Imaging cognitive reserve

Abstract

We review three studies that attempt to explore the neural substrates of cognitive reserve (CR). All studies utilize two conditions of a visual recognition task: a low demand condition, and another where difficulty was titrated such that all subjects performed at 75% recognition accuracy. We hypothesized that there would be different patterns of task‐related activation as a function of a proxy measure of CR. The first two studies focused on young subjects, and found either brain areas or brain networks where the amount of increased activation from low to titrated demand correlated with CR. The third study compared activation patterns of young and elderly individuals. As in the previous studies, brain areas were found in both groups where there was differential activation as a function of CR. Most notable were locations where the relation between activation and CR differed across the two groups. These findings provide a basis for a preliminary neural implementation of cognitive reserve. They also suggest that there may be a reorganization of the neural implementation of reserve in normal ageing, which may constitute compensation for the neural effects of ageing.

Nous présentons trois études qui visaient à explorer les substrats neuraux de la réserve cognitive (RC). Ces études utilisaient deux conditions d'une tâche de reconnaissance visuelle, une condition peu demandante et une autre plus difficile pour laquelle tous les participants avaient une performance avec une exactitude de reconnaissance de 75%. L'hypothèse proposée était qu'il y aurait différents patrons d'activation reliée à la tâche comme fonction d'une mesure intermédiaire de la RC. Les deux premières études visaient de jeunes participants. Elles ont montré qu'à la fois les zones cérébrales et les réseaux cérébraux pour lesquels l'importance d'activation augmentée à partir de demandes faibles à élevées étaient corrélés avec la RC. La troisième étude comparait les patrons d'activation d'individus jeunes et âgés. Comme dans les études précédentes, les zones cérébrales se sont révélées être une fonction de la RC dans les deux groupes où il y avait une activation différentielle. Les locations où la relation entre l'activation et la RC différait entre les deux groupes est particulièrement remarquable. Ces résultats fournissent une base pour l'accomplissement neural préliminaire de la RC. Ils suggèrent également qu'il peut y avoir une réorganisation de ces accomplissements neuraux de réserve dans le vieillissement normal, lequel peut constituer une compensation pour les effets neuraux associés au vieillissement.

Se revisan tres estudios que exploran los substratos neurales de la reserva cognitiva (RC). Todos los estudios utilizan dos condiciones en una tarea de reconocimiento visual, una condición de baja demanda y otra condición de alta demanda. Todos sujetos tuvieron un nivel de 75% de aciertos en el reconocimiento. Se postularon hipótesis que proponen que habría diferentes patrones de activación en las tareas como una función de una medida proxy de RC. Los dos primeros estudios se enfocaron en sujetos jóvenes, y se encontraron tanto áreas como redes cerebrales donde la cantidad de incremento en la activación, de la condición baja a la de alta demanda se correlacionó con la RC. El tercer estudio comparó los patrones de activación de individuos jóvenes y mayores. Como en los estudios previos, se encontraron áreas cerebrales en ambos grupos, donde hubo una activación diferencial en función de la RC. Se detectaron regiones donde la relación entre la activación y la RC fueron diferentes entre los grupos. Estos resultados sugieren datos para poder explorar las bases neuronales de la reserva cognitiva. También sugieren que durante el envejecimiento normal puede existir una reorganización neuronal de la RC, el cual forma parte de una compensación por las consecuencias neurales del envejecimiento.

Notes

Correspondence should be sent to Yaakov Stern, 630 West 168^th Street, P&S Box 16, New York, NY, 10032, USA (E‐mail: [email protected]).

This work was supported by NIH grant AG 14671.

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Yaakov Stern

Correspondence should be sent to Yaakov Stern, 630 West 168th Street, P&S Box 16, New York, NY, 10032, USA (E‐mail: [email protected]). This work was supported by NIH grant AG 14671.