The Missing Link of Episodic Memory Decline in Aging

De fleste mennesker vil oppleve at hukommelsen blir dårligere når man blir eldre. Dette er spesielt tilfelle for en spesiell form for hukommelse, ofte referert til som episodisk hukommelse. Episodiske minner er vanligvis personlige minner, minner der vi selv er en del av minnet. Tre prosesser må alle fungere for at vi skal kunne danne et episodisk minne: innkoding av episoden, lagring og gjenhenting. Dessverre har aldringsforskning fokusert nesten utelukkende på innkoding og gjenhentingsprosesser, og stort sett ignorert den tredje kritiske prosessen som er relatert til lagring. For at et minne skal bli motstandsdyktig mot glemsel må det konsolideres i hjernen. Konsolidering ble lenge regnet som en prosess der minner ble gjort stabile, gjort motstandsdyktige mot endring. Nå ser vi heller på konsolidering som en aktiv prosess, noe som holder monner «rastløse og levende». Nyere forskning har indikert at sanne episodiske minner ikke er passive gjengivelser av fortiden, men heller dynamiske og i evig endring. Dette synet på konsolidering som en aktiv prosess, som kontinuerlig arbeider på våre episodiske minner, gjør det også mer sannsynlig at aldring spiller en rolle for denne prosessen. I denne studien er målet å utvikle en omfattende modell som forklarer hvorfor evnen til å danne nye episodiske minner blir dårligere med økende alder. Målet er å inkludere både innkoding, konsolidering og gjenhentingprosesser i modellen. Et stort antall deltagere på ulike aldre vil gjennomgå en serie med hukommelseseksperimenter og hjerneavbildning. Et viktig poeng er at vi bruker en ny strategi for å konstruere hukommelsesoppgaver som er personlige og naturalistiske, ved at deltagerne selv vil skape assosiasjonene knyttet til stimuliene som vil bli brukt i hukommelseseksperimentene. Undersøkelsene ble forsinket pga COVID-19 situasjonen som satte store begrensninger på testingen av deltagerne, men vi har likevel kommet frem til spennende resultater. Vi har for eksempel vist at endring i ulike strukturelle trekk ved hippocampus henger sammen med endringer i hukommelsesfunksjon gjennom livet. Mer spesifikt så vi at volumet og mikrostrukturen til ulike deler av hippocampus kunne forklare en del av de aldersforventede endringene i evnen til å gjenkalle tidligere innlært informasjon. Vi har også undersøkt dette i forhold til hukommelse over lengre tidsintervaller enn det som vanligvis brukes i slike studier og finner at hukommelse for ting som skjedde 10 dager tidligere endrer seg mer med alder enn hukommelse for det som har skjedd tidligere samme dag. Videre har vi funnet at dette henger sammen med endringer i hvordan to ulike hjernestrukturer, nemlig hippocampus og striatum, kommuniserer under innlæring i eldre deltagere. Vi har også vist at etter innlæring øker kommunikasjonen mellom hippocampus og andre hjerneområder, spesielt i hjernebarken. Dette er antagelig på grunn av tidlige konsolideringsprosesser. Spesielt interessant er at denne oppreguleringen av kommunikasjon med hippocampus ikke bare ser ut til å gjelde de hjerneområdene som var involvert i den opprinnelige læringen, men involverer de fleste kortikale områder og nettverk. Nylig har vi også sett at vellykket henting av fremtidige varige vs. forbigående minner ble støttet av økt aktivitet i et høyre medialt prefrontalt og ventralt parietalt område. Individuelle forskjeller i aktivering, samt den subjektive levende følelsen av minnene under innkoding, var positivt relatert til individuelle forskjeller i minneytelse etter 6 dager. Resultatene peker på et unikt aspekt av hjerneaktivitet som støtter langtidsminner, ved at aktiviteten under gjenhenting av minner selv etter 12 timer med konsolidering, inneholder informasjon om potensialet for at minner husker over lang tid.

Episodic memory function on average declines rather dramatically with higher age. While this age-decline in episodic memory can have multiple causes, research to date has focused almost entirely on two basic memory processes: encoding and retrieval. This had led to the third critical process - consolidation - largely being ignored. This is paradoxical, as there are theoretical and empirical reasons to expect that also changes in consolidation are important in aging. Thus, we lack knowledge about how consolidation of episodic memories decline in aging. The main objective of the current proposal is to provide this missing piece of the puzzle of age-related memory decline, through: (1) Develop an elaborate model of episodic memory deficits in aging by use of recent advances in memory consolidation theory. (2) Uncover how structural and functional brain changes affect episodic memory consolidation in general by using aging as a model for change. To achieve these, we propose to combine novel experimental cognitive paradigms with neuroimaging in a longitudinal large-scale attempt to directly test how age-related changes in consolidation processes in the brain impact episodic memory decline. This includes testing of more than 800 participants with structural and functional MRI on multiple occasions. A major R&D challenge is that consolidation of memories unfolds over time, and we propose to address this by studying consolidation-related brain activity over multiple time intervals, from seconds, to minutes, hours, weeks and months/ years. This has not previously been done. Equally important, we propose a new approach to study sleep-dependent memory consolidation by monitoring of spontaneously occurring memory reactivation as well as experimentally induced targeted memory reactivation. If successful, we believe this project has the potential to really advance theoretical and clinical models of memory decline in aging as well as the neuroscience of episodic memory per se.