注意负荷调节视听整合的时程机制及其老龄化效应研究

Audiovisual integration is the basement perception of the outside world, and attention plays key role in audiovisual integration processing. However, attentional resource is limited, and the neural mechanisms of modulations on audiovisual integration by attentional load are still unclear. Population aging - a global social issue - is one of the principal challenges of the future, and it is related to social stability and development. For older adults, there is a significant decline of attention with aging. To recognize the outside world much better, there are aging effect and adaptive compensative effect in the older brain, but the mechanism needs further research. In the current project, utilizing the high temporal resolution of event-related potential (ERP) and low-resolution brain electromagnetic tomography (LORETA) technique, we will apply the dual task paradigm, and manipulate factors of attentional type (visual transient/sustained attention or auditory transient/sustained attention) and attentional load to investigate the time course and effect size of audiovisual integration in younger adults, older adults, and Parkinson’s Disease patients. By comparing the different potential components and effect size of audiovisual integration between older and younger adults, we will investigate the aging effect and compensation mechanism of older adults. Besides, we assess the value of audiovisual integration in early diagnosis of Parkinson's disease through analyzing the specific audiovisual integration processing alteration in PD patients compared with age-matched normal controls.

视听觉整合是人类认知外部世界的基础，注意在视听整合中起着重要作用。然而注意资源是有限的，在不同注意负荷条件下，大脑整合有效视听觉信息的神经机制尚不清楚。人口老龄化是人类面临的一个重大社会问题，关系到社会稳定及其可持续发展。然而随着年龄增加，老年人的注意力严重下降。为了更好的认知外部世界，在不同的注意负荷下，老年人视听整合的老龄化效应及其补偿机制尚待进一步研究。本项目拟采用双任务范式，利用高时间分辨率的ERP技术和LORETA源定位分析技术，在控制视觉短暂/持续注意或听觉短暂/持续注意变量的同时，通过调整注意任务中靶刺激个数控制注意负荷变量，旨在阐明不同注意负荷条件下，视听整合的神经机制。并在此基础上，通过比较老年人与年轻人视听觉整合成分及效应大小的差异研究老年人视听觉整合的老龄化效应及其补偿机制；通过帕金森患者与同年龄健康被试视听整合的特异性差异，进一步评价其在帕金森早期诊断中的参考价值。

视听觉整合是人类认知外部世界的基础，注意在视听觉整合中起着重要作用。然而注意资源是有限的，在不同注意负荷条件下，大脑整合有效视听觉信息的神经机制尚不清楚。人口老龄化是人类面临的一个重大社会问题，关系到社会稳定及其可持续发展。然而随着年龄增加，老年人的注意力严重下降。为了更好的认知外部世界，在不同的注意负荷下，老年人视听觉整合的老龄化效应及其补偿机制尚待进一步研究。本项目采用双任务范式，利用高时间分辨率的ERP技术和时-频分析技术，在控制视觉或者听觉注意负荷的同时研究视听觉整合的时程机制及其老化效应。研究发现：1）低注意负荷提高视听觉整合，高注意负荷减弱视听觉整合，视听觉整合效应大小与用于任务加工的注意资源呈正相关。2）老年人在视听觉整合过程中发生适应性补偿效应，该补偿效应主要通过提高传统视听觉整合脑区的整合能力、激活新的脑区参与视听觉整合、提高大脑整体的功能连接实现。该成果丰富和发展了老年人大脑的可塑性理论，推动了老年人视听觉整合补偿效应学说的发展，为提出科学可靠的老年人脑保健方案和认知干预产品的开发提供新的视角。此外，研究发现帕金森(Parkinson's disease,PD)被试的注意执行网络功率显著降低，且该现象随睡眠障碍的出现进一步加剧；伴随睡眠障碍PD被试的警觉网络功率提高，定向网络功率降低，且在三个注意网络间建立了广泛的联系。当前，PD依据临床运动症状进行诊断，而本研究发现PD注意脑网络的特异性改变属于PD前驱期非临床症状，可能会为PD的早期诊断提供有价值的参考指标。