Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/93955
Title: Age-related Changes in Arousal Modulation during Perceptual Decision-making
Other Titles: O Efeito do Envelhecimento na Modulação do Estado de Alerta durante a Decisão Perceptual
Authors: Gomes, Catarina Ferreira
Orientador: Ribeiro, Maria José Braga Marques
Keywords: Electroencefalograma; Pupilograma; Envelhecimento; Tomada de Decisão Perceptual; Arousal; Perceptual Decision-making; Arousal; Electroencephalogram; Pupillogram; Ageing
Issue Date: 10-Nov-2020
Serial title, monograph or event: Age-related Changes in Arousal Modulation during Perceptual Decision-making
Place of publication or event: FMUC
Abstract: O envelhecimento é o principal factor de risco para o desenvolvimento da maioria das doenças neurodegenerativas, tais como a doença de Alzheimer e a doença de Parkinson. A perda de neurónios noradrenérgicos do locus coeruleus (LC) é uma característica proeminente destas doenças neurodegenerativas associadas ao envelhecimento. Sendo o LC o principal núcleo responsável pela modulação do nosso estado de alerta (arousal), é importante explorar como este se altera com o envelhecimento, porque um sistema de arousal menos ativo pode ser um fator no desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Para explorar esta hipótese, realizámos dois projectos, nos quais analisámos dados de adultos mais jovens e mais velhos que executaram tarefas de tomada de decisão perceptual. Num primeiro projecto, analisámos o diâmetro da pupila e o batimento cardíaco, que são medidas indirectas da actividade do LC, durante uma tarefa visual. Num segundo projecto, avaliámos tanto o diâmetro da pupila como potenciais evocados cerebrais, durante uma tarefa auditiva. No primeiro projecto, explorámos a incerteza na resposta, que resulta na activação do sistema de arousal. O nosso principal objectivo era avaliar se a modulação do arousal pela incerteza variava com o envelhecimento. Este projecto não foi realizado até à sua conclusão, porque a pandemia de COVID-19 afetou o processo de aquisição de dados. No segundo projecto, explorámos um potencial evocado cerebral, a positividade centro-parietal (CPP), que é um correlato neuronal do processo de acumulação de evidência observado em tarefas de tomada de decisão perceptual. Propusemo-nos a explorar o impacto do envelhecimento na taxa de acumulação de evidência neural, assim como investigar se o arousal tem um efeito sobre a taxa de acumulação do CPP.Verificámos que o envelhecimento afetou a modulação da taxa de acumulação com a dificuldade de tarefa. Os adultos mais velhos apresentaram uma taxa de acumulação mais rápida na tarefa mais fácil, enquanto os adultos jovens mostraram o contrário, uma taxa de acumulação mais rápida na condição de tarefa mais difícil. Isto indica que há diferenças nos mecanismos neuronais de tomada de decisão entre os dois grupos. Por outro lado, não encontrámos evidência de que o arousal tónico ou fásico sejam preditivos da taxa de acumulação do CPP.
Ageing is the main risk factor for the development of most neurodegenerative diseases, such as Alzheimer disease and Parkinson disease. Loss of noradrenergic neurons in the locus coeruleus (LC) is a prominent feature of these age-related neurodegenerative diseases. Being the main nucleus in arousal modulation, it is important to explore how it changes with ageing, because a less active arousal system could be a factor in the development of neurodegenerative diseases. To explore this hypothesis, we conducted two projects, in which we analysed data from younger and older adults who performed perceptual decision-making tasks. In a first project, we assessed pupil size and heart rate, which are indirect measures of the activity of the noradrenergic LC, during a visual task. In a second project, we assessed both pupil size and event-related potentials during an auditory task. In the first project, we explored response uncertainty, which results in the activation of the arousal system. Our main goal was to assess whether the modulation of arousal by uncertainty varied with ageing. This project was not conducted until its completion, because the COVID-19 pandemic affected the data acquisition process. In the second project, we explored an event-related potential, the centro-parietal positivity (CPP), which is a neural correlate of the evidence accumulation process observed in perceptual decision-making tasks. We set out to explore the impact of ageing on the rate of neural evidence accumulation, as well as whether pupil-linked arousal and task performance have an effect on this CPP build-up rate. We found that ageing affected the modulation of the build-up rate with task difficulty. Older adults presented a faster build-up rate while engaged in the easier task condition, while young adults showed the opposite, a faster build-up rate in the more difficult task condition. This indicates that there are differences in the decision-making neural mechanisms between groups. On the other hand, we did not find tonic or phasic arousal to be predictive of the CPP build-up rate.
Description: Trabalho de Projeto do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/93955
Rights: openAccess
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