تم تقييم حدة البصر المصححة مجهرًا باستخدام مخطط 6 m-logMAR.

دراسة 1

في الدراسة 1، أجرى المشاركون مجموعة من ست تجارب مراقبة، تليها كتلتان من اثنتي عشرة تجربة تجريبية لكل منهما. تم منح المشاركين استراحة راحة بين كل كتلة. قبل تجارب المراقبة، أجرى المشاركون بعض التجارب العملية لتحديد وضع البداية الفردي والتعرف على الأحذية ومهمة التمدد.

تجارب المراقبة في بداية كل تجربة، وقف المشاركون في موضع بداية ثابت أمام العائق. بناءً على تعليمات شفهية، اتخذ المشاركون خطوة واحدة بالساق غير المهيمنة، ثم تخطىوا العائق بالساق المهيمنة (الرائدة) قبل أن يتخطوا على الفور العائق بالساق غير المهيمنة (الزائدة) واستمروا في المشي لبضع خطوات للوصول إلى عبور خط النهاية على مسافة 2 متر تقريبًا.

التجارب التجريبية في بداية كل تجربة تجريبية، وقف المشاركون في وضع بداية ثابت أمام العائق. بناءً على التعليمات الشفهية، اتخذ المشاركون خطوة واحدة بالساق غير المهيمنة، ثم تخطىوا العائق بالساق المهيمنة (الرائدة). في هذه المرحلة، طُلب من المشاركين البقاء على جانبي العائق لإحدى فترتي تأخير - 20 ثانية (قصيرة) و60 ثانية (طويلة). خلال فترة التأخير، طُلب من المشاركين البقاء ساكنين والامتناع عن النظر إلى أسفل نحو العائق ولكن توجيه نظرهم إلى هدف مرئي (صليب أبيض وأسود) موضوع على مستوى العين على بعد 4 أمتار أمامهم. خلال هذه الفترة، قام أحد الفاحصين (مختبئًا خلف ستارة وبعيدًا عن رؤية المشارك) بإنزال العائق على الأرض دون علم المشارك، للتأكد من أن المشارك لن يلمس العائق إذا قلل من ارتفاعه. بعد فترة التأخير، صدرت إشارة صوتية للمشارك ليتخطى العائق بساقه غير المهيمنة (الزائدة)، دون النظر إلى أسفل نحو العائق (الشكل 2). تم عرض ارتفاع العائق ومدة التأخير بترتيب عشوائي عبر التجارب التجريبية.

الدراسة 2

في الدراسة 2، طُلب من المشاركين الحضور إما إلى أي مهمة ثانوية (تحكم)، أو مهمة ثانوية إبصارية مكانية (حركة النجم)، أو مهمة ثانوية غير مكانية (حسابية) أثناء تجاوز العائق لمدة تأخير قدرها 20 ثانية. أجرى المشاركون ست تجارب لكل حالة (ثلاثة في كل ارتفاع) مقدمة بترتيب عشوائي. تم اختيار مدة التأخير البالغة 20 ثانية لتقليل التعب والرتابة.

الإعداد التجريبي طوال فترة التأخير، تم تسليم تعليمات المهمة الثانوية بشكل مستمر للمشاركين كتسجيل صوتي عبر مكبر الصوت لضمان المشاركة دون انقطاع مع المهمة الثانوية؛ أي أنه تم طرح سؤال جديد مباشرة بعد إجابة المشاركين على السؤال السابق. خلال فترة التأخير، تم أيضًا إنزال العائق على الأرض دون علم المشارك؛ بعد فترة التأخير، تم إصدار نغمة تنبيه للمشارك لإكمال الخطوة فوق العائق دون النظر إليه (الشكل 2).

Cognitive secondary tasks The visuospatial (star movement) task has been previously described (Menant et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a), and required participants to envisage four boxes arranged in a 2×2 matrix labeled A to D. Participants were asked to mentally visualize a star located in one of the boxes making four movements (comprising up, down, left, right, and diagonal moves), then state the final location of the star. The nonspatial (arithmetic) task required participants to perform additions and subtractions using four single-digit numerals, but with a running total that was always>0. في حالة التحكم، صدرت تعليمات للمشاركين بالامتناع عن المشاركة العقلية.

تتطلب المهام الثانوية المختارة استجابات لفظية مكافئة من مقطع لفظي واحد في الغالب، وقد ثبت سابقًا أن كلتا المهمتين الثانويتين متطابقتان من حيث الصعوبة (Menant, et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a). وبالتالي، فإن أي تأثير مربك للكلام أو تعقيد المهمة سيكون متسقًا عبر ظروف المهمة الثانوية. مارس المشاركون شروط المهمة الثانوية للتأكد من كفاءتهم في إجرائها قبل البدء في التجارب التجريبية. تم تسجيل النسبة المئوية للأسئلة التي تمت الإجابة عليها بشكل صحيح لتقييم دقة أداء المهمة الثانوية.

جمع البيانات

تم قياس البيانات الحركية (خلوص إصبع القدم والحد الأقصى لارتفاع إصبع القدم) باستخدام 7-نظام التقاط حركة الكاميرا (OptiTrack، NaturalPoint، أوريغون، الولايات المتحدة الأمريكية) بمعدل أخذ عينات قدره 100 هرتز، باستخدام علامات الانعكاس الرجعي السلبي. تم وضع علامات إصبع القدم في نفس الموقع النسبي على جميع الأحذية، على السطح العلوي للحذاء، متفوقًا على رأس مشط القدم الثاني.

تحليل البيانات

تم حساب خلوص إصبع القدم (TC) للساق الخلفية، وتم قياس الحد الأقصى لارتفاع إصبع القدم فوق العائق لكلا الساقين، بالإضافة إلى التباين داخل الموضوع لـ TC. تم تعريف خلوص إصبع القدم على أنه المسافة العمودية بين علامة إصبع القدم والحد العلوي للعائق عندما تكون علامة إصبع القدم للقدم المتقاطعة مباشرة فوق العائق (على سبيل المثال، كان الموضع الأمامي والخلفي لعلامة إصبع القدم محاذيًا لموضع العائق) . تم اشتقاق الساق الخلفية TC حيث تم خفض العائق وبالتالي لم تكن في وضع يسمح لها بالتخليص. تم حساب تقلب خلوص إصبع القدم باعتباره الانحراف المعياري لمتوسط ​​TC. تم حساب الارتفاع الأقصى لإصبع القدم للتأكد من أن المشاركين كانوا يقومون بتوسيع مسار أقدامهم إلى ارتفاع العائق. تم تعريفه على أنه الحد الأقصى للإزاحة الرأسية لعلامة إصبع القدم المتقاطعة من الأرض أثناء مسار التنقل فوق العائق. يمثل متوسط ​​الساق الخلفية TC دقة أداء عبور العوائق، في حين يمثل التباين داخل الموضوع للساق الخلفية TC اتساق أداء عبور العوائق. تم حساب هذه البيانات الحركية وتصنيفها لكل فئة عمرية وحالة مهمة باستخدام رمز مكتوب مخصص في MATLAB (MATLAB R2018، The MathWorks Inc.، Natick، Massachusetts، USA). لم نفترض وجود تأثير ذو دلالة إحصائية لارتفاع العائق على تقلب TC للساق الخلفية؛ لذلك، بعد تجميع بيانات ارتفاعات العوائق، تم حساب بيانات تقلب TC الزائدة من 6 تجارب لحالة التحكم (تأخير صفري)، و12 تجربة في كل حالة تأخير تجريبية في الدراسة 1، و6 تجارب في كل حالة مهمة ثانوية في الدراسة 2 (التحكم، NS وVS).
بالنسبة للدراسة 1، يُعتقد أن حجم العينة المكون من 50 شخصًا (20 شابًا و30 شخصًا بالغًا) كافٍ لاكتشاف اختلاف ذي معنى بين المجموعة للمتغير التابع الرئيسي (ارتفاع خلوص عائق الساق الخلفية)، أي فرق قدره 25% في خلوص القدم فوق العائق (هاتون وآخرون 2013). بالنسبة للدراسة 2، تم جمع عينة ملائمة تعكس الموارد المتاحة للدراسة (الوقت والتمويل والموظفين).
تحليل احصائي

تم الانتهاء من التحليل الإحصائي للبيانات التي تم جمعها باستخدام الإصدار 23 من إحصاءات الحزمة الإحصائية IBM للعلوم الاجتماعية (SPSS) (IBM Corp.، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية). تم فحص البيانات بصريًا بحثًا عن القيم المتطرفة وطبيعة التوزيع، وتم تحويل البيانات المنحرفة إلى سجل. في الدراسة 1، تم إجراء تحليل مختلط للقياسات المتكررة للتباين (ANOVA) على المتغيرات الحركية مع مدة التأخير (صفر، 20 ثانية، 60 ثانية) وارتفاع العائق (منخفض، مرتفع) كعوامل داخل الموضوع، والعمر المجموعة (الشباب وكبار السن) كعامل بين الموضوع. تم تضمين حالة التأخير الصفري في التحليل للتحقيق في التدهورات المحتملة التي قد تحدث خلال فترة العشرينات الأولى. في الدراسة 2، تم إجراء قياسات متكررة للنموذج المختلط ANOVA على المتغيرات الحركية مع حالة المهمة الثانوية (التحكم، غير المكاني، المكاني البصري) وارتفاع العائق (منخفض، مرتفع) كعوامل داخل الموضوع، والفئة العمرية (الشباب، كبار السن) كعامل بين الموضوع. في كلتا الدراستين، حيث تم تحديد تأثير تفاعل كبير أو تأثير رئيسي، تم إجراء اختبارات ما بعد المخصصة باستخدام طريقة الفرق الأقل أهمية. تم رفض الفرضية الصفرية إذا كانت p<0.05.

نتائج
وصف العينة

يعرض الجدول 1 معلومات أداء الاختبار الديموغرافي والجسم البشري والمعرفي الأساسية لجميع المشاركين في كلتا الدراستين. أشارت فروق الفئة العمرية إلى ضعف الوظيفة الإدراكية والرؤية في المجموعة الأكبر سناً مقارنة بالشباب (الجدول 1). ومع ذلك، كان لدى جميع المشاركين الرؤية الكافية للقيام بمهمة عبور العوائق.

وفقًا للجدول 1، لم تكن نسبة النساء مختلفة بشكل كبير بين المجموعتين الشابة والأكبر سنًا في الدراسة 1 (40% مقابل 62%، على التوالي) (Χ2 = 2.315، p=0.128 ) أو الدراسة 2 (53% مقابل 52%) (Χ2 = 0.001، ص=0.973). بشكل عام، شكلت النساء 53% من المشاركين في الدراسة 1 و53% في الدراسة 2.

بيانات مفقودة

كان لدى المشاركين بيانات مفقودة لتجربة واحدة في الظروف التالية للدراسة 1: تأخير منخفض صفر (n=1)، تأخير صفري مرتفع (n=2)، تأخير قصير منخفض (n{{3}) })، تأخير طويل منخفض (n=3)، تأخير قصير مرتفع (n=1) وتأخير طويل مرتفع (n=3). بالإضافة إلى ذلك، كانت تجربتان مفقودتين لمشارك واحد في حالة تأخير منخفض صفري ومشارك آخر في حالة تأخير قصير مرتفع. بالنسبة للدراسة 2، فإن عدد المشاركين الذين فقدوا تجربة واحدة هو كما يلي: تأخير صفري منخفض (n=2)، انخفاض غير مكاني (n=4)، انخفاض إبصاري مكاني (n{{ 12}})، تأخير صفري مرتفع (n =1)، عالي غير مكاني (n =2)، عالي الإبصار المكاني (n =4). وكانت هذه بسبب علامة القدم الساقطة أو المسدودة.

لم تكن هناك حاجة لأي تعديل في التحليل الإحصائي نظرًا لأن جميع المشاركين لديهم مجموعة بيانات كاملة للتباين المتوسط ​​والداخلي لـ TC.

تحجيم مسارات الساق لارتفاع العائق

في كلتا الدراستين، تم تحجيم مسارات الساق الرائدة والزائدة إلى ارتفاع العائق. في حالة التأخير الصفري (تجارب التحكم) للدراسة 1، متوسط ​​ارتفاع إصبع القدم الأقصى لكل من البادئتين (F1، 46=574.159، ص<0.001) and trailing legs (F1,46=125.366, p<0.001) was increased when stepping over the high obstacle compared to the low obstacle (main effect of height) (Data presented in supplementary Table S1).

في الدراسة 1، قام اثنان من الشباب واثنين من المشاركين الأكبر سنًا بالاتصال بالعائق العالي (18 سم) بالقدم الأمامية في مناسبة واحدة (لم يحدث أبدًا عند عبور العائق الأول). في الدراسة 2، قام أحد المشاركين الشباب بملامسة العائق القصير (12 سم) بالقدم الرصاصية. تم تجاهل هذه التجارب وتكرارها. أربعة من المشاركين الخمسة (ثلاثة شباب وواحد أكبر سنًا) الذين واجهوا العائق استوفوا الحد الأدنى من متطلبات حدة البصر من أجل اللياقة البدنية للقيادة [تصحيح حدة البصر (0.3logmar وما فوق)] (لاثام وآخرون 2015) .

نتائج الدراسة 1

خلافًا لفرضيتنا، لم تكن هناك تفاعلات حسب العمر للتأخير للساق الخلفية المتوسطة TC (F1,47=0.567, p=0.571) أو التباين داخل الموضوع للساق الخلفية TC (F1، 47=1.982، ص =0.15 0) (الشكل 3 أ و ب). بدلاً من ذلك، بالنسبة للساق الخلفية المتوسطة TC، وجدنا فئة عمرية كبيرة من خلال تفاعل ارتفاع العائق (F2، 94=13.838، p=0.001) (الشكل 3 ج). أظهرت الاختبارات اللاحقة أن كلتا الفئتين العمريتين كان لهما متوسط ​​مخفض بشكل ملحوظ للساق الخلفية TC عند تجاوز العائق العالي مقارنة بالعائق المنخفض (الشباب: p=0.001، الأكبر سنًا: p <0.001). بالإضافة إلى ذلك، عند تجاوز العائق المنخفض، لم يكن هناك فرق كبير بين متوسط ​​الساق الخلفية TC المستخدمة من قبل كلا الفئتين العمريتين (ص=0.621). ومع ذلك، عند تجاوز العائق العالي، كان لدى كبار السن متوسط ​​​​ساق زائدة أصغر بكثير من البالغين الشباب (ص =0.044) (الشكل 3 ج).

لم يكن هناك ارتفاع حسب الفئة العمرية أو الارتفاع عن طريق تأخير التفاعل على التباين داخل الموضوع للساق الخلفية TC. من خلال البيانات المجمعة عبر شرطي الارتفاع، وجدنا أن التباين داخل الموضوع لـ TC الزائدة أظهر تأثيرًا رئيسيًا للفئة العمرية (F1,47=14.52, p<0.001), as well as a main effect of delay condition (F2,94=17.54, p<0.001) (Fig. 3b). For the main effect of age group, TC variability was significantly greater in young adults compared to older adults (Fig. 3b). For the main effect of delay condition, TC variability was significantly increased at both the 20 s (p<0.001) and 60 s (p<0.001) delay conditions when compared to the zero-delay condition (Fig. 3b).

نتائج الدراسة 2

خلافًا لفرضياتنا، لم تكن هناك فئة عمرية حسب تفاعلات الحالة للساق الخلفية المتوسطة TC (F2,72=1.303, p=0.278) أو التباين داخل الموضوع للساق الخلفية TC ( F2، 72=0.087، ص =0.917) (الشكل 4). لم تكن هناك أيضًا فئة عمرية حسب تفاعل ارتفاع العائق (F2,72= 0.356, p=0.554). أظهر متوسط ​​TC تأثيرًا رئيسيًا لارتفاع العائق (F1، 36=61.909، ص<0.001), where participants had a smaller mean TC when stepping over the high obstacle compared to the low obstacle. With data from both obstacle heights pooled, the mean TC showed no interaction effect (F2,72=1.303, p=0.272) or main effect involving age group (F2,72=0.218, p=0.643) or condition (F2,72=2.172, p=0.140) (Fig. 4a).

لم يكن هناك ارتفاع ذو دلالة إحصائية حسب الفئة العمرية أو الارتفاع حسب تفاعل الحالة من أجل التباين داخل الموضوع للساق الخلفية TC. مع الارتفاعات المجمعة، كان هناك تأثير رئيسي للحالة (F2,72=3.59, p=0.033)، حيث أظهر المشاركون تباينًا أكبر في TC عند أداء مهمة NS الثانوية مقارنةً بحالة التحكم (أي لا توجد مهمة ثانوية) (ص=0.021) (الشكل 4 ب). لم يكن هناك اختلاف في تباين TC بين المهمة الثانوية VS وحالة التحكم (ص=0.382)، أو المهمة الثانوية NS (ع=0.081). لم يكن هناك تأثير رئيسي للعمر (F1، 36=1.230، ص =0.275) (الشكل 4 ب).

سجل جميع المشاركين في كلتا الفئتين العمريتين دقة 100% في أداء المهام البصرية المكانية والحسابية.

مناقشة

ملخص

تشير نتائج دراستنا 1 إلى أن البالغين الصغار والكبار على حد سواء كانوا قادرين على الحفاظ على تمثيل العوائق في VSWM لفترات لا تقل عن 60 ثانية، وهو ما يشير إلى القدرة اللاحقة على إزالة العائق بأمان باستخدام الساق الخلفية. ومع ذلك، فإن الزيادة المعتمدة على التأخير في تقلب TC للساق الخلفية التي لوحظت في كلتا الفئتين العمريتين تشير إلى أن تمثيل العائق هذا يبدأ في التدهور خلال أول 20 ثانية. بالنسبة للدراسة 2، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن أداء عبور العوائق الموجه بواسطة VSWM يكون عرضة للتداخل في المهام المزدوجة، كما يتضح من الزيادة في تقلب TC الملحوظ في كلتا الفئتين العمريتين عند تنفيذ مهمة ثانوية غير مكانية (حسابية) مقارنة بالتحكم (فردي). -المهمة) الشرط. ومن المثير للاهتمام، أن غياب تأثير التفاعل مع كل عمر على حدة على أداء عبور العوائق في المهام المزدوجة يشير إلى أن التقدم في السن لا يزيد من تكلفة المهمة المزدوجة لتتبع خلوص القدم أثناء عبور العوائق، على الأقل على مستوى تعقيد المهمة الذي تم التحقيق فيه في هذه الدراسة.

الدراسة 1: الحفاظ على تمثيل العوائق في الذاكرة العاملة البصرية المكانية

في الدراسة 1، استخدمنا نموذج عبور العوائق لدراسة آثار العمر ومدة التأخير على تخزين تمثيل العوائق في VSWM، والذي يستخدم لتوجيه سلوك عبور العوائق اللاحق. تعد القدرة على تجاوز العوائق بأمان مع الخلوص الكافي أمرًا بالغ الأهمية للتنقل الآمن. تعتمد هذه المهمة بقوة على العديد من العمليات المعرفية عالية المستوى بما في ذلك VSWM، حيث يتم تخزين المعلومات البصرية المكانية لأبعاد العائق وموقعه (Diaz, et al. 2018) مؤقتًا واستخدامها لتوجيه مسار كلا الطرفين السفليين لإزالة العائق بشكل مناسب (Diaz, et al. 2018). باديلي 2003؛ باسترناك وآخرون 2005). على سبيل المثال، أظهرت الدراسات السابقة أن القطط والشباب الأصحاء على حد سواء يمكنهم بنجاح تجنب العوائق على طول الممشى حتى عندما يتم سحب الرؤية بضع خطوات قبل عبور العوائق (Mohagheghi et al. 2004; Wilkinson et al. 2005)، مما يشير إلى أن الرؤية المكانية الدقيقة يمكن تخزين معلومات أبعاد العائق والموقع المكاني في VSWM لمدة قصيرة على الأقل واستخدامها لتوجيه مسارات القدم المناسبة فوق العوائق.

في معظم حالات عبور العوائق، لا يلزم تخزين تمثيل العائق هذا إلا في VSWM لفترات قصيرة، نظرًا لأن خطوة الساق الخلفية عند البشر تتبع على الفور تقريبًا بعد خطوة الساق الأمامية فوق العائق. ومع ذلك، في مواقف معينة، قد يلزم الحفاظ على التمثيل العصبي للعائق لفترات أطول بكثير لتوجيه التفاوض الآمن حول العوائق، مثل تذكر موضع أداة حديقة موضوعة في الحديقة، أو لعبة طفل في غرفة المعيشة ، حيوان أليف على الشرفة وعند التنقل في ممر مزدحم بعد إطفاء الأنوار. وباستخدام نموذج تجاوز العوائق (حيث يعبر المشاركون عائقًا بأرجلهم الأمامية ويمتطونه لفترة تأخير قبل عبوره بأرجلهم الخلفية)، أثبت لاجوي وزملاؤه أن الشباب البالغين قادرون على تخزين تمثيل عصبي للعائق من أجله. فترات لا تقل عن 120 ثانية، كما هو موضح من خلال القياس المناسب للساق الخلفية إلى ارتفاع العائق بعد التأخير (Lajoie et al. 2012).

في التجربة الحالية، قمنا بتوسيع هذا السؤال ليشمل كبار السن وأظهرنا أن كبار السن يمكنهم بالمثل الحفاظ على تمثيل العوائق في VSWM للتأخير لمدة 60 ثانية على الأقل. تتم الإشارة إلى ذلك من خلال قدرتهم الثابتة على قياس ساقهم الخلفية إلى ارتفاع العائق من الذاكرة، حتى بعد مدة التأخير. الأهم من ذلك، حقيقة أن المشاركين من كلتا الفئتين العمريتين قاموا بقياس مسارات أرجلهم إلى ارتفاع العائق حتى بعد فترة تأخير تشير إلى أن المشاركين لم يعتمدوا فقط على استراتيجية افتراضية عالية الخطوات لعبور العائق. بدلاً من ذلك، قاموا بجمع معلومات دقيقة حول ارتفاع العائق وموضعه بالنسبة لأقدامهم الخلفية وقاموا بتخزين هذه المعلومات كتمثيل عصبي مستقر للعائق في VSWM وتمكنوا من تنفيذ الخطوة بنجاح بما يتناسب مع هذه الذاكرة.

ومن المثير للاهتمام، أن غياب تأثير التفاعل أو التأثير الرئيسي لمدة التأخير على الساق الخلفية المتوسطة TC يشير إلى أن تمثيل العائق ظل مستقرًا في VSWM لكبار السن لمدة 60 ثانية على الأقل، وهي أطول مدة تأخير تم اختبارها في هذه التجربة. هذه النتيجة مثيرة للدهشة، مع الأخذ في الاعتبار أن VSWM قد ثبت على نطاق واسع أنها تنخفض مع تقدم العمر، سواء في سياق اختبارات القلم والورقة لـ VSWM (Myerson et al. 1999; Vecchi et al. 2005; Bopp et al. 2007; Fiore et al. al. 2012) وفي الإعداد الوظيفي لدقة استيعاب الطرف العلوي (Cheng et al. 2012). من الممكن أن مدة التأخير 60 ثانية المستخدمة في هذه الدراسة لم تكن كافية للكشف عن أي انخفاضات محتملة مرتبطة بالعمر في VSWM لعبور العوائق، وأن تأثير العمر هذا قد يصبح واضحًا مع زيادة نطاق فترات التأخير التي تم اختبارها. ومع ذلك، في هذه الدراسة الحالية، لم نختبر فترات تأخير أطول من 60 ثانية لمخاوف التعب لدى المشاركين الأكبر سنا.

الدراسة 1: تأثير العمر على تقلب خلوص إصبع القدم داخل الفرد

إن حقيقة أن تقلب TC للساق الخلفية داخل الموضوع قد زاد في كلتا الفئتين العمريتين عندما تم فرض مدة تأخير أمر مثير للاهتمام، نظرًا لأن هذا الإجراء يعد مؤشرًا قويًا لخطر التعثر أثناء عبور العوائق (Best et al. 2008). عند عبور عائق، يجب تحقيق TC كافٍ لضمان إزالة العائق بأمان. على هذا النحو، فإن زيادة التباين في TC عند إزالة العوائق قد يزيد من خطر ملامسة العائق، وبالتالي يزيد من خطر التعثر والسقوط. في الدراسة الحالية، على الرغم من بقاء المشاركين قادرين على إزالة العائق بأمان باستخدام ساقهم الخلفية بعد فترة تأخير ممتدة، يبدو أن زيادة تباين TC للساق الخلفية بين تأخير صفر و20 ثانية يشير إلى أن تمثيل العائق المخزن في VSWM يخضع لدرجة معينة من التدهور حتى خلال فترة 20 ثانية، بغض النظر عن الفئة العمرية.

خلافًا لفرضيتنا، كان تباين TC للساق الخلفية داخل الموضوع أكبر عند البالغين الشباب منه لدى كبار السن بغض النظر عن ارتفاع العائق أو مدة التأخير. وهذا يتناقض مع الأدبيات السابقة المتعلقة بالتفاوض بشأن العوائق والتي لم تجد أي آثار للعمر على تقلبات TC للساق الخلفية (Chen 1991; Muir et al. 2019). حقيقة أن المجموعة الأصغر سنًا كانت أكثر تنوعًا من المجموعة الأكبر سناً هي أمر مثير للاهتمام، مع الأخذ في الاعتبار أن كبار السن يظهرون تباينًا أكبر في TC مقارنة بالشباب أثناء المشي على المستوى (Mills et al. 2008). من الممكن أن يكون كبار السن في عينتنا مقيدين بصلابة ميكانيكية حيوية أكبر من الشباب (Boyer et al. 2017)، وبالتالي كان لديهم اتساق أعلى في توليد الحركة المطلوبة لتجاوز العائق بساقهم الخلفية. علاوة على ذلك، نظرًا لضعف التحكم في التوازن وضعف الرؤية، ربما كان المشاركون الأكبر سنًا أكثر انتباهاً وحذرًا في عبور العائق، في حين ربما اعتمدت المجموعة الأصغر سنًا نهجًا أكثر لا مبالاة (Muir et al. 2020).

الدراسة 1: تأثير الارتفاع على متوسط ​​خلوص إصبع القدم

لقد وجدنا أيضًا أن المشاركين من كلتا الفئتين العمريتين تجاوزوا العائق العالي باستخدام TC أصغر من العائق المنخفض، بغض النظر عن مدة التأخير. يبدو هذا متسقًا مع النتائج التي توصل إليها Lajoie وزملاؤه (Lajoie et al. 2012) في البالغين الشباب، على الرغم من أن ارتفاعات العوائق المستخدمة في تجربتهم كانت أعلى من تلك المستخدمة هنا. والجدير بالذكر أن دراسات التفاوض السابقة حول العوائق قد أسفرت عن نتائج غير متسقة حول تأثير ارتفاع العائق على متوسط ​​TC، حيث أبلغت بعض الدراسات عن TC أصغر مع عوائق أعلى (Lajoie et al. 2012; Maidan et al. 2018)، وأبلغ البعض عن TC أكبر مع عوائق أعلى (Lajoie et al. 2012; Maidan et al. 2018)، بينما أبلغ البعض الآخر عن TC أكبر مع عوائق أعلى (Lajoie et al. 2012; Maidan et al. 2018). عوائق أعلى (Chen1991; Muir et al. 2019; Pan et al. 2016)، وأفاد البعض بعدم وجود تأثير لارتفاع العائق على TC (Lu et al. 2006). هناك أيضًا أدلة حديثة لدى الشباب البالغين على أن خلوص القدم من أطراف الرصاص والمسار يتأثر بارتفاع العائق المقابل في نموذج عبور العائق المزدوج (ميورا وآخرون 2021). ومع ذلك، فإن الاتجاه نحو انخفاض TC مع زيادة ارتفاع العائق في هذه الدراسة مثير للاهتمام لأنه يتوافق مع الأبحاث التي تظهر أن خطر التعثر يزداد مع ارتفاع العائق (Chou et al. 1998; Rietdyk et al. 2011).

ومن المثير للاهتمام، أن الميل إلى تقليل الساق الخلفية TC مع زيادة ارتفاع العائق كان أكثر وضوحًا في المجموعة الأكبر سناً، على عكس العديد من الدراسات السابقة التي لم تجد أي تأثير للعمر على الساق الخلفية TC (Lu et al. 2006; Draganich et al. 2004; Lowrey وآخرون 2007؛ شين وآخرون 2018). قد يكون التفسير المحتمل لهذه الملاحظة هو الاختلافات المرتبطة بالعمر في النهج الحركي لعبور العوائق بين الشباب وكبار السن. على سبيل المثال، وجد مكفادين وبرنس (McFadyen et al. 2002) أن كبار السن أظهروا انخفاضًا أكبر في الحوض على الجانب المماثل للساق الخلفية أثناء تخطيهم للعائق، مما ساهم في تقليل حجم TC عند عبور عائق مقارنة بالبالغين الشباب. هنا، ربما تكون هذه الاختلافات الحركية المرتبطة بالعمر نفسها قد ساهمت في ظهور الساق الخلفية الأصغر TC لدى كبار السن مقارنة بالشباب عند تجاوز عقبة عالية.
الدراسة 2: تأثير العمر على ظروف المهمة المزدوجة

في الدراسة 2، استخدمنا نموذجًا مزدوج المهمة للتحقق مما إذا كان القيام بمهمة VS ثانوية بدلاً من مهمة غير VS من شأنه أن يتداخل مع VSWM الضروري لتوجيه عبور العوائق وبالتالي يضعف إزالة العوائق. خلافًا لفرضيتنا، لم نجد تأثيرًا لكل حالة على المعلمات الحركية لعبور العوائق (التباين المتوسط ​​والداخلي للساق الخلفية TC). يشير هذا إلى أنه حتى عند القيام بمهمة معرفية ثانوية، يظل كبار السن قادرين مثل الشباب على تخزين تمثيل ثابت للعوائق في VSWM لمدة تأخير لا تقل عن 60 ثانية.

أحد التفسيرات المحتملة لغياب تأثير العمر على التداخل ثنائي المهام لمهمة عبور العوائق الموجهة بواسطة VSWM هو أن المشاركين الأكبر سنًا ربما تبنوا نهجًا أكثر حذرًا في عبور العوائق من نظرائهم الأصغر سنًا، حيث اختاروا إعطاء الأولوية للأداء في المهمة الأساسية لعبور العوائق لتقليل مخاطر التعثر على حساب أداء المهمة الثانوية وفي غياب تعليمات محددة بشأن تحديد أولويات المهمة. غالبًا ما يتم ذكر هذا النمط من زيادة أولويات المهام الحركية مع تقدم العمر في الأدبيات ثنائية المهام (Kim et al. 2007; Muir et al. 2020; Brown et al. 2002; Schrodt et al. 2004; Mersmann et al. 2013; Simieli et al. al. 2015)، قد يشير إلى استراتيجية تكيفية من قبل كبار السن للتعويض عن الانخفاضات المرتبطة بالعمر في التحكم في التوازن والتي قد تشكل خلاف ذلك خطرًا متزايدًا للسقوط، لا سيما في الموقف الذي يتطلب مهام مزدوجة (Sturnieks et al. 2008b).

قد يكون التفسير البديل للنتائج التي توصلنا إليها هو أن المهام المعرفية الثانوية لم تتجاوز عتبة التعقيد المطلوبة لتحدي الانتباه والذاكرة العاملة وموارد الوظيفة التنفيذية للمشاركين لدينا، والتي ربما تكون قد كشفت عن تغييرات VSWM المرتبطة بالعمر في أجسامنا الأكبر سنا. مشاركون. يتم دعم هذا التفسير من خلال النتيجة التي مفادها أن جميع المشاركين في كلتا الفئتين العمريتين قدموا إجابات صحيحة لجميع الأسئلة عبر كلا النوعين من المهام المعرفية، مما يشير إلى احتمال عدم كفاية مستوى الصعوبة. ومع ذلك، يجب أن تتضمن الدراسات المستقبلية تسجيلات لوقت الاستجابة، وهو مقياس نتائج أكثر حساسية لأداء المهام المعرفية.

الدراسة 2: تكاليف المهام المزدوجة للمهام الحسابية والبصرية المكانية

إن التمويل الذي أدت إليه المهمة الثانوية الحسابية إلى زيادة تقلب TC داخل الموضوع بعد فترة تأخير يتوافق مع النتائج التي توصلت إليها دراسات التفاوض حول العوائق ذات المهام المزدوجة السابقة (Kim et al. 2007؛ Guadagnin et al. 2015). يشير هذا التباين المتزايد في TC إلى أن التداخل من المهمة الحسابية أدى إلى ضعف القدرة على تذكر المعلومات الدقيقة باستمرار حول ارتفاع العائق من VSWM لتوجيه إزالة عوائق الساق الخلفية. بالنظر إلى الفشل في توليد ما يكفي من حسابات إزالة إصبع القدم لغالبية الرحلات المرتبطة بالعوائق (Chou et al. 1997)، فإن هذه النتيجة تشير إلى أن الأداء المتزامن لمهمة معرفية مثل الحساب الذهني أثناء عبور العوائق قد يزيد من خطر التعثر من اتصال عائق.

من المثير للدهشة أن المهمة البصرية المكانية لا يبدو أنها تتداخل مع أداء عبور العوائق الموجه بواسطة VSWM. يتناقض هذا الاكتشاف مع نتائج دراسات المهام المزدوجة السابقة حيث وجد أن نفس مهمة حركة النجم الإبصاري المكاني تتداخل مع التحكم في التوازن أثناء مهام الوقوف والمشي أكثر من المهمة الحسابية المطابقة للصعوبة (Menant et al. 2014; Sturnieks et al. 2008 ب). في هذه الدراسات، تُعزى تكلفة المهمة المزدوجة الأكبر بشكل غير متناسب للمهمة الإبصارية المكانية إلى متطلباتها المشتركة لنفس المسارات العصبية للمعالجة الإبصارية المكانية مثل مهام التحكم في التوازن، مما يؤدي إلى زيادة التداخل بين المهام المزدوجة.

قد تكون النتائج المتباينة الحالية بسبب اختلافات تصميم التجربة، على عكس الدراسات السابقة التي تضمنت استجابات سريعة أو حركات ديناميكية، كان المشاركون يقفون في أماكنهم لفترات طويلة أثناء القيام بالمهام الثانوية. على هذا النحو، سيكون لديهم الوقت لاستخدام الاستراتيجيات للقيام بالمهمتين المعرفيتين. في حالة المهام الحسابية، ربما استخدم المشاركون VSWM لتخزين المعلومات الرقمية ومعالجتها وتحديثها (Hubber et al. 2014; Cavdaroglu et al. 2016; Clearman et al. 2017)، بدلاً من إكمال المهام عن ظهر قلب. علاوة على ذلك، في ظل هذه الظروف غير المستعجلة والثابتة، من الممكن أن يستخدم بعض المشاركين التركيبات في المختبر كشبكات بصرية وبالتالي تقليل الاعتماد على VSWM لأداء مهمة حركة النجم. في الواقع، تطوع بعض المشاركين بتقارير استخدام هذه الإستراتيجية بعد تجربتهم.

محددات

نحن نعترف أن دراستنا لها قيود معينة. في هذه التجربة، بدأ المشاركون من وضعية ثابتة واتخذوا خطوة واحدة نحو العائق قبل عبوره بالساق الأمامية. قد تكون هذه الطريقة قد أدت إلى تبني المشاركين سلوكيات مختلفة للمشية وعبور العوائق مقارنة بالمشية الطبيعية وعبور العوائق. من الممكن أن تكون المعرفة حول التوقف مقابل مواصلة المشي قد أدت إلى تغيير موضع القدم بالنسبة للعائق. لقد وجدنا مسافة أكبر بكثير من إصبع القدم إلى العائق في تجارب المراقبة مقابل تجارب التأخير في كلا المجموعتين (البيانات المقدمة في الجدول التكميلي S2). على الرغم من أن هذا لم يغير متوسط ​​TC طوال تجارب التحكم والتأخير (الشكل 3 أ)، إلا أنه لا يمكننا استبعاد أن هذا العامل قد يكون قد ساهم في زيادة تقلب TC الملحوظ في التجارب ذات تأخيرات أكبر من أو تساوي 20 ثانية (الشكل 3 ب) ). علاوة على ذلك، ربما يكون المشاركون قد أولىوا اهتمامًا إضافيًا لأداء عبور العوائق في البيئة التجريبية مقارنة بما قد يكون لديهم في الحياة اليومية. كل هذه العوامل من المحتمل أن تحد من الصلاحية البيئية لهذا النموذج التجريبي. علاوة على ذلك، تناولت هذه الدراسة فقط فترات تأخير تصل إلى 60 ثانية، بسبب مخاوف التعب لدى كبار السن وكذلك لتقليل الوقت اللازم لتقييم المشاركين.

ومع ذلك، يبدو أن مدة التأخير هذه لم تكن كافية للكشف عن الاختلافات المرتبطة بالعمر في عبور العوائق الموجهة بواسطة VSWM في عينة الدراسة الخاصة بنا. وبالتالي، فإن الدراسات المستقبلية التي تبحث في آثار العمر على تمثيل العوائق في VSWM يمكن أن تستخدم فترات تأخير أطول للكشف عن تأثير العمر المحتمل على عبور العوائق الموجهة بواسطة VSWM. بالإضافة إلى ذلك، في كلتا الدراستين، مقارنة بالمشاركين الأصغر سنًا، كانت حدة البصر المصححة للمشاركين الأكبر سنًا أسوأ بكثير، مما قد يضعف قدرتهم على جمع معلومات بصرية دقيقة لأداء مهمة عبور العوائق وربما يكون قد ساهم في اختلافات الفئة العمرية. في الدراسة 2، قدمت الاستجابات اللفظية التي تتطلبها المهام الثانوية المزيد من المتطلبات الحركية بالإضافة إلى المهمة الأساسية لعبور العوائق؛ لم يتم التحكم في هذا التعقيد المتزايد للمهمة في تجارب المراقبة. أجرى غالبية المشاركين (12 شابًا و17 من كبار السن) كلتا الدراستين. ومع ذلك، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في تباين TC بين أولئك الذين شاركوا (n=29) ​​وأولئك الذين لم يشاركوا (n=9) في كلتا الدراستين، مما يشير إلى وجود تأثير تعليمي بين الدراسة 1 و الدراسة 2 غير محتملة. أخيرًا، نحن نقر بأن حساب مقياس التباين (المسار TC) لتجارب التحكم في الدراستين 1 و2 وكذلك للتجارب التجريبية للدراسة 2 كان يعتمد على ست تجارب فقط؛ على الرغم من أن هذا العدد من التكرارات صغير، إلا أنه تم اختياره لتقليل التعب في المجموعة الأكبر سنًا والرتابة في كلا المجموعتين. أخيرًا، نحن نقر بأن خلوص أصابع القدم الذي أبلغنا عنه هنا مرتفع ولكنه لا يزال ضمن الحجم المتوقع لهذا المتغير. لم يهدف هذا المشروع بأي حال من الأحوال إلى توفير بيانات معيارية لمتوسط ​​TC. كما هو مبين في "البروتوكول"، تم تصميم بروتوكولنا وفقًا لنموذج تجاوز العوائق الذي وصفه Lajoie وزملاؤه (Lajoie et al. 2012). في هذه الدراسة، وضعنا علامات أصابع القدم في نفس الموقع كما هو موضح في الأوراق السابقة التي استخدمت بروتوكولات مماثلة (Shinya et al. 2012; Lajoie et al. 2012).

خاتمة

في الختام، خلافًا لفرضياتنا، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن البالغين الصغار والكبار على حد سواء يمكنهم تخزين تمثيل العوائق في VSWM لمدة لا تقل عن 60 ثانية واستخدام هذه المعلومات لتسلق ساقهم الخلفية بأمان فوق العائق. ومع ذلك، فإن الزيادة في تقلب TC للساق الخلفية مع مدة التأخير تشير إلى أن تمثيل العائق هذا يبدأ في التدهور حتى خلال أول 20 ثانية. يشير التمويل الذي يؤدي إلى إضعاف عملية إزالة العوائق الموجهة بواسطة VSWM إلى زيادة خطر التعثر أثناء عبور العوائق أثناء المهام المزدوجة لدى كل من الشباب وكبار السن.

شكر وتقدير

نشكر الدكتور تاتسويا هيراس لمساعدته في جمع البيانات ومساعدي الأبحاث الذين ساعدوا في جمع البيانات ومعالجتها، السيدة بيثاني هالمي، والسيدة كارلي شابلن، والسيدة كاميرون هيكس، والسيدة جيسيكا تورنر، والسيدة ناتاسيا سميث. كما نشكر موظفي الورشة الميكانيكية، السيد هيلاري كارتر على صنع جهاز العائق.

التمويل

يتم تمكين وتنظيم تمويل الوصول المفتوح بواسطة CAUL والمؤسسات الأعضاء فيها. تم دعم هذه الدراسة بمنحة جائزة UNSW Goldstar في عام 2016. ويدعم البروفيسور ستيفن لورد زمالة أبحاث NHMRC.

توافر البيانات

مجموعات البيانات التي تم إنشاؤها أثناء و/أو تحليلها أثناء الدراسة الحالية متاحة من المؤلف المقابل بناء على طلب معقول.

تصريحات

تضارب المصالح نيابة عن جميع المؤلفين، يذكر المؤلف المقابل أنه لا يوجد تضارب في المصالح.

الوصول المفتوح

تم ترخيص هذه المقالة بموجب إسناد المشاع الإبداعي 4.0 الترخيص الدولي، الذي يسمح بالاستخدام والمشاركة والتكيف والتوزيع وإعادة الإنتاج بأي وسيط أو تنسيق، طالما أنك تمنح الاعتماد المناسب للمؤلف (المؤلفين) الأصليين ) والمصدر، قم بتوفير رابط لترخيص Creative Commons، ووضح ما إذا تم إجراء تغييرات. يتم تضمين الصور أو المواد الأخرى التابعة لجهات خارجية في هذه المقالة في ترخيص المشاع الإبداعي الخاص بالمقالة ما لم تتم الإشارة إلى خلاف ذلك في حد ائتمان المادة. إذا لم يتم تضمين المادة في ترخيص المشاع الإبداعي الخاص بالمقالة وكان الاستخدام المقصود غير مسموح به بموجب اللوائح القانونية أو يتجاوز الاستخدام المسموح به، فسوف تحتاج إلى الحصول على إذن مباشرة من صاحب حقوق الطبع والنشر.

مراجع

1. باديلي أ (2003) الذاكرة العاملة: النظر إلى الوراء والتطلع إلى الأمام. نات ريف نيوروسي 4: 829-839

2. Barra J et al (2006) زيادة العبء المعرفي مع زيادة تحدي التوازن: وصفة للكارثة. تجربة الدماغ الدقة 174: 734-745

3. Best R et al (2008) طريقة لحساب احتمالية التعثر أثناء المشي. ي بيومك 41: 1147-1151

4. Bopp KL et al (2007) الاختلافات المرتبطة بالعمر في عمليات التحكم في الذاكرة العاملة اللفظية والبصرية المكانية: التخزين والتحويل والإشراف والتنسيق. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci 62:P239–P246

5. Boyer KA et al (2017) المراجعة المنهجية والتحليل التلوي لميكانيكا المشي لدى البالغين الصغار والكبار. تجربة جيرونتول 95: 63-70

6. Brown LA et al (2002) هل تتغير أولويات التحكم في وضعية الجسم في ظروف التهديد الوضعي لدى البالغين الأصغر سنًا وكبار السن؟ J Gerontol A Biol Sci Med Sci 57: M785 – M792

7. براون لا وآخرون (2005) الاختلافات المعتمدة على العمر في المتطلبات المتعمدة للتفاوض بشأن العوائق. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 60: 924–927

8. Cavdaroglu S et al (2016) يقوم الطرح والضرب العقليان بتوظيف كل من الموارد الصوتية والبصرية المكانية: دليل من تصميم متماثل مزدوج المهمة. الدقة النفسية 80: 608-624

9. تشن HC وآخرون (1991) تجاوز العقبات: أنماط مشية البالغين الأصحاء من الشباب والكبار. جيرونتول 46: 196-203

10. Chen M et al (2017) الارتباطات العصبية للتفاوض بشأن العوائق لدى كبار السن: دراسة fNIRS. وضعية المشية 58: 130-135

For more information:1950477648nn@gmail.com