1,720,972 research outputs found
The Impact of Age-Related Neurophysiological Changes of Motor Control on Driving Across the Adult Lifespan
No full textHet aandeel van personen ouder dan 60 jaar neemt wereldwijd steeds toe.
Het is echter essentieel dat deze extra levensjaren ook op een gezonde manier
worden doorgebracht. Mobiliteit speelt hierin een prominente rol, en autorijden is
een belangrijk vervoersmiddel om onafhankelijk te kunnen blijven en deel te
kunnen blijven nemen aan de maatschappij. Statistieken over verkeersongevallen
laten echter zien dat ouderen een verhoogd risico hebben om hierin betrokken te
raken, voornamelijk wanneer ze minder kilometers afleggen. Bovendien kunnen
de gevolgen van een ongeval voor ouderen ernstiger zijn, aangezien ze vaak een
verhoogde kwetsbaarheid hebben. Verschillende redenen kunnen ten grondslag
liggen aan het verhoogde risico op ongevallen, en verder onderzoek kan helpen
om in de toekomst verlies van onafhankelijkheid en levenskwaliteit bij het ouder
worden te voorkomen.
Dit proefschrift richt zich op de onderliggende leeftijdsgerelateerde
veranderingen in de hersenen die een rol kunnen spelen bij verminderd
rijvermogen. Ten eerste beschrijft dit proefschrift de bestaande literatuur omtrent
rijvaardigheid bij het ouder worden. Uit deze literatuurstudie bleek dat er nog
maar beperkte evidentie beschikbaar is over de rol van motoriek en de motorische
neurale verwerking in rijvaardigheid bij ouderen. Daarom werden na deze
literatuurstudie verdere experimentele doelen opgesteld om de neurale
mechanismen van het motorisch component van rijden in kaart te brengen.
Het eerste experimentele doel was om de hersenactiviteit in kaart te
brengen tijdens het uitvoeren van een motorische coördinatietaak, waarbij zowel
de bovenste als onderste ledematen betrokken waren, vergelijkbaar met
autorijden. Het doel was om zo snel en nauwkeurig mogelijk een bepaalde
beweging uit te voeren na een specifieke prikkel, zoals het gelijktijdig opheffen
van beide handen, maar beide voeten op de grond te laten staan. Tijdens deze
taak werd de power in de theta frequentieband gemeten in een midfrontale regio
met behulp van elektro-encefalografie (EEG). Deze hersenactiviteit wordt
beschouwd als een maatstaf voor cognitieve controle, waarbij de power toeneemt
wanneer een taak complexer wordt. De power in deze frequentieband werd
vervolgens vergeleken tussen jongeren, ouderen en personen van middelbare
leeftijd. Het tweede experimentele doel was om deze hersenactiviteit te meten
tijdens een rijtaak in een rijsimulator, waarbij de deelnemers alleen hoefden te
sturen om de auto binnen de lijnen van het rijvak te houden. Ten slotte werd onderzocht hoe deze midfrontale hersenactiviteit wordt beïnvloed wanneer er een
extra taak aan het sturen wordt toegevoegd.
De belangrijkste bevindingen van dit experimentele onderzoek suggereren
dat er verschillende leeftijdsgerelateerde veranderingen in de hersenen optreden
in de context van rijvaardigheid. Ten eerste observeerde dit proefschrift dat de
prestatie op de motorische coördinatietaak afnam naarmate de leeftijd toenam.
Dit was voornamelijk het geval bij meer complexe bewegingen, zoals het zo snel
mogelijk simultaan opheffen van de linkerhand en de rechtervoet na een specifiek
signaal. Ten tweede bleek uit de resultaten dat de verschillende leeftijdsgroepen
vergelijkbare prestaties leverden bij de stuurtaak, zowel op eenvoudige rechte
stukken als op bochtige stukken die meer stuurcontrole vereisen. Echter, ouderen
vertoonden een kleiner verschil in prestatie tussen de rechte en bochtige stukken.
Ten slotte observeerden we dat het combineren van stuurcontrole met een
aanvullende motorische taak resulteerde in verminderde stuurprecisie, en dat
deze verminderde stuurprecisie prominenter aanwezig was bij oudere
deelnemers.
Op het gebied van hersenactiviteit vonden we dat jongeren verhoogde
power vertonen in midfrontale theta bij het uitvoeren van complexere taken, zoals
de complexere bewegingen op de coördinatietaak, het sturen door bochtige
stukken, en het toevoegen van een extra taak bovenop de stuurtaak. Dit wijst
wellicht op een toename van de benodigde cognitieve controle om de meer
complexe motorische taak goed uit te voeren. Deze toename werd echter niet
waargenomen bij personen van middelbare leeftijd en ouderen. Dit zou kunnen
suggereren dat naarmate de leeftijd toeneemt, een plateau wordt bereikt in de
hoeveelheid power die beschikbaar is, zelfs bij minder complexe
taakomstandigheden. Wellicht vereist een relatief eenvoudige motorische taak
reeds meer cognitieve controle bij het verouderen in vergelijking met een jonger
persoon, bij wie de taak minder expliciete aandacht vereist en eerder automatisch
verloopt. Als gevolg hiervan kan een oudere geen extra theta power toewijzen
aan meer complexe motorische taken, wat uiteindelijk leidt tot een afname in de
gedragsmatige prestaties en dus ook van de motorische controle over het
voertuig. De resultaten van dit proefschrift kunnen belangrijke implicaties hebben
voor het autorijden door oudere volwassenen. Het onderzoek toont aan dat
complexere motorische taken de mentale capaciteit van oudere personen kunnen
overbelasten, wat kan leiden tot langere reactietijden en onjuiste motorische
reacties in meer uitdagende rijomstandigheden. Dit kan mogelijks tot
verkeersongevallen leiden. Om de rijveiligheid van oudere bestuurders te
verhogen, is het essentieel om de complexiteit van de motorische belasting tijdens
rijden te verminderen. Dit kan worden bereikt door middel van strategieën en
interventies die gericht zijn op het verminderen van de motorische taakvereisten,
zoals het gebruik van voertuigen met automatische versnellingsbakken.
Bovendien kunnen aangepaste trainingsprogramma's voor oudere bestuurders
hun rijvaardigheid verbeteren en hun zelfvertrouwen op de weg vergroten, wat
hun onafhankelijkheid en kwaliteit van leven kan waarborgen
The Impact of Age-Related Neurophysiological Changes of Motor Control on Driving Across the Adult Lifespan
No full textHet aandeel van personen ouder dan 60 jaar neemt wereldwijd steeds toe.
Het is echter essentieel dat deze extra levensjaren ook op een gezonde manier
worden doorgebracht. Mobiliteit speelt hierin een prominente rol, en autorijden is
een belangrijk vervoersmiddel om onafhankelijk te kunnen blijven en deel te
kunnen blijven nemen aan de maatschappij. Statistieken over verkeersongevallen
laten echter zien dat ouderen een verhoogd risico hebben om hierin betrokken te
raken, voornamelijk wanneer ze minder kilometers afleggen. Bovendien kunnen
de gevolgen van een ongeval voor ouderen ernstiger zijn, aangezien ze vaak een
verhoogde kwetsbaarheid hebben. Verschillende redenen kunnen ten grondslag
liggen aan het verhoogde risico op ongevallen, en verder onderzoek kan helpen
om in de toekomst verlies van onafhankelijkheid en levenskwaliteit bij het ouder
worden te voorkomen.
Dit proefschrift richt zich op de onderliggende leeftijdsgerelateerde
veranderingen in de hersenen die een rol kunnen spelen bij verminderd
rijvermogen. Ten eerste beschrijft dit proefschrift de bestaande literatuur omtrent
rijvaardigheid bij het ouder worden. Uit deze literatuurstudie bleek dat er nog
maar beperkte evidentie beschikbaar is over de rol van motoriek en de motorische
neurale verwerking in rijvaardigheid bij ouderen. Daarom werden na deze
literatuurstudie verdere experimentele doelen opgesteld om de neurale
mechanismen van het motorisch component van rijden in kaart te brengen.
Het eerste experimentele doel was om de hersenactiviteit in kaart te
brengen tijdens het uitvoeren van een motorische coördinatietaak, waarbij zowel
de bovenste als onderste ledematen betrokken waren, vergelijkbaar met
autorijden. Het doel was om zo snel en nauwkeurig mogelijk een bepaalde
beweging uit te voeren na een specifieke prikkel, zoals het gelijktijdig opheffen
van beide handen, maar beide voeten op de grond te laten staan. Tijdens deze
taak werd de power in de theta frequentieband gemeten in een midfrontale regio
met behulp van elektro-encefalografie (EEG). Deze hersenactiviteit wordt
beschouwd als een maatstaf voor cognitieve controle, waarbij de power toeneemt
wanneer een taak complexer wordt. De power in deze frequentieband werd
vervolgens vergeleken tussen jongeren, ouderen en personen van middelbare
leeftijd. Het tweede experimentele doel was om deze hersenactiviteit te meten
tijdens een rijtaak in een rijsimulator, waarbij de deelnemers alleen hoefden te
sturen om de auto binnen de lijnen van het rijvak te houden. Ten slotte werd onderzocht hoe deze midfrontale hersenactiviteit wordt beïnvloed wanneer er een
extra taak aan het sturen wordt toegevoegd.
De belangrijkste bevindingen van dit experimentele onderzoek suggereren
dat er verschillende leeftijdsgerelateerde veranderingen in de hersenen optreden
in de context van rijvaardigheid. Ten eerste observeerde dit proefschrift dat de
prestatie op de motorische coördinatietaak afnam naarmate de leeftijd toenam.
Dit was voornamelijk het geval bij meer complexe bewegingen, zoals het zo snel
mogelijk simultaan opheffen van de linkerhand en de rechtervoet na een specifiek
signaal. Ten tweede bleek uit de resultaten dat de verschillende leeftijdsgroepen
vergelijkbare prestaties leverden bij de stuurtaak, zowel op eenvoudige rechte
stukken als op bochtige stukken die meer stuurcontrole vereisen. Echter, ouderen
vertoonden een kleiner verschil in prestatie tussen de rechte en bochtige stukken.
Ten slotte observeerden we dat het combineren van stuurcontrole met een
aanvullende motorische taak resulteerde in verminderde stuurprecisie, en dat
deze verminderde stuurprecisie prominenter aanwezig was bij oudere
deelnemers.
Op het gebied van hersenactiviteit vonden we dat jongeren verhoogde
power vertonen in midfrontale theta bij het uitvoeren van complexere taken, zoals
de complexere bewegingen op de coördinatietaak, het sturen door bochtige
stukken, en het toevoegen van een extra taak bovenop de stuurtaak. Dit wijst
wellicht op een toename van de benodigde cognitieve controle om de meer
complexe motorische taak goed uit te voeren. Deze toename werd echter niet
waargenomen bij personen van middelbare leeftijd en ouderen. Dit zou kunnen
suggereren dat naarmate de leeftijd toeneemt, een plateau wordt bereikt in de
hoeveelheid power die beschikbaar is, zelfs bij minder complexe
taakomstandigheden. Wellicht vereist een relatief eenvoudige motorische taak
reeds meer cognitieve controle bij het verouderen in vergelijking met een jonger
persoon, bij wie de taak minder expliciete aandacht vereist en eerder automatisch
verloopt. Als gevolg hiervan kan een oudere geen extra theta power toewijzen
aan meer complexe motorische taken, wat uiteindelijk leidt tot een afname in de
gedragsmatige prestaties en dus ook van de motorische controle over het
voertuig. De resultaten van dit proefschrift kunnen belangrijke implicaties hebben
voor het autorijden door oudere volwassenen. Het onderzoek toont aan dat
complexere motorische taken de mentale capaciteit van oudere personen kunnen
overbelasten, wat kan leiden tot langere reactietijden en onjuiste motorische
reacties in meer uitdagende rijomstandigheden. Dit kan mogelijks tot
verkeersongevallen leiden. Om de rijveiligheid van oudere bestuurders te
verhogen, is het essentieel om de complexiteit van de motorische belasting tijdens
rijden te verminderen. Dit kan worden bereikt door middel van strategieën en
interventies die gericht zijn op het verminderen van de motorische taakvereisten,
zoals het gebruik van voertuigen met automatische versnellingsbakken.
Bovendien kunnen aangepaste trainingsprogramma's voor oudere bestuurders
hun rijvaardigheid verbeteren en hun zelfvertrouwen op de weg vergroten, wat
hun onafhankelijkheid en kwaliteit van leven kan waarborgen
Transcranial direct current stimulation and attention skills in burnout patients: a randomized sham-controlled pilot study
No full textThe impact of cognitive functioning on driving performance of older persons in comparison to younger age groups: A systematic review
No full textOlder drivers are at a severely higher risk for motor vehicle crash involvement. Due to the global aging of the population, this increased crash risk has a significant impact on society, as well as on an older individual's quality of life. For this reason, there is a need for understanding how normal age-related changes in cognition and underlying brain dynamics impact driving performance to identify the functional and neurophysiological biomarkers that could be used to design strategies to preserve or improve safe driving behavior in older persons. This review provides an overview of the literature on age-related changes in cog-nitive functioning and brain dynamics that impact driving simulator performance of healthy persons. A systematic literature search spanning the last ten years was conducted, resulting in 22 eligible studies. Results indicated that various aspects of cognition, most importantly executive function, complex attention, and dual tasking, were associated with driving performance, irrespective of age. However, there was a distinct age-related decline in cognitive and driving performance. Older persons had a more variable, less consistent driving simulator performance, such as more variable speed adaptation or less consistent lane keeping behavior. Only a limited number of studies evaluated the underlying brain dynamics in driving performance. Therefore, future studies should focus on implementing neuroimaging techniques to further unravel the neural correlates of driving performance.We would like to thank Dr. Stephan Getzmann and Dr. Asif Jamil for their valuable comments on an earlier draft of this manuscript
Midfrontal Theta and Cognitive Control During Interlimb Coordination Across the Adult Lifespan
No full textInterlimb coordination is required for adequate execution of most daily life activities. Yet, aging negatively affects interlimb coordination, impacting the quality of life in older people. Therefore, disentangling the underlying age-related neural mechanisms is of utmost importance. Here, we investigated neurophysiological processes of an interlimb reaction time task, including both simple and complex coordination modes. Midfrontal theta power, measured using electroencephalography (EEG), was analyzed as a marker for cognitive control. In total, 82 healthy adults participated, with 27 younger, 26 middle-aged, and 29 older adults. On a behavioral level, reaction time increased across the adult lifespan, and error rate was higher in older adults. Notably, aging disproportionately affected reaction times in the complex coordination modes, with larger reaction time increases from simple to complex movements than in younger adults, starting already at middle age. On the neurophysiological level, EEG showed that only younger adults had significantly increased levels of midfrontal theta power during complex relative to simple coordination modes, while no significant differences were found between simple and complex movements in middle-aged and older adults. The absence of this theta power upregulation with regard to movement complexity with increasing age might reflect a premature saturation of the available mental resources.This study was supported by the Special Research Fund (BOF) of Hasselt University (BOF20AF03). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript
Cerebellar Activation During Simple and Complex Bimanual Coordination:an Activation Likelihood Estimation (ALE) Meta-analysis
Full text linkBimanual coordination is an important part of everyday life and recruits a large neural network, including the cerebellum. The specific role of the cerebellum in bimanual coordination has not yet been studied in depth, although several studies indicate a differential role of the anterior and posterior cerebellum depending on the complexity of the coordination. An activation likelihood estimation (ALE) meta-analysis was used combining the data of several functional MRI studies involving bimanual coordination tasks with varying complexities to unravel the involvement of the different areas of the cerebellum in simple and complex bimanual coordination. This study confirms the general bimanual network as found by Puttemans et al. (Puttemans et al. in J Neurosci 25:4270-4278, 2005) and highlights the differences between preferred in-phase (simultaneous movements of homologous muscle groups) and anti-phase movement conditions (alternating movements of homologous muscle groups), and more complex, non-preferred bimanual movements (e.g., out-of-phase movements). Our results show a differential role for the anterior and posterior vermis in bimanual coordination, with a role for the anterior vermis in anti-phase and complex bimanual coordination, and an exclusive role for the posterior vermis in complex bimanual movements. In addition, the way complexity was manipulated also seems to play a role in the involvement of the anterior and posterior vermis. We hypothesize that the anterior vermis is involved in sequential/spatial control, while the posterior vermis is involved in temporal control of (bimanual) coordination, though other factors such as (visual) feedback and continuity of the movement also seem to have an impact. More studies are needed to unravel the specific role of the cerebellar vermis in bimanual coordination
Age-related Changes in Midfrontal Theta Activity during Steering Control: a driving simulator study
No full textMotor control, a ubiquitous part of driving, requires increased cognitive controlled processing in older adults relative to younger adults. However, the influence of aging on motor-related neural mechanisms in the context of driving has rarely been studied. The present study aimed to identify age-related changes in cognitive control and attention allocation during a simulated steering task, using electroencephalography. Midfrontal theta, a marker for cognitive control, and posterior alpha power, a marker for attention allocation, were measured in a total of 26 young, 25 middle-aged, and 28 older adults. By adapting driving speed, the difficulty level of this steering task was individualized for each participant. Results show age-related changes in midfrontal theta power, but not in posterior alpha power, despite similar steering accuracy across age groups. Specifically, only younger and, to a lesser extent, middle-aged adults exhibited increased theta power while driving through more demanding curved segments relative to straight segments. In contrast, theta power upregulation was absent in older adults, suggesting a saturation of cognitive resources while driving, possibly due to a limitation in resource capacity, or less automatic motor-related neural processing
Age and interlimb coordination complexity modulate oscillatory spectral dynamics and large-scale functional connectivity
No full textInterlimb coordination deteriorates as a result of aging. Due to its ubiquity in daily life, a greater understanding of the underlying neurophysiological changes is required. Here, we combined electroencephalography time-frequency spectral power and functional connectivity analyses to provide a comprehensive overview of the neural dynamics underlying the age-related deterioration of interlimb coordination involving all four limbs. Theta, alpha and beta oscillations in the frontal, central and parietal regions were analyzed in twenty younger (18-30 years) and nineteen older adults (65-78 years) during a complex interlimb reaction time task. Reaction time was significantly higher in older adults across all conditions, and the discrepancy between both age groups was largest in the most complex movement condition. Older adults demonstrated enhanced beta event-related desynchronization (i.e., the attenuation of beta power), which further increased along with task complexity and was positively linked to behavioral performance. Theta functional connectivity between frontal, central and pari-etal regions generally increased with movement complexity, irrespective of age group. In general, frontoparietal alpha band functional connectivity tended to be reduced in older versus younger adults, although these contrasts did not survive multiple comparison corrections. Overall, spectral results suggest that enhanced beta desynchro-nization in older adults reflects a successful compensatory mechanism to cope with increased difficulty during complex interlimb coordination. Functional connectivity results suggest that theta and alpha band connectivity are prone to respectively task-and age-related modulations. Future work could target these spectral and functional connectivity dynamics through noninvasive brain stimulation to potentially improve interlimb coordination in older adults.
Causal involvement of DLPFC during bimanual coordination in older adults - an rTMS study
No full textThe role of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in the regulation of bimanual coordination appears to become crucial with aging. Age-related changes in the involvement of the DLPFC in bimanual coordination were studied by using disruptive repetitive TMS (rTMS), inducing a transient lesion in this brain structure. Neurophysiological as well as behavioral effects of suppressing DLPFC during the preparation and execution of a bimanual task were studied in 41 healthy adults (young and old). Specifically, we combined short-train rTMS with single pulse TMS to examine the effect of DLPFC suppression on the interhemispheric projection to the contralateral primary motor cortex (M1) during motor preparation. Findings revealed that compromised interhemispheric DLPFC-M1 disinhibition during motor preparation in older adults resulted in less accurate bimanual performance. The altered DLPFC-M1 interaction in older adults appeared to result from a decline in local inhibitory mechanisms in the DLPFC. In addition, the induction of DLPFC suppression affected task accuracy, but not movement stability in both age groups. Taken together, these results suggest that DLPFC acts as a key regulator in the control of bimanual movement coordination
The effect of Dual-Task modality on midfrontal theta power and driving performance across the adult lifespan
No full textDriving is a complex activity, entailing concurrent preparation and execution of motor behavior, and processing of cognitive information. Dual-tasking often leads to performance decrements, especially when the subtasks require similar neural resources, e.g., controlling the steering wheel, handling the pedals and shifting gears. With higher age, the ability to simultaneously perform different tasks deteriorates, as more mental resources are required for accurate coordination of movements. Therefore, using electroencephalography, we measured the neural correlates of dual-task driving in 81 healthy younger (n = 27), middle-aged (n = 25) and older adults (n = 29). A visuocognitive and a visuomotor dual-task were combined with a simulated lane-keeping task, with the latter dual-task requiring more similar resources. As expected, steering precision decreased to a higher extent when combined with a visuomotor dual-task in all participants, compared to no deterioration in the visuocognitive dual-task. Yet, this visuomotor dual-task performance decrease was more prominent with increasing age. Remarkably, although mid-frontal theta power increased in all groups when a visuomotor dual-task was added, indicating the recruitment of additional mental resources, this increase was less prominent for middle-aged and older adults. This could signify a plateau effect of theta power in which a saturation of mental resources is reached, leading to an increased dual-task cost. Therefore, reducing driver task demands by limiting the need for motor control processing, e.g., by switching to automatic gear shifting, could be beneficial for driving safety
- …
