Interactions between performance monitoring and memory formation : multimodal studies on ageing and the role of muscarinic cholinergic singaling

Abstract

Nicht jeder Versuch sich etwas zu merken gelingt auf Anhieb. Nach wie vor ist jedoch umstritten, ob erkannte Erinnerungsmisserfolge einen lernförderlichen oder lernhinderlichen Effekt auf die Leistung folgender Lernversuche haben. Ein besseres Verständnis der Detektions-Mechanismen gescheiterter Erinnerungsversuche könnte Aufschluss darüber geben, welche neurokognitiven Mechanismen das Gelingen erneuter Einspeicherungsversuche begünstigen, und inwiefern altersbedingte Gedächtnisverschlechterung mit verschlechterter Fehlererkennung und gescheiterten Anpassungsprozessen einhergeht. Studie 1 verfolgte das Ziel, neurophysiologische Grundlagen der Handlungsüberwachung von Gedächtnisfehlern zu verstehen. Studie 2 befasste sich mit Alterungsprozessen der Interaktion von Handlungsüberwachung und assoziativer Gedächtnisleistung und verglich 25 ältere Probanden (50-80 Jahre, 10 männlich) mit 30 jüngeren Probanden (18-35 Jahre, 15 männlich) aus Studie 1. In Studie 3 erhielten 30 männliche Probanden (18-30 Jahre) den muskarinergen Antagonisten Biperiden (4 mg), um herauszufinden, wie das cholinerge System in oben genannte Interaktion involviert ist. Ergebnisse der Studie 1 konnten zeigen, dass der posteriore mediale frontale Kortex mit der Überwachung unvollständiger Gedächtnisrepräsentationen sowie Schwankungen der Repräsentativität zu lernender Gesichter assoziiert ist. Die Ergebnisse der Studien 2 und 3 deuten darauf hin, dass Alterung und muskarinerg-cholinerge Blockade Überschneidungen verschlechterter Gedächtnisleistung und höherer Unsicherheit bei erfolgreichen Erinnerungsabrufen aufweisen. Weitere Studien erscheinen notwendig, um die Spezifität eines cholinergen Defizits durch Integritätsverlust anderer neuromodulatorischer Systeme auf Gedächtnisfehler-Erkennung und Einspeicherungserfolg abzugrenzen.

Not every attempt to memorize something succeeds at the first attempt. However, it is still debated whether recognized memory errors have a learning-promoting or learning-hindering effect on the performance of subsequent learning attempts. A better understanding of the detection mechanisms of failed memory recall attempts could shed light on which neurocognitive mechanisms are involved in promoting the success of new learning attempts and could explain the extent to which age-related memory decline is associated with diminished memory error detection and failed post-error adaptation processes. Study 1 aimed to understand neurophysiological basis of how the brain monitors memory errors. Study 2 addressed age-related differences of interactions between performance monitoring and associative memory in 25 older (50-80 years, 10 male) compared to 30 younger (18-35 years, 15 male) adults of Study 1. In Study 3, 30 men (18-30 years) received the muscarinic antagonist biperiden (4 mg) to determine how the cholinergic system is involved in this interaction. Results of Study 1 showed that the posterior medial frontal cortex is associated with monitoring incomplete memory representations as well as fluctuations in the representativity of to-be-learned faces. Results of Study 2 and Study 3 suggest that ageing and muscarinic-cholinergic blockage show overlaps with respect to deteriorated memory performance and decreased confidence on successfully remembered memories. Further studies are necessary to delineate the specificity of cholinergic deficits compared to integrity loss of other neuromodulatory systems on memory error detection and successful memory formation.