Parsing executive processes: Strategic vs. evaluative functions of the anterior cingulate cortex

Event-related functional MRI and a version of the Stroop color naming task were used to test two conflicting theories of anterior cingulate cortex (ACC) function during executive processes of cognition. A response-related increase in ACC activity was present when strategic processes were less engaged, and conflict high, but not when strategic processes were engaged and conflict reduced. This is inconsistent with the widely held view that the ACC implements strategic processes to reduce cognitive conflicts, such as response competition. Instead, it suggests that the ACC serves an evaluative function, detecting cognitive states such as response competition, which may lead to poor performance, and representing the knowledge that strategic processes need to be engaged.

Processing speed, executive function, and age differences in remembering and knowing

A group of young (n=52, M=23.27 years) and old (n=52, M=68.62 years) adults studied two lists of semantically unrelated nouns. For one list a time of 2 s was allowed for encoding, and for the other, 5 s. A recognition test followed where participants classified their responses according to Gardiner’s (1988) remember–know procedure. Age differences for remembering and knowing were minimal in the faster 2-s encoding condition. However, in the longer 5-s encoding condition, younger persons produced significantly more remember responses, and older adults a greater number of know responses. This dissociation suggests that in the longer encoding condition, younger adults utilized a greater level of elaborative rehearsal governed by executive processes, whereas older persons employed maintenance rehearsal involving short-term memory. Statistical control procedures, however, found that independent measures of processing speed accounted for age differences in remembering and knowing and that independent measures of executive control had little influence. The findings are discussed in the light of contrasting theoretical accounts of recollective experience in old age.

Rôle des circuits cortico-striataux dans la planification et l'exécution de règles lexicales

Des recherches, autant chez l’homme que chez l’animal, proposent qu’il existerait, au sein des réseaux cérébraux, une organisation anatomique parallèle de circuits qui coordonne l’activité des structures qui participent à la planification et à l’exécution d’une action. Dans cette foulée, un modèle émerge qui attribue au cortex préfrontal (CPF) latéral une spécificité anatomo-fonctionnelle basée sur les niveaux de traitement en mémoire de travail (MT). Il s’agit du modèle « niveaux de traitement-dépendant », qui accorde un rôle important au CPF latéral dans l’acquisition et la représentation de règles guidant nos comportements. Des études en neuroimagerie fonctionnelle, utilisant le Wisconsin Card Sorting Task (WCST) ont permis de corroborer ce modèle et de dissocier trois niveaux de traitement en MT non seulement au sein du CPF latéral mais encore aux structures sous- corticales, les ganglions de la base (GB). Ces études suggèrent que certains noyaux des GB seraient topographiquement organisés avec le CPF latéral et contriburaient, sous certaines conditions, à des processus cognitifs et moteurs semblables à leur homologue cortical. Le but de notre étude est d'explorer la généralisation de la contribution des GB et du CPF au modèle niveaux de traitement-dépendant afin de voir si ce dernier est indépendant de la nature des stimuli en mémoire de travail. À cet effet, nous avons modifié le WCST en l’appliquant à un autre domaine, celui du langage. Nous avons remplacé les pictogrammes par des mots et modifié les règles formes, couleurs, nombres, par des règles sémantiques et phonologiques. L’analyse des résultats a démontré que différentes parties des GB de concert avec différentes régions du CPF se différencient quant aux niveaux de traitement en MT et ce, indépendamment de la nature des stimuli. Une deuxième analyse a permis d’évaluer les patrons d’activations liés aux conditions sémantiques et phonologiques. Ces résultats ont mis en évidence que les réseaux préfrontaux semblent liés aux processus exécutifs nécessaires à la réalisation de la tâche, indépendamment de la condition tandis que les aires associatives se dissocient davantage et contiennent des réseaux propres à la sémantique et à la phonologie.

Contribution des régions fronto-striatales dans les fonctions exécutives

Des études récentes ont montré que le noyau caudé interagissait avec le cortex préfrontal et qu’il pourrait être impliqué dans les fonctions exécutives. Le but de cette thèse était d’étudier la contribution du noyau caudé dans les fonctions exécutives, plus précisément dans des tâches de monitoring et de changement de règle, et d’observer comment ces régions fronto-striatales interagissent avec le réseau par défaut (RPD). Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle du noyau caudé dans les deux types de monitoring : le monitoring d’origine interne, consistant à effectuer un suivi sur l’état de l’information en mémoire de travail afin de pouvoir faire un choix subséquent, et dans le monitoring d’origine externe où le suivi sur l’état des items est effectué par l’individu, mais la sélection est exécutée par une source externe. Il a été montré que le cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL) est impliqué dans les deux types de monitoring. À l’aide de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), nos résultats ont montré une augmentation significative du signal BOLD au niveau du CPFDL dans les contrastes des conditions de monitoring d’origine interne et monitoring d’origine externe par rapport à la condition contrôle. De manière plus importante, une augmentation significative de l’activité a été observée dans le noyau caudé seulement dans les soustractions impliquant le monitoring d’origine interne par rapport à la condition contrôle, et par rapport à la condition de monitoring d’origine externe. En deuxième lieu, des études ont montré une contribution spécifique des régions fronto-striatales dans l’exécution d’un changement de règle. Toutefois, l’effet d’un changement de règle sur l’activité cérébrale n’a jamais été étudié sur les essais subséquents. À l’aide de l’IRMf, le cortex préfrontal ventrolatéral (CPFVL) et le noyau caudé ont montré une augmentation significative de leur activité lors des changements de règle continus et lors des changements de règles sporadiques par rapport à la condition contrôle, et aussi lors des essais où le maintien d’une même règle devait être effectué pour une courte durée par opposition au contrôle. Cependant, aucune activité fronto-striatale n’a été observée lorsqu’une même règle devait être appliquée pour une plus longue période. De plus, une diminution significative de l’activité du noyau caudé a été observée lors de la répétition de l’exécution d’une même règle suggérant une meilleure intégration de cette dernière. Finalement, plusieurs études ont montré une déactivation du RPD lors de l’exécution de tâches. À l’aide de l’IRMf, nous avons posé l’hypothèse que le RPD serait corrélé négativement avec les régions fronto-striatales lors de l’exécution d’une tâche de changement de règle. Nos résultats montrent une augmentation significative de l’activité des régions fronto-striatales lors d’une augmentation du nombre d’essais de changement de règle consécutif, pendant que le RPD montre une déactivation continue. De façon intéressante, pendant que les régions fronto-striatales montrent une diminution de leur activité lors de l’exécution d’une même règle pour une longue période, le RPD augmente son activité de façon significative. On conclut donc que le noyau caudé joue un rôle important dans la planification d’une nouvelle action lorsque plusieurs possibilités doivent être considérées en mémoire de travail, et ce en même temps. Finalement, le RPD montre une corrélation négative avec les régions fronto-striatales suggérant sa participation dans l’intégration d’une tâche devenant de plus en plus familière.

Changes in cortical and sub-cortical patterns of activity associated with aging during the performance of a lexical set-shifting task

Bien que le passage du temps altère le cerveau, la cognition ne suit pas nécessairement le même destin. En effet, il existe des mécanismes compensatoires qui permettent de préserver la cognition (réserve cognitive) malgré le vieillissement. Les personnes âgées peuvent utiliser de nouveaux circuits neuronaux (compensation neuronale) ou des circuits existants moins susceptibles aux effets du vieillissement (réserve neuronale) pour maintenir un haut niveau de performance cognitive. Toutefois, la façon dont ces mécanismes affectent l’activité corticale et striatale lors de tâches impliquant des changements de règles (set-shifting) et durant le traitement sémantique et phonologique n’a pas été extensivement explorée. Le but de cette thèse est d’explorer comment le vieillissement affecte les patrons d’activité cérébrale dans les processus exécutifs d’une part et dans l’utilisation de règles lexicales d’autre part. Pour cela nous avons utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) lors de la performance d’une tâche lexicale analogue à celle du Wisconsin. Cette tâche a été fortement liée à de l’activité fronto-stritale lors des changements de règles, ainsi qu’à la mobilisation de régions associées au traitement sémantique et phonologique lors de décisions sémantiques et phonologiques, respectivement. Par conséquent, nous avons comparé l’activité cérébrale de jeunes individus (18 à 35 ans) à celle d’individus âgés (55 à 75 ans) lors de l’exécution de cette tâche. Les deux groupes ont montré l’implication de boucles fronto-striatales associées à la planification et à l’exécution de changements de règle. Toutefois, alors que les jeunes semblaient activer une « boucle cognitive » (cortex préfrontal ventrolatéral, noyau caudé et thalamus) lorsqu’ils se voyaient indiquer qu’un changement de règle était requis, et une « boucle motrice » (cortex postérieur préfrontal et putamen) lorsqu’ils devaient effectuer le changement, les participants âgés montraient une activation des deux boucles lors de l’exécution des changements de règle seulement. Les jeunes adultes tendaient à présenter une augmentation de l’activité du cortex préfrontal ventrolatéral, du gyrus fusiforme, du lobe ventral temporale et du noyau caudé lors des décisions sémantiques, ainsi que de l’activité au niveau de l’aire de Broca postérieur, de la junction temporopariétale et du cortex moteur lors de décisions phonologiques. Les participants âgés ont montré de l’activité au niveau du cortex préfrontal latéral et moteur durant les deux types de décisions lexicales. De plus, lorsque les décisions sémantiques et phonologiques ont été comparées entre elles, les jeunes ont montré des différences significatives au niveau de plusieurs régions cérébrales, mais pas les âgés. En conclusion, notre première étude a montré, lors du set-shifting, un délai de l’activité cérébrale chez les personnes âgées. Cela nous a permis de conceptualiser l’Hypothèse Temporelle de Compensation (troisième manuscrit) qui consiste en l’existence d’un mécanisme compensatoire caractérisé par un délai d’activité cérébrale lié au vieillissement permettant de préserver la cognition au détriment de la vitesse d’exécution. En ce qui concerne les processus langagiers (deuxième étude), les circuits sémantiques et phonologiques semblent se fusionner dans un seul circuit chez les individus âgés, cela représente vraisemblablement des mécanismes de réserve et de compensation neuronales qui permettent de préserver les habilités langagières.

Neural changes associated with semantic processing in healthy aging despite intact behavioral performance

Semantic memory recruits an extensive neural network including the left inferior prefrontal cortex (IPC) and the left temporoparietal region, which are involved in semantic control processes, as well as the anterior temporal lobe region (ATL) which is considered to be involved in processing semantic information at a central level. However, little is known about the underlying neuronal integrity of the semantic network in normal aging. Young and older healthy adults carried out a semantic judgment task while their cortical activity was recorded using magnetoencephalography (MEG). Despite equivalent behavioral performance, young adults activated the left IPC to a greater extent than older adults, while the latter group recruited the temporoparietal region bilaterally and the left ATL to a greater extent than younger adults. Results indicate that significant neuronal changes occur in normal aging, mainly in regions underlying semantic control processes, despite an apparent stability in performance at the behavioral level.

Anxiety-induced response perseverance and stereotyping change

This study examined anxiety as a potential moderator of stereotype change. Previous work has independently demonstrated an increase in stereotyping under conditions of high anxiety as well as following attempts to suppress stereotypic thought. The combination of these two antecedent conditions might thus be expected to produce an additive increase in stereotyping. In contrast to an additive pattern, however, we observed an interaction between anxiety and suppression task instruction. Whilst both the instruction to suppress (in the absence of anxiety) or anxiety (in the absence of the instruction to suppress) did independently increase stereotyping, when the two co-occurred, there was no change. We explain this interaction by considering work from neuropsychological domain on response perseverance: cognitive overload (one consequence of anxiety) may inhibit the ability to switch between modes of perception. These findings suggest a potentially important moderator for attempts to suppress social stereotypes, and point to the efficacy of integrating work from diverse domains for understanding the operation of executive processes in person perception.

A preliminary investigation of the running digit span as a test of working memory

The objective of this study was to compare performance on different versions of the running span task, and to examine the relationship between task performance and tests of episodic memory and executive function. We found that the average capacity of the running span was approximately 4 digits, and at long sequence lengths, performance was no longer affected by varying the running span window. Both episodic and executive function measures correlated with short and long running spans. suggesting that a simple dissociation between immediate memory and executive processes in short and long running digit span tasks may not be warranted.

Representation in cognitive neuroscience

This article discusses the possible representational nature of two brain cognitive functions: perceptual and executive. Assuming the Newellian definition of representational processes as those that establish an isomorphic relation between two structures, I claim that perceptual processes generate only a partial correspondence (between stimuli properties and brain states) and therefore should not be properly conceived as representational. on the other hand, executive processes encompass the combination of copies (i.e., representations) of perceptual patterns, generating new patterns that subserve behavior. In summary, I criticize the notion of perceptual representations, and propose that brain representational processes are related to executive functions, having a pragmatic dimension.

Functional neuroanatomical double dissociation of mnemonic and executive control processes contributing to working memory performance

We used event-related functional MRI to investigate the neural bases of two categories of mental processes believed to contribute to performance of an alphabetization working memory task: memory storage and memory manipulation. Our delayed-response tasks required memory for the identity and position-in-the-display of items in two- or five-letter memory sets (to identify load-sensitive regions) or memory for the identity and relative position-in-the-alphabet of items in five-letter memory sets (to identify manipulation-sensitive regions). Results revealed voxels in the left perisylvian cortex of five of five subjects showing load sensitivity (as contrasted with alphabetization-sensitive voxels in this region in only one subject) and voxels of dorsolateral prefrontal cortex in all subjects showing alphabetization sensitivity (as contrasted with load-sensitive voxels in this region in two subjects). This double dissociation was reliable at the group level. These data are consistent with the hypothesis that the nonmnemonic executive control processes that can contribute to working memory function are primarily prefrontal cortex-mediated whereas mnemonic processes necessary for working memory storage are primarily posteriorly mediated. More broadly, they support the view that working memory is a faculty that arises from the coordinated interaction of computationally and neuroanatomically dissociable processes.

Amendment of the national emergency with respect to Zimbabwe : message from the President of the United States transmitting notification that the national emergency blocking the property of persons undermining democratic processes or institutions in Zimbabwe on March 6, 2003, by Executive Order 13288, is amended to extend the authority for blocking property and interests in property.

"December 6, 2005."

Human Capital : opportunities to improve executive agencies' hiring processes /

Available via Internet from: http://www.gao.gov

Self-regulated learning and executive function : exploring the relationships in a sample of adolescent males

This study investigated relationships between SRL and EF in a sample of 254 school-aged adolescent males. Two hypotheses were tested: that self-reported measures of SRL and EF are closely related and that as different aspects of EF mature during adolescence, the corresponding components of SRL should also improve, leading to an age-related increase in the correlation between EF and SRL. Two self-report instruments were used: the strategies for self-regulated learning survey (SSRLS) and the behavioural rating instrument of executive function (BRIEF). Strong correlations between the measures of EF and SRL were found, especially in areas associated with metacognitive processes. Correlations between EF and SRL were found, with weaker correlations between behavioural regulation and SRL were found to be weaker for the younger participants in the sample while the relationship between EF and SRL appears to grow stronger during the initial years of high school even though self-reported levels of EF along with motivation for SRL and important components of SRL such as goal setting and planning were found to decrease with age. Decreasing levels of motivation for learning during adolescence are speculated to moderate the deployment of SRL and EF in a school context.

Early mathematical learning: Number processing skills and executive function at 5 and 8 years of age

This research investigated differences and associations in performance in number processing and executive function for children attending primary school in a large Australian metropolitan city. In a cross-sectional study, performance of 25 children in the first full-time year of school, (Prep; mean age = 5.5 years) and 21 children in Year 3 (mean age = 8.5 years) completed three number processing tasks and three executive function tasks. Year 3 children consistently outperformed the Prep year children on measures of accuracy and reaction time, on the tasks of number comparison, calculation, shifting, and inhibition but not on number line estimation. The components of executive function (shifting, inhibition, and working memory) showed different patterns of correlation to performance on number processing tasks across the early years of school. Findings could be used to enhance teachers’ understanding about the role of the cognitive processes employed by children in numeracy learning, and so inform teachers’ classroom practices.