Interaction between delayed visual feedback and secondary cognitive tasks on postural control in older adults

Interaction entre un feedback visuel retardé et une tâche cognitive ajoutée sur le contrôle postural chez des personnes âgées

¹ Sensorimotor Neuroscience Laboratory, Program in Life Sciences, McMaster University, Hamilton, Canada
² Sensorimotor Neuroscience Laboratory, Department of Kinesiology, McMaster University, Hamilton, Canada
³ Sensorimotor Neuroscience Laboratory, McMaster Institute for Neuroscience Discovery and Study (MiNDS), Hamilton ON, Canada, L8S 4K1

Received: 25 May 2011
Accepted: 7 June 2011

Abstract

Age-related decline in control mechanisms and sensory information detection adversely affect balance in older adults. This effect is particularly pronounced during the performance of a concurrent cognitive task. The purpose of this experiment was to determine the effects of cognitive load and the temporal salience of delayed visual feedback (DVF) on the stability of upright stance in older individuals. Fifteen healthy young and fifteen healthy older subjects participated. Participants were required to position their centre of pressure (COP) as close to a fixed-target as possible on an LCD monitor. In a set of experimental conditions the delay with which the visual feedback was made available to the participants was systematically varied. The cognitive dual-task involved the performance of a simple serial arithmetic operation. Visual feedback conditions consisted of eyes-open (no COP feedback) and DVF conditions (0, 300, 600, 900 ms). While sway variability increased with visual delay in both groups, older participants exhibited greater sway variability across all DVF conditions. Young adults showed a reduction in AP COP variability in the dual DVF-cognitive task performance conditions Older adults, in contrast, did not benefit from cognitive dual-task performance. We argue that this reflects insufficient or inappropriate modulation of attention resulting in compromised balance control in older individuals.

Résumé

Le déclin lié à l’âge des mécanismes de contrôle et de la détection des informations sensorielles affecte l’équilibre chez les personnes âgées. Cet effet est particulièrement prononcé lorsque les sujets doivent réaliser une tâche cognitive concurrente. L’objectif de cette expérimentation était de déterminer les effets de la charge mentale et du délai de feedback visuel sur la stabilité de l’équilibre postural chez des personnes âgées. Quinze sujets jeunes et quinze sujets âgés, tous en bonne santé, ont participé à cette expérimentation. Les sujets devaient maintenir la position de leur centre des pressions aussi proche que possible d’une cible présentée sur un moniteur LCD. Dans un ensemble de conditions expérimentales le délai avec lequel le feedback visuel était rendu disponible a été systématiquement manipulé. La tâche cognitive ajoutée était une tâche sérielle d’opérations arithmétiques simples. Les conditions de feedback visuel comprenaient une condition sans feedback, et des conditions de feedback retardé (0, 300, 600, 900 ms). Les résultats montrent que la variabilité posturale augmente avec le délai de feedback dans les deux groupes, mais que les sujets âgés présentent une variabilité plus élevée dans toutes les conditions avec feedback retardé. Les sujets jeunes présentent une diminution de la variabilité des déplacements du centre des pressions dans les conditions de double tâche, alors que les sujets âgés ne bénéficient pas de cet effet double tâche. Nous pensons que ceci reflète une modulation insuffisante ou inappropriée de l’attention chez les sujets âgés, débouchant sur un contrôle déficient de l’équilibre.