Das episodische Gedächtnis im Alter und Faktoren, die es beeinflussen : eine elektrophysiologische Untersuchung

A core mechanism of age-related losses in episodic memory is deficient self-initiated processing. This provokes difficulties in old adults to internally create associations between information units and to initiate and execute appropriate encoding and retrieval processes. By this, aging disrupts particularly recollection-based remembering whereas familiarity is thought to remain rather intact. Age-related impairments are supposed to diminish when old adults can rely more on externally provided support or when memory can be guided by schematic information (environmental support). The aim of this thesis is to successively investigate how experimental settings with low demand on self-initiated processing that provide environmental support modulate episodic memory performance in elderly. Event-related potentials (ERPs) were additionally derived to investigate the impact of aging on familiarity and recollection under such conditions. Experiment 1 investigated age-differences in item recognition by using colored object stimuli for which detailed and vivid memoranda can be formed and by manipulating response speed at test to foster familiarity-based processing. When response time was limited, performance was similar across age groups whereas older adults’ recognition performance was impaired when response time was unlimited. In both deadline conditions an early frontal old/new effect, the ERP correlate of familiarity, was obtained for young and old participants whilst the late parietal old/new effect, the ERP correlate of recollection, was reliably found only for young adults. The combined behavioral and ERP data support the view that recollection is attenuated in old age and that age-related differences are negligible when memory relies predominantly on familiarity. Experiment 2 tested the ability of older adults to form associative memories for object stimuli. Unitization - a process by which different components of an association are processed in such a way that they become integrated into a single unit – is supposed to facilitate the establishment of an associative memory representation and to increase familiarity-based processing at retrieval. We used pictures of arbitrary objects that were positioned, relative to each other, in either spatially plausible or implausible locations (e.g., a drill oriented towards or away from a donut), to create pairings that differed in their level of unitizability. By this age-related associative memory differences were expected to be smaller for unitizable than non-untitizable stimuli. Consistently, for spatially plausible pairings an early old/new effect was present in both age groups whereas for spatially implausible pairings it was only present in young adults. As in Experiment 1, the late parietal old/new effect was observable in both conditions for young but not old adults. However, despite a plausibility benefit in both age groups, age-related performance differences were actually increased for plausible compared to implausible pairings. These findings suggest that even though associative memory is attenuated in older adults, they can still use knowledge about spatial object relations to form memory representations that support associative retrieval, but to a lesser extent than young adults. Further, within Experiment 2, a larger N400 effect occurred for implausible compared to plausible pairings at test, suggesting that semantic processing of a plausible object-to-object arrangement is facilitated. Thus, Experiment 3 directly tested whether the facilitated processing of plausible pairings is produced by bottom-up semantic priming when the components of a pairing are presented consecutively. We observed no attenuated N400 effect suggesting that knowledge about location-based object relations is not sufficient to integrate these object pairings meaningfully. The findings of this thesis allow new insights into the mechanisms of the age-related episodic memory decline and contextual influences that modulate age-related differences and might provide useful implications for future assessments of episodic memory changes in old age.Ein wichtiger Mechanismus, der altersbedingte Veränderungen im episodischen Gedächtnis beeinflusst, ist der Rückgang an selbstinitiierter Verarbeitung im Alter. Ältere Menschen haben deshalb oft Schwierigkeiten Assoziationen zwischen Informationseinheiten herzustellen und geeignete Enkodier- und Abrufprozesse zu initiieren. Auf diese Weise beeinflusst das Altern insbesondere rekollektionsbasiertes Erinnern, wohingegen Erinnern auf Basis von Vertrautheit im Alter relativ intakt bleibt. Altersbedingte Beeinträchtigungen sollten sich verringern, wenn sich Ältere mehr auf extern bereitgestellte Informationen verlassen können oder wenn das Gedächtnis durch schematische Informationen unterstützt werden kann (Environmental Support). Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, wie Versuchsanordnungen die Environmental Support bieten und ein geringes Maß an selbstinitiierter Verarbeitung erfordern, die episodische Gedächtnisleistung bei älteren Menschen beeinflussen. Ereigniskorrelierte Potentiale (EKP) wurden zusätzlich abgeleitet, um die Auswirkungen des Alterns auf die Prozesse der Vertrautheit und Rekollektion unter solchen Bedingungen zu untersuchen. In Experiment 1 wurden Altersunterschiede in der Itemrekognition untersucht. Wir nutzten farbige Objektstimuli, für die detaillierte und lebendige Gedächtniseinträge gebildet werden können, und begrenzten die Antwortzeit im Rekognitionstest, um vertrautheitsbasiertes Erinnern zu begünstigen. Es zeigte sich, dass die Rekognitionsleistung zwischen den Altersgruppen mit begrenzter Antwortzeit ähnlich war, während bei unbegrenzter Antwortzeit die Rekognition der älteren Probanden gegenüber der Leistung der jüngeren Probanden verringert war. In beiden Antwortbedingungen zeigte sich ein früher frontaler alt/neu-Effekt, das EKP-Korrelat der Vertrautheit, für junge und alte Probanden, während der späte parietale alt/neu- Effekt, das EKP-Korrelat der Rekollektion, nur für junge Erwachsene beobachtet wurde. Die kombinierten Verhaltens-und EKP-Daten unterstützen die Ansicht, dass die Rekollektion im Alter abnimmt und dass altersbedingte Leistungsunterschiede vernachlässigbar sind, wenn Erinnern überwiegend auf Vertrautheit beruht. Experiment 2 testete die Fähigkeit der älteren Probanden Assoziationen zwischen Objektstimuli zu bilden. Es wird angenommen, dass Unitarisierung - ein Vorgang, bei dem verschiedene Komponenten einer Assoziation zu einer einzigen Einheit integriert werden – das Bilden von assoziativen Gedächtnisrepresentationen und vertrautheitsbasiertes Erinnern beim Abruf erleichtert. Wir nutzten Bilder von unrelatierten Objekten, die relativ zueinander an einer räumlich plausiblen oder unplausiblen Stelle präsentiert wurden (zum Beispiel ein Bohrer, der auf oder weg von einem Donut zeigte). So unterschieden sich die dargestellten Paarungen in ihrer Möglichkeit zur Unitarisierung. Demzufolge wurde erwartet, dass altersbedingte Unterschiede in der assoziativen Rekognition kleiner für unitarisierbare als für nicht-unitarisierbare Paare ausfallen. Folglich fand sich für räumlich plausible Paarungen ein früher alt/neu-Effekt in beiden Altersgruppen, während sich dieser für räumlich unplausible Paarungen nur bei jungen Probanden zeigte. Wie in Experiment 1 war der späte parietale alt/neu-Effekt in beiden Bedingungen für junge aber nicht alte Probanden beobachtbar. Allerdings zeigte sich trotz eines Rekognitionsvorteils für plausible Paare in beiden Altersgruppen, dass altersbedingte Leistungsunterschiede tatsächlich größer für plausible im Vergleich zu unplausiblen Paarungen ausfielen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass, trotz altersbedingter Leistungseinbußen im assoziativen Gedächtnis, Ältere noch immer das Wissen über räumliche Objektbeziehungen nutzen können, um Gedächtnisrepresentationen zu bilden, die den assoziativen Abruf unterstützen, allerdings in geringerem Ausmaß als junge Erwachsene. In Experiment 2 beobachteten wir zudem einen größeren N400-Effekt für unplausible im Vergleich zu plausiblen Paarungen im Rekognitionstest. Dies deutet darauf hin, dass die semantische Verarbeitung einer plausiblen Objekt-Anordnung erleichtert ist. Somit wurde in Experiment 3 direkt geprüft, ob eine erleichterte Verarbeitung plausibler Paarungen bottom-up durch semantisches Priming erzeugt wird, wenn die Komponenten einer Paarung konsekutiv gezeigt werden. Wir beobachteten keine Attenuierung der N400, was darauf hinweist, dass das Wissen über räumliche Objektbeziehungen nicht ausreicht, um diese Paarungen sinnvoll zu integrieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern neue Einblicke in die Mechanismen des altersbedingten episodischen Gedächtnisabfalls und der kontextuellen Einflüsse, die altersbedingten Unterschiede modulieren. Sie können nützliche Implikationen für zukünftige Einschätzungen der altersbedingten Veränderungen des episodischen Gedächtnisses bieten