Memoria di lavoro visuospaziale e superamento degli ostacoli nei giovani e negli anziani

Astratto

L'attraversamento degli ostacoli richiede la memoria di lavoro visuospaziale per guidare la traiettoria della gamba trascinata quando la vista non è disponibile. La memoria di lavoro visuospaziale, valutata con test neuropsicologici, diminuisce con l'età, tuttavia, resta da indagare dal punto di vista funzionale nell'attraversamento degli ostacoli. Esistono anche prove che la codifica visuospaziale durante un compito secondario interferisce con il controllo dell’equilibrio durante il passo e la deambulazione nelle persone anziane. Qui, abbiamo studiato gli effetti dell'interazione delle condizioni dell'età per ritardo (studio 1) e dell'età per compito visuospaziale secondario (studio 2) sull'eliminazione degli ostacoli in un compito di attraversamento degli ostacoli guidato dalla memoria di lavoro visuospaziale.
Giovani adulti sani di età compresa tra 19 e 36 anni (n=20 nello studio 1 e n=17 nello studio 2) e anziani sani di età compresa tra 66 e 83 anni (n=29 nello studio 1 e n A =21 nello studio 2) è stato chiesto di scavalcare un ostacolo con la gamba anteriore e di mettersi a cavalcioni su di esso per un periodo di ritardo prima di completare l'attraversamento con la gamba posteriore. Nello studio 1, due condizioni di altezza dell'ostacolo (12 cm, 18 cm) e due durate di ritardo (20 s, 60 s) sono state presentate in ordine casuale. Nello studio 2, ai partecipanti è stato richiesto di svolgere un compito non secondario (controllo), un compito visuospaziale secondario (movimento delle stelle) o un compito secondario non spaziale (aritmetica), mentre si trovavano a cavallo dell'ostacolo per un ritardo della durata di 20 s, all'ostacolo altezze di 12 cm e 18 cm, presentate in modo casuale. La cinematica della gamba trascinata (media e variabilità del massimo passaggio della punta sopra l'ostacolo) è stata determinata tramite motion capture.

La latenza è il tempo impiegato da una persona per ricevere informazioni e reagire. Il tempo di ritardo di ogni persona varierà in base a fattori quali età, salute e capacità personali. Tuttavia, le persone possono ridurre la latenza attraverso un allenamento e un esercizio costante. Esiste una stretta relazione tra latenza e memoria.

Il cervello umano è un organo pieno di meraviglie. Accetta continuamente nuove informazioni classificandole, analizzandole e memorizzandole fino a quando non sono necessarie. In termini di latenza, le persone devono elaborare rapidamente le informazioni in modo da poterle elaborare rapidamente e rispondere in modo accurato. Quando la nostra latenza viene ridotta, il nostro cervello può elaborare le informazioni più velocemente, reagire più velocemente e padroneggiare meglio nuove abilità.

D'altra parte, la nostra memoria è una funzione importante del cervello e anche la latenza è inseparabile dalla memoria. Il nostro cervello immagazzina nuove informazioni associandole a vecchie informazioni. Normalmente, il nostro cervello classifica e ordina automaticamente le informazioni nella banca di memoria appropriata. Tuttavia, se ritardiamo troppo a lungo, il nostro cervello comincia ad abbandonare questo processo automatico e preferisce ricordare le informazioni più importanti.

Un modo efficace per migliorare la latenza e la memoria è esercitare il nostro cervello. Analogamente all’esercizio fisico, anche il nostro cervello ha bisogno di allenamento ed esercizio fisico regolari per mantenersi in salute. Ad esempio, possiamo esercitare il nostro cervello risolvendo problemi di matematica, memorizzando parole o giocando a giochi di logica, riducendo così la nostra latenza e migliorando la nostra memoria.

Tutto sommato, esiste una forte connessione tra latenza e memoria. Se riusciamo ad abbassare la nostra latenza e a migliorare la nostra memoria attraverso un allenamento costante, saremo in grado di elaborare meglio le informazioni e apprendere meglio nuove abilità. Anche esercitare continuamente il nostro cervello è un comportamento positivo che può aiutarci ad avere più fiducia e ad avere successo nella nostra vita quotidiana. Si può vedere che dobbiamo migliorare la memoria. Cistanche deserticola può migliorare significativamente la memoria. La Cistanche deserticola è un materiale medicinale tradizionale cinese che ha molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva dai vari principi attivi che contiene, tra cui acidi, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono favorire la salute del cervello in vari modi.

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Non sono state riscontrate interazioni statisticamente significative tra età per ritardo o età per attività secondaria. Nello studio 1, la variabilità del distacco delle dita dei piedi era significativamente maggiore nei giovani adulti e aumentava con l’aumentare della durata del ritardo in entrambi i gruppi. Nello studio 2, rispetto alla condizione di controllo, la variabilità del distacco delle dita dei piedi era significativamente maggiore nella condizione del compito secondario non spaziale ma non nella condizione visuospaziale. Contrariamente alle nostre ipotesi, questi risultati suggeriscono che sia i giovani che gli anziani possono memorizzare una rappresentazione di un ostacolo tramite la memoria di lavoro visuospaziale per durate di almeno 60 secondi e utilizzare queste informazioni per scalare in sicurezza la loro gamba posteriore oltre un ostacolo.
Tuttavia, l’aumento della variabilità del distacco delle punte delle gambe posteriori con la durata del ritardo suggerisce che la rappresentazione degli ostacoli inizia a deteriorarsi anche entro i primi 20 anni, indipendentemente dall’età. Il finanziamento secondo cui l'esecuzione di un compito aritmetico simultaneo compromette l'eliminazione degli ostacoli guidata dalla memoria di lavoro visuospaziale suggerisce un potenziale aumento del rischio di inciampare durante l'attraversamento degli ostacoli durante il doppio compito sia nei giovani che negli anziani.

Parole chiave

Invecchiato · Evitamento degli ostacoli · Memoria di lavoro · Compito secondario · Elaborazione visuospaziale.

introduzione

La maggior parte delle cadute negli anziani avviene durante la deambulazione e l’attraversamento di ostacoli, rappresentando rispettivamente il 50-70% e l’11% delle cadute (Lord et al. 2007; Milanot et al. 2009). Ciò non sorprende poiché il superamento degli ostacoli è una sfida comune della deambulazione nella vita quotidiana, ad esempio quando si evitano fessure in un marciapiede o si salgono le scale. Il cattivo adattamento dell'andatura ad un ostacolo potrebbe causare una collisione e una caduta.

Il superamento degli ostacoli è un compito complesso diretto a un obiettivo che richiede processi cognitivi di livello superiore, tra cui la funzione esecutiva, l'attenzione, l'elaborazione visuospaziale e la pianificazione motoria (Chen et al. 2017; Mirelman et al. 2017; Mollaei, et al. 2017; Shumway- Cook et al.2007; Yogev-Seligmann et al.2008). Secondo recenti studi sui quadrupedi e sugli esseri umani, la memoria di lavoro visuospaziale (VSWM) è fortemente implicata nell'attraversamento degli ostacoli; dove si riferisce alla memorizzazione temporanea di informazioni visuospaziali utilizzate per guidare il comportamento in atto (Baddeley 2003; Pasternak et al. 2005). Questa forma di memoria di lavoro è particolarmente importante nell'attraversamento degli ostacoli, dove una rappresentazione visuospaziale memorizzata di un ostacolo viene utilizzata per guidare entrambe le gambe oltre l'ostacolo quando la visualizzazione diretta dell'ostacolo non è più disponibile (Yogev-Seligmann et al. 2008; Lajoie et al. 2012; Mohagheghi et al. 2004; Rhea et al. 2011; Shinya et al. 2012).

Studi su gatti e cavalli hanno dimostrato che i quadrupedi possono superare con successo un ostacolo con le zampe anteriori e cavalcarlo tra le zampe anteriori e posteriori per un periodo di ritardo, prima di attraversare successivamente l'ostacolo con le zampe posteriori (McVea et al. 2006; McVea et al. 2007 ; Whishaw et al. 2009; Wong et al. 2017). Questo compito si basa su VSWM per guidare l'attraversamento degli ostacoli con le zampe posteriori, poiché la visualizzazione dell'ostacolo non è disponibile. In questi esperimenti, precise informazioni visuospaziali sull'altezza dell'ostacolo (dimostrate scalando le zampe posteriori sopra l'ostacolo) sono state conservate per periodi di ritardo fino a 10 minuti nei gatti (McVea et al. 2006; McVea et al. 2007) e 15 minuti nei gatti. cavalli (Whishaw et al. 2009). Utilizzando un simile paradigma di superamento degli ostacoli con i giovani adulti, Lajoie et al. (Lajoie et al. 2012) hanno dimostrato che i giovani adulti possono allo stesso modo conservare informazioni visuospaziali precise sull'altezza di un ostacolo per periodi di ritardo di almeno 2 minuti, come dimostrato dall'appropriato ridimensionamento della gamba posteriore sopra l'ostacolo dopo la durata del ritardo.

In particolare, è stato riscontrato che la VSWM peggiora con l’età. Questo declino correlato all’età è stato ampiamente dimostrato utilizzando vari test carta e penna della VSWM, in base ai quali gli anziani hanno risultati significativamente peggiori rispetto ai giovani adulti (Mattay et al. 2006; Heinzel et al. 2017; Lubitz et al. 2017; Suzuki, et al.2018). Inoltre, è stato dimostrato che anche l’accuratezza della risposta di presa dell’arto superiore guidata dal VSWM diminuisce con l’età (Cheng et al. 2012). Tuttavia, il declino della VSWM funzionale con l’età rimane poco compreso e fino ad oggi non è stato studiato nel contesto del superamento degli ostacoli agli arti inferiori.

Inoltre, il doppio compito è un’esigenza comune della vita quotidiana, ad esempio conversare mentre si cammina. Precedenti studi a doppio compito hanno dimostrato che intraprendere un compito cognitivo secondario compromette significativamente le prestazioni nei compiti di andatura e di equilibrio, il che può aumentare il rischio di caduta (Yogev-Seligmann et al. 2008; Worden et al. 2016; Maylor et al. 1996; Woollacott et al. al.2002; Menant et al.2014). Coloro che si sono concentrati sull’attraversamento degli ostacoli hanno confermato l’impatto dannoso dell’invecchiamento (Brown et al. 2005; Kim et al. 2007) e dei compiti che distolgono lo sguardo (Worden et al.2016; Cho et al. 2019) o richiedono una crescente attenzione VS (Lo et al. 2015) sull'autorizzazione di sicurezza e/o sull'esecuzione di compiti secondari. Tuttavia, un confronto tra gli effetti dei compiti secondari che toccano diversi domini cognitivi sulle prestazioni nell’attraversamento degli ostacoli, negli adulti giovani e anziani, deve ancora essere studiato.

Un paradigma a doppio compito può rivelarsi utile per esplorare quale tipo di compito cognitivo secondario interferisce con la rappresentazione degli ostacoli nella VSWM, influenzando così negativamente il superamento degli ostacoli nelle persone anziane. Noi e altri abbiamo riferito che, rispetto ai compiti cognitivi non spaziali, i compiti cognitivi visuospaziali sono più dannosi per il controllo dell’equilibrio durante la posizione eretta, il passo e la deambulazione, probabilmente a causa della competizione per reti comuni per la codifica delle informazioni spaziali (Menant, et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a; Woollacott et al. 2008; Barra et al. 2006; Kerr et al. 1985; Nadkarni et al. 2010).

Per affrontare le questioni di cui sopra, abbiamo condotto due studi complementari. Lo studio 1 ha studiato gli effetti dell'età e della durata del ritardo sulla rappresentazione degli ostacoli nella VSWM, utilizzando dati cinematici (distacco delle dita dei piedi). Abbiamo ipotizzato un gruppo di età in base all'effetto di interazione della durata del ritardo sui dati cinematici, per cui i partecipanti giovani e più anziani non avrebbero differenze significative nella media e nella variabilità dell'eliminazione delle dita dei piedi con una durata di ritardo più breve; ma con una durata di ritardo più lunga, i partecipanti più anziani mostrerebbero una variabilità significativamente maggiore nella rimozione delle dita dei piedi della gamba posteriore rispetto ai partecipanti giovani. Questa ipotesi è stata registrata prima dell'analisi dei dati sull'Open Science Framework (osf.io/f65b4).

Lo studio 2 ha studiato gli effetti di un compito cognitivo visuospaziale rispetto a un compito cognitivo non spaziale sulla rappresentazione degli ostacoli nella VSWM durante un compito di superamento degli ostacoli in adulti giovani e anziani. Abbiamo ipotizzato che se l'attraversamento degli ostacoli dipendesse dal VSWM: (i) il compito cognitivo visuospaziale produrrebbe un maggiore aumento della variabilità intra-soggettiva del distacco delle dita delle gambe posteriori durante l'attraversamento degli ostacoli, rispetto al compito cognitivo non spaziale e al compito di controllo; e (ii) questo effetto sarebbe più pronunciato negli anziani. Abbiamo quindi ipotizzato una condizione di tipo dual-task in base all'effetto di interazione del gruppo di età sulla variabilità della clearance delle dita dei piedi, che è stata registrata prima dell'analisi dei dati sull'Open Science Framework (osf.io/t3c8e).

Metodi

Partecipanti

Venti giovani adulti sani e 29 anziani sani hanno partecipato allo Studio 1, mentre 17 giovani adulti sani e 21 anziani sani hanno partecipato allo Studio 2. I partecipanti giovani sono stati reclutati tra il personale e gli studenti del Neuroscience Research Australia (NeuRA), mentre i partecipanti più anziani erano reclutati dal registro dei volontari NeuRA e da precedenti partecipanti alla ricerca che avevano indicato interesse per studi futuri presso NeuRA (Sturnieks et al. 2019).

I criteri di inclusione erano un punteggio minimo di 24 al Mini-Mental State Examination (MMSE) (Tombaugh 1992), l'indipendenza nelle attività della vita quotidiana e la capacità di deambulare per almeno 20 metri senza l'uso di ausili per la mobilità. I criteri di esclusione erano condizioni mediche o psicologiche che avrebbero potuto precludere una partecipazione sicura allo studio. Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto approvato dal Comitato etico per la ricerca umana dell'Università del New South Wales (HC15580).

Protocollo

I partecipanti hanno visitato NeuRA in una (singolo studio) o due (entrambi gli studi) occasioni di valutazione, completando prima una breve batteria di test neuropsicologici. Questo studio ha adattato il paradigma del superamento degli ostacoli descritto da Lajoie e colleghi (Lajoie et al. 2012). In questo caso, l'ostacolo era un'asta di legno lunga 1 metro e con un diametro di 1 cm, dipinta di verde brillante e fissata a un'estremità a un montante (Fig. 1), che poteva sostenere l'asta a due diverse altezze: 18 cm (altezza) e 12 cm (altezza). cm (basso) (Fig. 1). La selezione di due diverse altezze dell'ostacolo (presentate in ordine casuale) utilizzata in entrambi gli studi aveva lo scopo di garantire che i partecipanti rimanessero attenti all'altezza dell'ostacolo in ciascuna prova e di impedire ai partecipanti di acquisire uno schema motorio appreso per superare l'ostacolo. L'altezza dell'ostacolo di 18 cm è stata scelta per riprodurre l'altezza del gradino standard in Australia (Standards Association of Australia 1992), mentre l'altezza dell'ostacolo di 12 cm è stata scelta per essere sufficientemente diversa dall'altezza dell'ostacolo precedente. Ai partecipanti sono state fornite scarpe standard in stile Oxford da indossare durante l'esperimento ed è stato chiesto loro su quale gamba avrebbero scelto di stare su una gamba, per accertare la dominanza della gamba.

Test descrittivi

Il mini-mental state exam (MMSE) ha fornito una misura globale della funzione cognitiva per accertare il rispetto dei criteri di inclusione (Tombaugh 1992). Il trail-making test (TMT) ha valutato le funzioni esecutive della velocità cognitivo-motoria e la capacità di cambiare compito, e la differenza tra le parti A e B del test è stata calcolata per fornire una misura della funzione esecutiva (eliminando la velocità e gli elementi motori dalla somministrazione del test) (Wechsler et al. 1981). Il subtest Wechsler Adult Intelligence Scale-III (WAIS-III) Digit Span Backwards ha valutato la memoria di lavoro verbale (Wechsler et al. 1997); e il compito visuospaziale di movimento delle stelle ha valutato la memoria di lavoro visuospaziale (Menant et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a). Infine, l'acuità visiva corretta è stata valutata binocularmente con un grafico 6 m-logMAR.

Studio 1

Nello studio 1, i partecipanti hanno eseguito un blocco di sei prove di controllo, seguito da due blocchi di dodici prove sperimentali ciascuno. Ai partecipanti è stata concessa una pausa di riposo tra ogni blocco. Prima delle prove di controllo, i partecipanti hanno eseguito alcune prove pratiche per identificare la posizione di partenza individuale e familiarizzare con le scarpe e con il compito a cavallo.

Prove di controllo All'inizio di ogni prova, i partecipanti si trovavano in una posizione di partenza fissa davanti all'ostacolo. Dopo istruzioni verbali, i partecipanti hanno fatto un passo con la gamba non dominante, poi hanno scavalcato l'ostacolo con la gamba dominante (anteriore) prima di scavalcare immediatamente l'ostacolo con la gamba non dominante (posteriore) e hanno continuato a camminare per alcuni passi per attraversare una linea di fondo a circa 2 m di distanza.

Prove sperimentali All'inizio di ogni prova sperimentale, i partecipanti si trovavano in una posizione di partenza fissa davanti all'ostacolo. Dopo istruzioni verbali, i partecipanti hanno fatto un passo con la gamba non dominante, quindi hanno scavalcato l'ostacolo con la gamba dominante (anteriore). In questa fase, i partecipanti dovevano rimanere a cavallo dell’ostacolo per uno dei due periodi di ritardo: 20 s (breve) e 60 s (lungo). Durante il periodo di ritardo, ai partecipanti è stato chiesto di rimanere fermi e di astenersi dal guardare l'ostacolo dall'alto in basso, ma di fissare lo sguardo su un bersaglio visivo (una croce bianca e nera) posto all'altezza degli occhi a 4 m davanti a loro. Durante questo periodo, un esaminatore (nascosto dietro una tenda e fuori dalla vista del partecipante) ha abbassato l'ostacolo a terra all'insaputa del partecipante, per garantire che il partecipante non entrasse in contatto con l'ostacolo se ne avesse sottovalutato l'altezza. Dopo il periodo di ritardo, un segnale acustico segnalava al partecipante di superare l'ostacolo con la gamba non dominante (trascinante), senza guardare l'ostacolo (Fig. 2). L'altezza dell'ostacolo e la durata del ritardo sono stati presentati in ordine casuale durante le prove sperimentali.

Studio 2

Nello studio 2, ai partecipanti è stato richiesto di svolgere un compito non secondario (controllo), un compito secondario visuospaziale (movimento delle stelle) o un compito secondario non spaziale (aritmetico) mentre si trovavano a cavallo dell'ostacolo per un ritardo della durata di 20 secondi. I partecipanti hanno eseguito sei prove per ciascuna condizione (tre per ciascuna altezza) presentate in ordine randomizzato a blocchi. La durata del ritardo di 20 secondi è stata scelta per ridurre al minimo l'affaticamento e la monotonia.

Impostazione sperimentale Durante tutto il periodo di ritardo, le istruzioni del compito secondario sono state fornite continuamente ai partecipanti come registrazione vocale tramite altoparlante per garantire un coinvolgimento ininterrotto con il compito secondario; cioè, una nuova domanda veniva posta immediatamente dopo che i partecipanti avevano risposto alla domanda precedente. Durante il periodo di ritardo, l'ostacolo è stato anche abbassato a terra all'insaputa del partecipante; trascorso il periodo di ritardo, un segnale acustico segnalava al partecipante di completare il passo oltre l'ostacolo senza abbassare lo sguardo (Fig. 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. Nella condizione di controllo, ai partecipanti è stato chiesto di astenersi dall’impegno mentale.

I compiti secondari selezionati richiedevano risposte verbali equivalenti costituite principalmente da una sillaba, ed è stato precedentemente dimostrato che entrambi i compiti secondari erano abbinati in base alla difficoltà (Menant, et al. 2014; Sturnieks et al. 2008a). Pertanto, qualsiasi effetto confondente del discorso o della complessità del compito sarebbe coerente in entrambe le condizioni del compito secondario. I partecipanti hanno praticato entrambe le condizioni dei compiti secondari per assicurarsi di essere abili nel condurli prima di iniziare le prove sperimentali. La percentuale di domande a cui è stata data risposta corretta è stata registrata per valutare l'accuratezza della prestazione del compito secondario.

Raccolta dati

I dati cinematici (distanza delle dita e massima elevazione delle dita) sono stati misurati utilizzando un 7-sistema di acquisizione del movimento della fotocamera (OptiTrack, NaturalPoint, Oregon, USA) a una frequenza di campionamento di 100 Hz, utilizzando marcatori retroriflettenti passivi. I marcatori delle dita sono stati posizionati nella stessa posizione relativa su tutte le scarpe, sulla superficie superiore delle scarpe, sopra la seconda testa metatarsale.

Analisi dei dati

È stata calcolata la distanza delle punte (TC) per la gamba che trascina, l'elevazione massima delle punte sopra l'ostacolo è stata misurata per entrambe le gambe, nonché la variabilità intra-soggetto del TC. La distanza della punta è stata definita come la distanza verticale tra il marcatore della punta e il bordo superiore dell'ostacolo quando il marcatore della punta del piede incrociato era direttamente sopra l'ostacolo (cioè, la posizione antero-posteriore del marcatore della punta era allineata con quella dell'ostacolo) . Il TC della gamba posteriore è stato derivato poiché l'ostacolo era abbassato e quindi non era nella posizione di richiedere lo sgombero. La variabilità della distanza delle dita è stata calcolata come deviazione standard del TC medio. È stata calcolata l'elevazione massima delle dita dei piedi per confermare che i partecipanti stavano scalando la traiettoria del piede fino all'altezza dell'ostacolo. È stato definito come lo spostamento verticale massimo del puntale della gamba incrociata dal suolo durante la traiettoria del passo sopra l'ostacolo. Il TC medio della gamba posteriore rappresenta l'accuratezza della prestazione nell'attraversamento degli ostacoli, mentre la variabilità intrasoggetto del TC della gamba posteriore rappresenta la consistenza della prestazione nell'attraversamento degli ostacoli. Questi dati cinematici sono stati calcolati e raccolti per ciascuna fascia di età e condizione di attività utilizzando un codice scritto su misura in MATLAB (MATLAB R2018, The MathWorks Inc., Natick, Massachusetts, USA). Non abbiamo ipotizzato un effetto statisticamente significativo dell'altezza dell'ostacolo sulla variabilità del TC della gamba posteriore; pertanto, dopo aver raggruppato i dati relativi alle altezze degli ostacoli, i dati finali sulla variabilità TC sono stati calcolati da 6 prove per la condizione di controllo (ritardo zero), 12 prove in ciascuna condizione di ritardo sperimentale nello Studio 1 e 6 prove in ciascuna condizione del compito secondario nello Studio 2 (controllo, NS e VS).
Per lo studio 1, si è ritenuto che un campione di 50 persone (20 giovani e 30 adulti più anziani) fosse sufficiente per rilevare una differenza significativa tra i gruppi per la principale variabile dipendente (altezza di superamento dell'ostacolo della gamba posteriore), ovvero una differenza del 25% nella distanza del piede sopra l'ostacolo (Hatton et al. 2013). Per lo studio 2 è stato raccolto un campione di convenienza che rifletteva le risorse disponibili per lo studio (tempo, finanziamenti e personale).
analisi statistica

L'analisi statistica dei dati raccolti è stata completata utilizzando IBM Statistical Package for Social Sciences (SPSS) Statistics Version 23 (IBM Corp., New York, USA). I dati sono stati esaminati visivamente per individuare valori anomali e normalità della distribuzione, e i dati distorti sono stati trasformati in log. Nello studio 1, è stata eseguita un'analisi della varianza a misure ripetute (ANOVA) con modello misto sulle variabili cinematiche con durata del ritardo (zero, 20 s, 60 s) e altezza dell'ostacolo (bassa, alta) come fattori all'interno del soggetto ed età gruppo (giovani, anziani) come fattore tra soggetti. La condizione di ritardo zero è stata inclusa nell'analisi per indagare sui potenziali deterioramenti che avrebbero potuto verificarsi entro i primi 20 s. Nello studio 2, è stata eseguita un'ANOVA a misure ripetute a modello misto sulle variabili cinematiche con condizione del compito secondario (controllo, non spaziale, visuospaziale) e altezza dell'ostacolo (bassa, alta) come fattori all'interno del soggetto e fascia di età (giovane, anziano) come fattore tra soggetti. In entrambi gli studi, in cui è stato identificato un effetto di interazione significativo o un effetto principale, sono stati eseguiti test post hoc utilizzando il metodo della differenza meno significativa. L’ipotesi nulla veniva rifiutata se p<0.05.

Risultati
Descrizione del campione

La tabella 1 presenta le informazioni di base sulle prestazioni dei test demografici, antropometrici e cognitivi per tutti i partecipanti in entrambi gli studi. Le differenze tra i gruppi di età hanno indicato una funzione cognitiva e una visione peggiori nel gruppo più anziano rispetto ai giovani (Tabella 1). Ciononostante, tutti i partecipanti avevano una visione sufficiente per intraprendere il compito di superare gli ostacoli.

Secondo la Tabella 1, la percentuale di donne non era significativamente diversa tra i gruppi giovani e anziani nello Studio 1 (40% contro 62%, rispettivamente) (Χ2 = 2.315, p=0.128 ) o Studio 2 (53% contro 52%) (Χ2 = 0.001, p=0.973). Nel complesso, le donne costituivano il 53% dei partecipanti allo Studio 1 e il 53% allo Studio 2.

Dati mancanti

I partecipanti avevano dati mancanti per un singolo studio nelle seguenti condizioni per lo Studio 1: ritardo zero basso (n=1), ritardo zero elevato (n=2), ritardo breve basso (n{{3} }), ritardo lungo basso (n=3), ritardo breve alto (n=1) e ritardo lungo alto (n=3). Inoltre, mancavano due prove per un partecipante nella condizione di ritardo zero basso e un altro partecipante nella condizione di ritardo breve elevato. Per lo Studio 2, il numero di partecipanti a cui mancava una singola prova è il seguente: basso ritardo zero (n=2), basso non spaziale (n=4), basso visuospaziale (n{{ 12}}), ritardo zero elevato (n=1), non spaziale elevato (n=2), visuospaziale elevato (n=4). Questi erano dovuti a un segnapiede caduto o ostruito.

Non è stato necessario alcun aggiustamento nell’analisi statistica dato che tutti i partecipanti avevano un set di dati completo di variabilità media e intra-soggetto di TC.

Ridimensionamento delle traiettorie delle gambe all'altezza dell'ostacolo

In entrambi gli studi, le traiettorie della gamba anteriore e posteriore sono state adattate all'altezza dell'ostacolo. Nella condizione di ritardo zero (prove di controllo) dello studio 1, l'elevazione massima media della punta per entrambi i leader (F1,46=574.159, p<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).

Nello Studio 1, due partecipanti giovani e due più anziani sono entrati in contatto con l'ostacolo alto (18 cm) con il piede anteriore in un'unica occasione (mai al primo superamento dell'ostacolo). Nello studio 2, un giovane partecipante ha toccato l'ostacolo corto (12 cm) con il piede anteriore. Queste prove furono scartate e ripetute. Quattro dei cinque partecipanti (tre giovani, uno più anziano) che sono entrati in contatto con l'ostacolo soddisfacevano i requisiti minimi di acuità visiva per l'idoneità alla guida [acuità visiva corretta (0.3logmar e superiore)] (Latham et al. 2015) .

Risultati dello studio 1

Contrariamente alla nostra ipotesi, non ci sono state interazioni età per ritardo per il TC medio della gamba posteriore (F1,47=0.567, p=0.571) o variabilità intra-soggetto del TC della gamba posteriore (F1,47=1.982, p=0.150) (Fig. 3a e b). Invece, per il TC medio della gamba posteriore, abbiamo trovato una fascia di età significativa in base all'interazione dell'altezza dell'ostacolo (F2,94=13.838, p=0.001) (Fig. 3c). Test post hoc hanno mostrato che entrambi i gruppi di età avevano un TC medio della gamba posteriore significativamente ridotto quando si superava l'ostacolo alto rispetto all'ostacolo basso (giovani: p=0.001, più anziani: p < 0,001). Inoltre, quando si superava l'ostacolo basso, non c'era differenza significativa tra il TC medio della gamba posteriore utilizzato da entrambi i gruppi di età (p=0.621). Tuttavia, quando superavano l'ostacolo alto, gli adulti più anziani avevano un TC medio della gamba posteriore significativamente più piccolo rispetto ai giovani adulti (p=0.044) (Fig. 3c).

Non c'era alcuna interazione tra altezza per gruppo di età o altezza per ritardo sulla variabilità intra-soggetto del TC della gamba trascinata. Con i dati raggruppati nelle due condizioni di altezza, abbiamo scoperto che la variabilità intra-soggetto del TC finale mostrava un effetto principale del gruppo di età (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).

Risultati dello studio 2

Contrariamente alle nostre ipotesi, non c'erano interazioni tra gruppi di età e condizioni per il TC medio della gamba posteriore (F2,72=1.303, p=0.278) o variabilità intra-soggetto del TC della gamba posteriore ( F2,72=0.087, p=0.917) (Fig. 4). Inoltre, non è stata identificata alcuna fascia di età in base all'interazione dell'altezza dell'ostacolo (F2,72= 0.356, p=0.554). Il TC medio ha mostrato un effetto principale dell'altezza dell'ostacolo (F1,36=61.909, p<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).

Non è stata rilevata alcuna interazione statisticamente significativa tra altezza per gruppo di età o altezza per condizione per la variabilità intra-soggetto del TC della gamba trascinata. Con le altezze raggruppate, si è verificato un effetto principale della condizione (F2,72=3.59, p=0.033), in cui i partecipanti hanno mostrato una maggiore variabilità TC durante l'esecuzione del compito secondario NS rispetto alla condizione di controllo (cioè, nessun compito secondario) (p=0.021) (Fig. 4b). Non c'era differenza nella variabilità TC tra il compito secondario VS e la condizione di controllo (p=0.382), o il compito secondario NS (p=0.081). Non c'era alcun effetto principale dell'età (F1,36=1.230, p=0.275) (Fig. 4b).

Tutti i partecipanti di entrambi i gruppi di età hanno registrato una precisione del 100% nell'esecuzione dei compiti visuospaziali e aritmetici.

Discussione

Riepilogo

I risultati del nostro studio 1 suggeriscono che sia i giovani che gli anziani sono stati in grado di mantenere una rappresentazione dell'ostacolo in VSWM per durate di almeno 60 s, indicato dalla successiva capacità di superare in sicurezza l'ostacolo con la gamba posteriore. Tuttavia, l’aumento dipendente dal ritardo nella variabilità del TC della gamba trascinata osservato in entrambi i gruppi di età suggerisce che questa rappresentazione dell’ostacolo inizia a deteriorarsi entro i primi 20 secondi. Per lo studio 2, i nostri risultati suggeriscono che questa prestazione di superamento degli ostacoli guidata dal VSWM è suscettibile all'interferenza del doppio compito, come indicato dall'aumento della variabilità TC osservato in entrambi i gruppi di età quando viene eseguito un compito secondario non spaziale (aritmetico) rispetto al controllo (singolo -compito) condizione. È interessante notare che l’assenza di un effetto di interazione età per condizione sulle prestazioni di superamento degli ostacoli nel doppio compito suggerisce che l’invecchiamento non aumenta il costo del doppio compito per il distacco del piede durante l’attraversamento degli ostacoli, almeno al livello di complessità del compito indagato in questo studio.

Studio 1: mantenimento di un ostacolo Rappresentazione nella memoria di lavoro visuospaziale

Nello studio 1, abbiamo utilizzato un paradigma di superamento degli ostacoli per studiare gli effetti dell'età e della durata del ritardo sulla memorizzazione di una rappresentazione dell'ostacolo in VSWM, che viene utilizzata per guidare il successivo comportamento di superamento degli ostacoli. La capacità di superare in sicurezza un ostacolo con un'adeguata distanza è fondamentale per una locomozione sicura. Questo compito si basa fortemente su vari processi cognitivi di livello superiore tra cui VSWM, dove le informazioni visuospaziali sulle dimensioni e sulla posizione di un ostacolo (Diaz, et al. 2018) vengono temporaneamente archiviate e utilizzate per guidare la traiettoria di entrambi gli arti inferiori per superare adeguatamente l'ostacolo ( Baddeley 2003; Pasternak et al. 2005). Ad esempio, studi precedenti hanno dimostrato che sia i gatti che i giovani adulti sani possono evitare con successo gli ostacoli lungo una passerella anche quando la vista viene ritirata pochi passi prima dell'attraversamento dell'ostacolo (Mohagheghi et al. 2004; Wilkinson et al. 2005), indicando che precisi studi visuospaziali le informazioni sulle dimensioni dell'ostacolo e sulla posizione spaziale possono essere memorizzate in VSWM per almeno un breve periodo e utilizzate per guidare opportune traiettorie del piede sopra gli ostacoli.

Nella maggior parte dei casi di superamento di ostacoli, questa rappresentazione dell'ostacolo deve essere memorizzata nel VSWM solo per brevi periodi, dato che nell'uomo il passo della gamba posteriore segue quasi immediatamente dopo il passo della gamba anteriore oltre l'ostacolo. Tuttavia, in alcune situazioni, potrebbe essere necessario mantenere la rappresentazione neurale di un ostacolo per periodi considerevolmente più lunghi per guidare un superamento sicuro dell'ostacolo, ad esempio ricordare la posizione di un attrezzo da giardino posato in giardino, un giocattolo per bambini in soggiorno , un animale domestico in veranda e quando si attraversa un corridoio disordinato dopo aver spento le luci. Utilizzando il paradigma dell'ostacolo a cavallo (dove i partecipanti attraversano un ostacolo con la gamba anteriore e si siedono su di esso per un certo periodo di tempo prima di attraversarlo con la gamba posteriore), Lajoie e colleghi hanno dimostrato che i giovani adulti sono in grado di immagazzinare una rappresentazione neurale di un ostacolo per durate di almeno 120 s, come indicato da un appropriato ridimensionamento della gamba posteriore all'altezza dell'ostacolo successivo al ritardo (Lajoie et al. 2012).

Nel presente esperimento, abbiamo esteso questa domanda agli anziani e abbiamo dimostrato che gli anziani potrebbero allo stesso modo mantenere una rappresentazione dell'ostacolo nella VSWM per ritardi di almeno 60 secondi. Ciò è indicato dalla loro capacità costante di adattare la gamba posteriore all'altezza dell'ostacolo dalla memoria, anche dopo la durata del ritardo. È importante sottolineare che il fatto che i partecipanti di entrambi i gruppi di età abbiano adattato le traiettorie delle loro gambe all’altezza dell’ostacolo anche dopo un certo periodo di ritardo suggerisce che i partecipanti non si sono limitati a fare affidamento su una strategia predefinita di passo alto per superare l’ostacolo. Piuttosto, avevano raccolto informazioni precise sull'altezza dell'ostacolo e sulla posizione rispetto al piede posteriore e memorizzavano queste informazioni come rappresentazione neurale stabile dell'ostacolo in VSWM e in proporzione a questa memoria erano in grado di eseguire con successo il passo.

È interessante notare che l’assenza di un effetto di interazione o di un effetto principale della durata del ritardo sul TC medio della gamba posteriore suggerisce che la rappresentazione dell’ostacolo è rimasta stabile nel VSWM degli anziani per almeno 60 secondi, che è stata la durata del ritardo più lunga testata in questo esperimento. Questo risultato è sorprendente, considerando che è stato ampiamente dimostrato che la VSWM diminuisce con l’età, sia nel contesto dei test su carta e penna sulla VSWM (Myerson et al. 1999; Vecchi et al. 2005; Bopp et al. 2007; Fiore et al. al. 2012) e nel contesto funzionale della precisione di presa dell'arto superiore (Cheng et al. 2012). È possibile che la durata del ritardo di 60 secondi utilizzata in questo studio fosse insufficiente per rivelare qualsiasi potenziale declino correlato all’età nella VSWM per l’attraversamento degli ostacoli e che questo effetto dell’età possa diventare evidente con un intervallo maggiore di durate del ritardo testate. Tuttavia, in questo studio, non abbiamo testato durate di ritardo superiori a 60 secondi per motivi di affaticamento nei partecipanti più anziani.

Studio 1: L'effetto dell'età sulla variabilità intra-individuale del distacco delle dita dei piedi

Il fatto che la variabilità TC della gamba trascinata intra-soggetto sia aumentata in entrambi i gruppi di età quando è stata imposta una durata di ritardo è interessante, dato che questa misura è un forte indicatore del rischio di inciampo durante l'attraversamento degli ostacoli (Best et al. 2008). Quando si attraversa un ostacolo, è necessario raggiungere un TC sufficiente per garantire che l'ostacolo venga superato in sicurezza. Pertanto, una maggiore variabilità del TC quando si supera un ostacolo può aumentare il rischio di contatto con l'ostacolo, aumentando così il rischio di inciampare e cadere. Nel presente studio, nonostante i partecipanti siano rimasti in grado di superare l'ostacolo in sicurezza con la gamba posteriore dopo un periodo di ritardo prolungato, l'aumento della variabilità TC della gamba posteriore tra ritardi pari a zero e 20 s sembra suggerire che la rappresentazione dell'ostacolo memorizzata in VSWM subisce un certo grado di deterioramento anche entro un periodo di 20 s, indipendentemente dalla fascia di età.

Contrariamente alla nostra ipotesi, la variabilità TC della gamba trascinata intra-soggetto era maggiore nei giovani adulti che negli anziani, indipendentemente dall’altezza dell’ostacolo o dalla durata del ritardo. Ciò è in contraddizione con la precedente letteratura sulla negoziazione degli ostacoli che non ha riscontrato effetti dell’età sulla variabilità del TC della gamba trascinata (Chen 1991; Muir et al. 2019). Il fatto che il gruppo più giovane fosse più variabile rispetto al gruppo più anziano è intrigante, considerando che gli adulti più anziani dimostrano una maggiore variabilità del TC rispetto ai giovani adulti durante la camminata in piano (Mills et al. 2008). È possibile che gli adulti più anziani nel nostro campione fossero limitati da una maggiore rigidità biomeccanica rispetto ai giovani adulti (Boyer et al. 2017), e quindi avessero una maggiore coerenza nel generare il movimento richiesto per superare l’ostacolo con la gamba posteriore. Inoltre, a causa dello scarso controllo dell’equilibrio e della vista ridotta, i partecipanti più anziani potrebbero essere stati più attenti e cauti nell’attraversare l’ostacolo, mentre il gruppo più giovane potrebbe aver adottato un approccio più disinvolto (Muir et al. 2020).

Studio 1: L'effetto dell'altezza sulla distanza media delle dita dei piedi

Abbiamo anche scoperto che i partecipanti di entrambi i gruppi di età superavano l’ostacolo alto con un TC minore rispetto all’ostacolo basso, indipendentemente dalla durata del ritardo. Ciò sembra coerente con i risultati di Lajoie e colleghi (Lajoie et al. 2012) sui giovani adulti, sebbene le altezze degli ostacoli utilizzate nel loro esperimento fossero superiori a quelle utilizzate qui. In particolare, precedenti studi sulla negoziazione degli ostacoli hanno prodotto risultati incoerenti sull’effetto dell’altezza degli ostacoli sul TC medio, con alcuni studi che riportano un TC più piccolo con ostacoli più alti (Lajoie et al. 2012; Maidan et al. 2018), altri che riportano un TC più grande con ostacoli più alti (Chen1991; Muir et al. 2019; Pan et al. 2016) e alcuni non riportano alcun effetto dell'altezza degli ostacoli sul TC (Lu et al. 2006). Esistono anche prove recenti nei giovani adulti che la distanza dei piedi degli arti anteriori e posteriori è influenzata dall'altezza dell'ostacolo controlaterale in un paradigma di attraversamento a doppio ostacolo (Miura et al. 2021). Tuttavia, la tendenza alla diminuzione del TC con l’aumento dell’altezza dell’ostacolo in questo studio è interessante in quanto è coerente con la ricerca che mostra che il rischio di inciampo aumenta con l’altezza dell’ostacolo (Chou et al. 1998; Rietdyk et al. 2011).

È interessante notare che la tendenza a diminuire il TC della gamba trascinata con l’aumentare dell’altezza dell’ostacolo era più evidente nel gruppo più anziano, contrariamente a numerosi studi precedenti che non avevano riscontrato alcun effetto dell’età sul TC della gamba trascinata (Lu et al. 2006; Draganich et al. 2004; Lowrey et al.2007; Chien, et al.2018). Una possibile spiegazione per questa osservazione potrebbe essere rappresentata dalle differenze legate all’età nell’approccio cinematico al superamento degli ostacoli tra adulti giovani e anziani. Ad esempio, McFadyen e Prince (McFadyen et al. 2002) hanno scoperto che gli adulti più anziani dimostravano una maggiore caduta pelvica ipsilaterale alla gamba che trascinava mentre superava l'ostacolo, il che contribuiva a un TC più piccolo quando attraversavano un ostacolo rispetto ai giovani adulti. In questo caso, queste stesse differenze cinematiche legate all’età potrebbero aver contribuito al minore TC della gamba posteriore osservato negli anziani rispetto ai giovani adulti quando si supera un ostacolo alto.
Studio 2: L'effetto dell'età sulle condizioni del doppio compito

Nello studio 2, abbiamo utilizzato un paradigma a doppio compito per indagare se intraprendere un compito secondario VS rispetto a un compito non VS interferirebbe con il VSWM necessario per guidare l'attraversamento degli ostacoli e successivamente compromettere l'eliminazione degli ostacoli. Contrariamente alla nostra ipotesi, non abbiamo riscontrato un effetto età per condizione sui parametri cinematici di superamento degli ostacoli (variabilità media e intra-soggetto del TC della gamba trascinata). Ciò suggerisce che anche quando intraprendono un compito cognitivo secondario, gli anziani rimangono capaci quanto i giovani di memorizzare una rappresentazione stabile dell’ostacolo in VSWM per un ritardo di almeno 60 secondi.

Una possibile spiegazione per l’assenza di un effetto dell’età sull’interferenza del doppio compito per il compito di superamento degli ostacoli guidato dal VSWM è che i partecipanti più anziani potrebbero aver adottato un approccio più cauto al superamento degli ostacoli rispetto alle loro controparti più giovani, scegliendo di dare priorità alla prestazione in il compito primario di superare gli ostacoli per ridurre al minimo il rischio di inciampare a scapito dell'esecuzione del compito secondario e in assenza di istruzioni specifiche riguardanti la definizione delle priorità dei compiti. Questo modello di crescente priorità nei compiti motori con l’età è spesso riportato nella letteratura sul dual-tasking (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), può indicare una strategia adattiva da parte degli anziani per compensare il declino correlato all'età nel controllo dell'equilibrio che avrebbe potuto altrimenti comportare un aumento del rischio di cadute, in particolare in una situazione che richiedeva un doppio compito (Sturnieks et al. 2008b).

Una spiegazione alternativa per i nostri risultati potrebbe essere che i compiti cognitivi secondari non superavano la soglia di complessità richiesta per mettere alla prova l’attenzione, la memoria di lavoro e le risorse delle funzioni esecutive dei nostri partecipanti, che altrimenti avrebbero potuto rivelare cambiamenti VSWM legati all’età nei nostri anziani. partecipanti. Questa spiegazione è supportata dalla scoperta che tutti i partecipanti di entrambi i gruppi di età hanno fornito risposte corrette a tutte le domande su entrambi i tipi di compiti cognitivi, suggerendo un potenziale livello di difficoltà insufficiente. Tuttavia, gli studi futuri dovrebbero includere registrazioni del tempo di risposta, una misura di risultato più sensibile delle prestazioni del compito cognitivo.

Studio 2: Costi del doppio compito dei compiti aritmetici e visuospaziali

Il fatto che il compito secondario aritmetico abbia aumentato la variabilità TC della gamba trascinata intra-soggetto in seguito a una durata di ritardo è concordante con i risultati di precedenti studi sulla negoziazione degli ostacoli a doppio compito (Kim et al. 2007; Guadagnin et al. 2015). Questa maggiore variabilità nel TC suggerisce che l'interferenza del compito aritmetico ha comportato una minore capacità di richiamare in modo coerente informazioni precise sull'altezza dell'ostacolo dal VSWM per guidare la rimozione degli ostacoli della gamba posteriore. Considerando l’incapacità di generare sufficienti dati sull’altezza delle dita dei piedi per la maggior parte dei viaggi legati agli ostacoli (Chou et al. 1997), questo risultato implica che l’esecuzione simultanea di un compito cognitivo come l’aritmetica mentale durante l’attraversamento degli ostacoli può aumentare il rischio di inciampare. contatto con l'ostacolo.

Sorprendentemente, il compito visuospaziale non sembrava interferire con la prestazione di superamento degli ostacoli guidata dal VSWM. Questa scoperta contrasta con quelle di precedenti studi a doppio compito in cui si è scoperto che lo stesso compito di movimento visuospaziale delle stelle interferisce con il controllo dell'equilibrio durante i compiti in posizione eretta e di passo più del compito aritmetico con difficoltà corrispondente (Menant et al. 2014; Sturnieks et al. 2008b). In questi studi, il costo sproporzionatamente maggiore del doppio compito del compito visuospaziale è stato attribuito ai suoi requisiti condivisi per gli stessi percorsi neurali di elaborazione visuospaziale dei compiti di controllo dell'equilibrio, portando a una maggiore interferenza del doppio compito.

Gli attuali risultati divergenti potrebbero essere dovuti a differenze nella progettazione degli esperimenti, poiché a differenza degli studi precedenti che prevedevano risposte rapide o movimenti dinamici, i partecipanti sono rimasti sul posto per periodi prolungati mentre svolgevano i compiti secondari. In quanto tali, avrebbero tempo per utilizzare strategie per condurre i due compiti cognitivi. Nel caso del compito aritmetico, i partecipanti potrebbero aver utilizzato il VSWM per archiviare, manipolare e aggiornare le informazioni numeriche (Hubber et al. 2014; Cavdaroglu et al. 2016; Clearman et al. 2017), piuttosto che completare i compiti a memoria. Inoltre, in condizioni così tranquille e statiche, è possibile che alcuni partecipanti abbiano utilizzato dispositivi in ​​laboratorio come griglie visive, riducendo così la dipendenza dal VSWM per eseguire il compito di movimento delle stelle. In effetti, alcuni partecipanti hanno riferito volontariamente di aver utilizzato questa strategia dopo l’esperimento.

Limitazioni

Riconosciamo che il nostro studio presenta alcune limitazioni. In questo esperimento, i partecipanti hanno iniziato da una posizione stazionaria e hanno fatto un singolo passo verso l’ostacolo prima di attraversarlo con la gamba anteriore. Questo metodo potrebbe aver portato i partecipanti ad adottare comportamenti diversi nell’andatura e nell’attraversamento degli ostacoli rispetto all’andatura naturale e all’attraversamento degli ostacoli. È possibile che la consapevolezza di fermarsi rispetto a continuare a camminare possa aver alterato il posizionamento del piede rispetto all'ostacolo. Abbiamo riscontrato una distanza dalla punta del piede significativamente maggiore all'ostacolo nelle prove di controllo rispetto alle prove di ritardo in entrambi i gruppi (dati presentati nella Tabella supplementare S2). Sebbene ciò non abbia alterato il TC medio durante le prove di controllo e di ritardo (Fig. 3a), non possiamo escludere che questo fattore possa aver contribuito all'aumento della variabilità TC osservata nelle prove con ritardi maggiori o uguali a 20 s (Fig. 3b ). Inoltre, i partecipanti potrebbero aver prestato maggiore attenzione alla prestazione nell’attraversamento degli ostacoli nel contesto sperimentale rispetto a quella che avrebbero prestato nella vita di tutti i giorni. Entrambi questi fattori limitano potenzialmente la validità ecologica di questo paradigma sperimentale. Inoltre, questo studio ha esaminato solo durate di ritardo fino a 60 s, per motivi di affaticamento negli anziani e per ridurre il tempo richiesto per la valutazione dei partecipanti.

Tuttavia, sembra che questa durata del ritardo non sia stata sufficiente per rivelare differenze legate all’età nell’attraversamento degli ostacoli guidato dal VSWM nel nostro campione di studio. Pertanto, studi futuri che indagano sugli effetti dell’età sulla rappresentazione degli ostacoli nella VSWM potrebbero utilizzare durate di ritardo più lunghe per rivelare un potenziale effetto dell’età sull’attraversamento degli ostacoli guidato dalla VSWM. Inoltre, in entrambi gli studi, rispetto ai partecipanti più giovani, i partecipanti più anziani avevano un’acuità visiva corretta significativamente peggiore, il che potrebbe aver compromesso la loro capacità di raccogliere informazioni visive accurate per eseguire il compito di superare gli ostacoli e potrebbe aver contribuito alle differenze tra i gruppi di età. Nello studio 2, le risposte verbali richieste dai compiti secondari hanno introdotto ulteriori richieste motorie oltre al compito primario di superare gli ostacoli; questa maggiore complessità del compito non è stata controllata negli studi di controllo. La maggioranza dei partecipanti (12 giovani e 17 anziani) ha eseguito entrambi gli studi. Tuttavia, non sono state riscontrate differenze statisticamente significative nella variabilità del TC tra coloro che hanno preso parte (n=29) ​​e coloro che non hanno preso parte (n=9) a entrambi gli studi, suggerendo un effetto di apprendimento tra lo Studio 1 e Lo studio 2 è improbabile. Infine, riconosciamo che il calcolo della misura della variabilità (TC della gamba del percorso) per le prove di controllo degli Studi 1 e 2 nonché per le prove sperimentali dello Studio 2 si basava solo su sei prove; sebbene piccolo, questo numero di ripetizioni è stato selezionato per ridurre al minimo l'affaticamento nel gruppo più anziano e la monotonia in entrambi i gruppi. Infine, riconosciamo che le distanze delle punte che riportiamo qui sono elevate ma rientrano ancora nell'entità prevista per questa variabile. Questo progetto non mirava in alcun modo a fornire dati normativi per la TC media. Come indicato nel "Protocollo", il nostro protocollo è stato modellato sul paradigma a cavallo degli ostacoli descritto da Lajoie e colleghi (Lajoie et al. 2012). Nel presente studio, abbiamo posizionato i nostri marcatori per le dita dei piedi nella stessa posizione descritta in articoli precedenti che utilizzavano protocolli simili (Shinya et al. 2012; Lajoie et al. 2012).

Conclusione

In conclusione, contrariamente alle nostre ipotesi, i nostri risultati suggeriscono che sia i giovani che gli anziani possono memorizzare una rappresentazione di un ostacolo in VSWM per durate di almeno 60 secondi e utilizzare queste informazioni per scalare in sicurezza la loro gamba posteriore oltre un ostacolo. Tuttavia, l’aumento della variabilità del TC della gamba posteriore con la durata del ritardo suggerisce che questa rappresentazione dell’ostacolo inizia a deteriorarsi anche entro i primi 20 secondi. Il fatto che l’esecuzione di un compito aritmetico simultaneo comprometta l’eliminazione degli ostacoli guidata dal VSWM suggerisce un potenziale aumento del rischio di inciampare durante l’attraversamento degli ostacoli durante il doppio compito sia nei giovani che negli anziani.

Ringraziamenti

Ringraziamo il dottor Tatsuya Hirase per il suo aiuto con la raccolta dei dati e gli assistenti di ricerca che hanno aiutato con la raccolta e l'elaborazione dei dati, la signora Bethany Halmy, la signora Carly Chaplin, la signora Cameron Hicks, la signora Jessica Turner e la signora Natassia Smith. Ringraziamo anche il personale dell'officina meccanica, il signor Hilary Carter, per aver realizzato il dispositivo ostacolo.

Finanziamento

I finanziamenti ad accesso aperto sono abilitati e organizzati da CAUL e dalle sue istituzioni membri. Questo studio è stato sostenuto da una sovvenzione dell'UNSW Goldstar Award nel 2016. Il professor Stephen Lord è supportato da una borsa di ricerca NHMRC.

Disponibilità dei dati

I set di dati generati e/o analizzati durante lo studio in corso sono disponibili presso l'autore corrispondente su ragionevole richiesta.

Dichiarazioni

Conflitto di interessi L'autore corrispondente dichiara a nome di tutti gli autori che non esiste alcun conflitto di interessi.

Accesso libero

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