Cerebral aging: integration of brain and behavioral models of cognitive function

Dialogues Clin Neurosci. 2001 Sep;3(3):151-65.

Abstract
in En , Spanish , French

There are substantial declines in behavioral measures of cognitive function with age, including decreased function of executive processes and long-term memory. There is also evidence that, with age, there is a decrease in brain volume, particularly in the frontal cortex. When young and older adults perform cognitive tasks that depend heavily on frontal function, neuroimaging evidence indicates that older adults recruit additional brain regions in order to perform the tasks. This additional neural recruitment is termed "dedifferentiation," and can take multiple forms. This recruitment of additional neural tissue with age to perform cognitive tasks was not reflected in the behavioral literature, and suggests that there is more plasticity in the ability to organize brain function than was previously suspected. We review both behavioral and neuroscience perspectives on cognitive aging, and then connect the findings in the two areas. From this integration, we suggest important unresolved questions and directions for future research.

Con la edad hay disminuciones sustanciales de las mediciones conductuales de la función cognitiva, incluyendo una disminución de la función de procesos de ejecución y memoria a largo plazo. También existen evidencias que con la edad hay una reducción en el volumen cerebral, particularmente en la corteza frontal. Cuando jóvenes y adultos mayores ejecutan pruebas cognitivas que dependen en gran medida de la función frontal, la evidencia de las neuroimágenes indica que los adultos mayores reclutan en forma adicional regiones cerebrales para poder realizar las pruebas. Este reclutamiento neural adicional se ha denominado “dediferenciación” y puede tomar múltiples formas. Este reclutamiento de tejido neural adicional con la edad para ejecutar pruebas cognitivas no se ha reflejado en la literatura conductual y se sugiere que existe una mayor plasticidad en la capacidad para organizar la función cerebral de lo que previamente se sospechaba. Nosotros revisamos tanto la perspectiva conductual como la de las neurociencias en el envejecimiento cognitivo y luego conectamos los hallazgos en las dos áreas. A partir de esta integración nosotros sugerimos importantes preguntas no resueltas y orientaciones para futuras investigaciones.

Un déclin important, lié à l'âge, est constaté lors des mesures des fonctions cognitives, avec en particulier une diminution fonctionnelle des processus d'exécution et de la mémoire à long terme. Une diminution du volume cérébral avec l'âge, concernant principalement le cortex frontal, a également été mise en évidence. La neuro-imagerie montre que, lors de l'accomplissement de tâches cognitives dépendant étroitement de la fonction frontale, les personnes âgées recrutent des régions cérébrales supplémentaires par rapport aux adultes jeunes. Ce recrutement neural supplémentaire, désigné sous le terme de « dédifférenciation », peut prendre de multiples formes. Ce phénomène, non pris en compte par la littérature comportementale, suggère qu'il existe plus de plasticité dans l'organisation de la fonction cérébrale qu'il n'avait été soupçonné jusqu'à présent. Cet article fait le point sur les acquis concernant le vieillissement cognitif, tant sur le plan comportemental que sur celui des neurosciences, afin de les mettre en liaison. A partir de cette réflexion, nous soulevons d'importantes questions restées sans réponse et ouvrons des voies pour la recherche future.

Keywords: aging; cognition; compensation; dedifferentiation; executive function; memory; neuroimaging; plasticity; prefrontal cortex; slowing.