Gehirnscans zeigen einen entscheidenden Unterschied zwischen jüngeren und älteren Erwachsenen

Von dem Moment an, in dem wir geboren werden, bis zu dem Moment, in dem wir sterben, haben wir die Aufgabe, durch die Welt zu navigieren.

Aber nimmt unsere Fähigkeit, genaue mentale Karten zu erstellen, mit dem Alter ab? EIN Studie veröffentlicht am Montag in der Journal of Neuroscience deutet darauf hin, dass das Altern nicht nur unsere körperliche Bewegungsfähigkeit beeinträchtigt, sondern auch unser Ortsgefühl .

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Was ist neu? Die Studie legt nahe, dass ältere Erwachsene in der Regel mehr Schwierigkeiten haben, durch neue Umgebungen zu navigieren als zwanzig und entsprechende Aktivitätsabweichungen in zwei Regionen des Gehirns aufweisen, nämlich der vorderer Hippocampus und der retrosplenialer Kortex / parieto-okzipitaler Sulcus (RSC / POS).



Es ist bekannt, dass sowohl der Hippocampus als auch der RSC / POS an der Entwicklung von beteiligt sind räumliches Gedächtnis - der psychologische Mechanismus, der es uns ermöglicht, unseren Weg zu finden.

Nadine Diersch , berichtet der entsprechende Autor der Studie und Postdoktorand am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen Invers dass räumliche Navigationsdefizite eines der ersten Symptome eines altersbedingten kognitiven Rückgangs sind.

Gehirnscans zeigten, dass die Aktivität des Hippocampus abnimmt und die Aktivität in anderen Navigationsbereichen zunimmt - im Gehirn jüngerer Studienteilnehmer. Dies wurde in älteren Gehirnen nicht gesehen. Diersch et al., JNeurosci 2021

Änderungen in der Fähigkeit, sich in räumlichen Umgebungen zu orientieren, treten sehr früh auf (in der Alterungsprozess ) und interessanterweise könnten sie uns Einblicke in den Fortschritt vom gesunden zum pathologischen Altern geben, da Gehirnregionen, die für die räumliche Navigation wichtig sind, zu den ersten gehören, die Anzeichen einer Alzheimer-bedingten Neuropathologie aufweisen, sagt Diersch.

Der Hippocampus war für Diersch und ihre Co-Autoren von besonderem Interesse, da angenommen wird, dass er eine besonders große Rolle bei der Generierung von spielt räumliche Darstellungen - unser Gefühl, wo wir uns in Bezug auf die Objekte um uns herum befinden.

Wie sie es gemacht haben - Die Forscher rekrutierten 17 jüngere Männer und Frauen mit einem Durchschnittsalter von 24 Jahren und 17 ältere Männer und Frauen mit einem Durchschnittsalter von 66 Jahren, um an einem Verhaltensexperiment teilzunehmen, bei dem in eine Virtual-Reality-Umgebung eingetaucht wurde.

Das Virtual-Reality-Umgebung (VE) wurde dem Zentrum der historischen deutschen Stadt Tübingen nachempfunden und enthielt Geschäfte, Häuser, Restaurants, vier Kreuzungen, eine Kirche und ein Rathaus. Keiner der Teilnehmer war jemals zuvor in Tübingen gewesen.

Nachdem sie sich mit dem Aufbau des VE vertraut gemacht hatten, wechselten die Teilnehmer zwischen kurzen, geführten Touren und einer scheinbar einfachen Aufgabe: von einer der Kreuzungen aus die Richtung der Kirche oder des Rathauses zu bestimmen. Virtueller Nebel rollte ebenfalls herein und behinderte die Sicht, sodass die Navigation allein auf dem Wissen über die Umgebung beruhte. Sie wiederholten die Aufgabe 96 Mal - dreimal für jede mögliche Kombination von Kreuzungen, Richtungen und Orten.

Anschließend wurde eine völlig andere Gruppe von jüngeren und älteren Männern und Frauen gebeten, die Aufgabe 64 Mal zu erledigen, zweimal für jede mögliche Kombination von Kreuzungen, Richtungen und Orten während des fMRT-Gehirnscans.

Was sie entdeckten - Die Datenanalyse ergab eine starke Korrelation zwischen:

  • Jugend
  • Basisleistung
  • Die Fähigkeit zur Verbesserung

Ältere Erwachsene identifizierten den ungefähren Standort der Kirche oder des Rathauses mit geringerer Wahrscheinlichkeit korrekt als jüngere Erwachsene. Dieser Trend war jedoch nicht allgemein erkennbar.

Während die meisten unserer älteren Erwachsenen bei dieser Aufgabe schlechter abschnitten, waren ihre individuellen Ergebnisse sehr unterschiedlich. Es gab tatsächlich einige ältere Teilnehmer, die so schnell lernten wie die jüngeren Erwachsenen, sagt Diersch.

Die fMRI-Scans stützten die Ergebnisse der Analyse und zeigten konkrete Unterschiede in den Mustern der neuronalen Aktivität zwischen Mitgliedern der beiden Altersgruppen. Insbesondere jüngere Erwachsene stellten im Durchschnitt aus abnehmende Aktivität im Hippocampus und zunehmende Aktivität im RSC / POS. Die gleichen Aktivitätsniveaus wurden im Gehirn älterer Erwachsener nicht beobachtet.

Warum dies wichtig ist - Die Studie liefert eine neuartige Erklärung für altersbedingte räumliche Navigationsdefizite: übermäßige Hippocampusaktivität .

Während die genaue Art der Verbindung immer noch ein Rätsel ist, theoretisieren die Forscher, dass die Hyperaktivität des Hippocampus die Signalübertragung zwischen Gehirnregionen stören könnte, sagt Diersch. Diese Erkenntnisse könnten möglicherweise die Entwicklung neuer Medikamente für altersbedingten Gedächtnisverlust, von dem 11,7 Prozent der amerikanischen Erwachsenen über 65 Jahre betroffen sind, gemäß an die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten.

Wenn der Besuch neuer Orte für ältere Erwachsene eine zu große Herausforderung darstellt, weil sie Gefahr laufen, sich zu verlaufen und verwirrt zu werden, könnten sie folglich solche Situationen vermeiden, die ihr tägliches Leben erheblich einschränken könnten, sagt Diersch.

Wenn wir Wege finden, wie sie in solchen Situationen besser abschneiden können, ohne überfordert zu werden, wird ihre Lebensqualität verbessert.

Was kommt als nächstes? Die Studie könnte weitere Forschungen zur medizinischen Anwendung von Arzneimitteln anregen, die auf die Hyperaktivität des Hippocampus abzielen, wie z. B. Antiepileptika. Es wurde bereits gezeigt, dass diese Medikamente die Gedächtnisleistung bei Amnesiepatienten verbessern, sagt Diersch.

Die Forscher wollen auch die Ursache für die Leistungsunterschiede zwischen einigen älteren Erwachsenen herausfinden.

Zu bestimmen, warum genau einige ältere Erwachsene ihre Leistung so gut zu halten scheinen, wäre ein weiterer interessanter Weg für Folgestudien, um festzustellen, wie sehr sie sich von anderen Personen (in Bezug auf) Lebensstilfaktoren usw. unterscheiden, sagt Diersch.

Abstrakt: Das Erlernen der räumlichen Anordnung einer neuartigen Umgebung ist mit dynamischen Aktivitätsänderungen im Hippocampus und in medialen Parietalbereichen verbunden. Mit zunehmendem Alter verschlechtert sich die Fähigkeit, räumliche Umgebungen zu lernen, erheblich, aber die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen sind nicht gut verstanden. Hier berichten wir über Ergebnisse eines Verhaltens- und eines fMRI-Experiments, bei dem gesunde ältere und jüngere Erwachsene beiderlei Geschlechts eine räumliche Lernaufgabe in einer fotorealistischen virtuellen Umgebung ausführten. Wir modellierten einzelne Lernzustände unter Verwendung eines Bayes'schen Zustandsraummodells und stellten fest, dass sich die Aktivität im retrosplenialen Kortex / parieto-okzipitalen Sulcus und im vorderen Hippocampus als Funktion des Lernens bei älteren im Vergleich zu jüngeren Erwachsenen über wiederholte Episoden in der Umgebung nicht systematisch änderte. Darüber hinaus zeigten effektive Konnektivitätsanalysen, dass die altersbedingten Lerndefizite mit einer Erhöhung der Erregbarkeit des Hippocampus verbunden waren. Zusammen liefern diese Ergebnisse neue Erkenntnisse darüber, wie sich das Altern des Menschen auf die Berechnungen im Navigationssystem des Gehirns auswirkt, und unterstreichen die entscheidende Rolle des Hippocampus.