Автономная гибкость отражает обучение и связанную с ним нейропластичность в пожилом возрасте

Эффективное обучение в пожилом возрасте, особенно у лиц с риском деменции, имеет важное значение для продления самостоятельной жизни. Однако межиндивидуальная вариабельность в обучении выражена значительно: так, многомесячная когнитивная тренировка для улучшения обучения может быть полезна для одних людей, но не для других. До настоящего времени мало известно о том, какие нейрофизиологические механизмы определяют наблюдаемую вариабельность обучения, индуцированного когнитивной тренировкой, у пожилых людей. Объединив предложенную Лёвденом и соавт. (2010) теоретическую модель, указывающую на роль способности к адаптации в нейропластичности, и модель нейровисцеральной интеграции, описывающую связь между автономной нервной системой (АНС) и мозгом, с новым аналитическим подходом на основе shapelet, позволяющим точно и интерпретируемо анализировать данные временных рядов, мы выявили кратковременный сегмент АНС, полученный из ЭКГ, в ответ на задачи когнитивной тренировки на исходном уровне, который предсказывал результаты обучения после 6-недельного вмешательства когнитивной тренировки. Связь между сегментом АНС и обучением была устойчивой как при межиндивидуальном, так и при межзадачном анализе у группы пожилых людей с амнестическим лёгким когнитивным нарушением. Кроме того, выявленный shapelet АНС значимо предсказывал индуцированную тренировкой нейропластичность в дорсальной передней поясной коре и отдельных лобных областях во время функциональной МРТ при выполнении задачи. По всем показателям исходов вероятность того, что когнитивная тренировка принесёт пользу в перспективе, была ниже у лиц, чьи данные ЭКГ на исходном уровне были более похожи на этот конкретный сегмент АНС. Наши результаты относятся к первым эмпирическим данным, подтверждающим, что способность к адаптации, оцениваемая по гибкости АНС, предсказывает индивидуальные различия в обучении и связанной с ним нейропластичности сверх влияния индивидуальных характеристик, таких как возраст, образование, нейродегенерация и суммарный объём тренировки.