alterndes Gehirn

Wir untersuchen, wie das Älterwerden unser Gehirn beeinflusst, die Informationen und Begriffe zu speichern und abzurufen, die wir im Laufe unseres Lebens gelernt haben, zum Beispiel wenn wir ein Wort sagen wollen.

Der Comic zeigt, wie sich mit dem Alter die Wege verändern, die unser Gehirn nimmt, um ein Wort zu finden. Er stellt die Köpfe eines jüngeren und eines älteren Menschen gegenüber. Obwohl am Ende beide das richtige Wort finden, sehen die Wege dorthin ganz unterschiedlich aus. Bei älteren Menschen sind diese Wege von einem ganzen Leben voller Erfahrungen geprägt, und dieser Reichtum kann ausgleichen, wenn Wege länger oder weniger direkt sind.

Moderne Bildgebungsmethoden ermöglichen es, die Aktivität des Gehirns in Echtzeit zu verfolgen. Dabei zeigt sich, dass bei einer bestimmten Aufgabe Netzwerke aus verschiedenen Hirnregionen zusammenarbeiten. Eine wichtige Erkenntnis der letzten Jahre ist, dass sich diese Netzwerke im Laufe des Älterwerdens verändern, besonders, wie verschiedene Netzwerke miteinander kommunizieren.

In einer unserer Studien sollten Teilnehmende in einem Hirnscanner Begriffe aus verschiedenen Kategorien nennen ( Tiere oder Früchte als einfachere Beispiele, Insekten und Metalle als komplizierter zu benennen). Auch wenn jüngere und ältere Teilnehmende gleich gut Wörter produzierten, zeigten ältere Gehirne eine stärkere Interaktion von Bedeutungsnetzwerken und Netzwerken, die für kognitive Kontrolle zuständig sind. Andere Forschungsgruppen konnten ebenfalls zeigen, dass bei älteren Erwachsenen auch Netzwerke, die persönliche Konzepte und Erfahrungen abbilden, stärker einbezogen werden und so die Leistung stützen.

Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass das Gehirn Veränderungen in der Verarbeitung ausgleichen kann, indem es breitere und reichhaltigere Netzwerke nutzt – ähnlich wie bei einem Umweg, der mehr von der inneren Landkarte einbezieht.

Unsere Forschung beantwortet nicht die Frage, wie wir das Älterwerden aufhalten können oder wie Krankheiten wie Alzheimer oder andere Formen von Demenz geheilt werden können. Stattdessen schaffen unsere Befunde eine Grundlage, um besser zu verstehen, was beim Älterwerden im Gehirn geschieht und warum Wortfindungsprobleme oder das Gefühl, dass einem ein Wort auf der Zunge liegt, mit dem Alter häufiger werden. Dieses Wissen kann wiederum dabei helfen, bessere Methoden zu entwickeln, um ein gesundes Altern von frühen Krankheitszeichen zu unterscheiden und Ansätze zu entwerfen, die das alternde Gehirn unterstützen.

Älterwerden ist ein sehr individueller Prozess, und das gilt auch für das Gehirn. Wir wissen zwar, dass sich Hirnnetzwerke im Laufe des Lebens neu organisieren, aber wir verstehen noch nicht vollständig, was diese Veränderungen antreibt oder warum sie sich von Mensch zu Mensch so stark unterscheiden. Außerdem ist noch unklar, wo genau die Grenze zwischen gesundem Altern und frühen Stadien neurodegenerativer Erkrankungen verläuft und ob sich die Ausgleichsstrategien des Gehirns gezielt trainieren oder stärken lassen. Offen ist auch noch, wie Faktoren wie Mehrsprachigkeit, Bildung oder Lebensstil die innere Landkarte von Wörtern und Begriffen im alternden Gehirn prägen und welche davon gesundes kognitives Altern in Zukunft besonders unterstützen könnten.

Diese Forschung könnte zur Medizin der Zukunft beitragen, indem sie zeigt, dass das alternde Gehirn nicht nur verwundbar, sondern auch anpassungsfähig ist. Wenn wir genauer verstehen, wie sich das Gehirn bei altersbedingten Veränderungen neu organisiert und wie es diese ausgleicht, können wir bessere Werkzeuge entwickeln, um gesundes Altern von frühen Krankheitsprozessen zu unterscheiden. Das würde helfen, Menschen mit einem erhöhten Risiko für Demenz früher zu erkennen und Maßnahmen zu entwickeln, die unterstützende Hirnmechanismen stärken. Auf diese Weise könnte die Forschung zur Plastizität des alternden Gehirns dazu beitragen, dass Medizin in Zukunft stärker präventiv, individuell und mehr auf den Erhalt geistiger Gesundheit ausgerichtet ist.

Eine wichtige Botschaft unserer Forschung ist, dass gesundes kognitives Altern nicht einfach nur von Verlust geprägt ist. Manche Fähigkeiten, etwa wie schnell wir neue Informationen verarbeiten können oder wie gut wir uns an Vorhaben erinnern, können mit dem Alter weniger effizient werden. Unser Wissen über Wörter, Begriffe und die Welt bleibt aber oft stabil und wächst im Laufe des Lebens sogar weiter. Ältere Erwachsene können auf diesen reichen Schatz an Wissen und Erfahrungen zurückgreifen, um Kommunikation und Denken im Alltag zu unterstützen, auch wenn einzelne Prozesse langsamer werden.

Das eröffnet Chancen für die Gesellschaft. Es kann helfen, stereotype Vorstellungen vom Altern zu hinterfragen, Bildung und Gesundheitsversorgung inklusiver zu gestalten und Technologien zu entwickeln, die an den Stärken älterer Menschen ansetzen, statt nur auf Defizite zu schauen. Unsere Arbeit fördert damit einen positiveren und differenzierten Blick auf das Älterwerden.

Um die Netzwerke im Gehirn zu untersuchen, nutzen wir Verfahren der Hirnbildgebung, am häufigsten Elektroenzephalographie, kurz EEG, und Magnetresonanztomographie, also MRT oder Hirnscanner. Meistens bearbeiten die Teilnehmenden eine Aufgabe im MRT-Scanner, sodass wir direkt sehen können, welche Netzwerke dabei beteiligt sind. Wir erheben aber auch häufig Daten im Ruhezustand, um zu untersuchen, wie sich das Altern auf das Gehirn ohne eine konkrete Aufgabe auswirkt. Außerdem messen wir die weitreichenden Bahnen der weißen Substanz, die weiter entfernte Regionen der grauen Substanz miteinander verbinden. Diese Verbindungen geben uns zusätzliche Informationen darüber, wie stark einzelne Hirnregionen miteinander verbunden sind.

Idealerweise setzen wir diese MRT-Daten dann in Beziehung zu Verhaltensmaßen wie Reaktionsgeschwindigkeit, Fehlerraten, sowie weiteren Maßen von Gedächtnis- und Sprachleistungen, um zu prüfen, ob es einen direkten Zusammenhang gibt. So kann sich zum Beispiel zeigen, dass Menschen mit einem guten Arbeitsgedächtnis Wörter für bestimmte Kategorien besonders schnell finden.

• Artikel zum Vorteil von Mehrsprachigkeit beim Älterwerden:

  https://www.tagesschau.de/wissen/forschung/mehrsprachigkeit-schuetzt-vor-schnellem-altern-100.html 

• Open-Access-Artikel zu altersbedingten Veränderungen in der Netzwerkarchitektur im Gehirn (auf Englisch): https://doi.org/10.1093/cercor/bhac387 

• Open-Access-Kapitel zu Sprache und Älterwerden im Gehirn (auf Englisch):

  https://osf.io/preprints/psyarxiv/xp29u_v1  

• Open-Access-Artikel zu altersbedingten Veränderungen in der Rolle von kognitiver Kontrolle während semantischer Verarbeitung (auf Englisch):

  https://doi.org/10.1093/cercor/bhab252

Cabeza, R., Albert, M., Belleville, S., Craik, F. I. M., Duarte, A., Grady, C. L., Lindenberger, U., Nyberg, L., Park, D. C., Reuter-Lorenz, P. A., Rugg, M. D., Steffener, J., & Rajah, M. N. (2018). Maintenance, reserve and compensation: The cognitive neuroscience of healthy ageing. Nature Reviews Neuroscience, 19(11), 701–710. https://doi.org/10.1038/s41583-018-0068-2

Hoffman, P., & Morcom, A. M. (2018). Age-related changes in the neural networks supporting semantic cognition: A meta-analysis of 47 functional neuroimaging studies. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 84, 134–150. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.11.010

Park, D. C., & Reuter-Lorenz, P. (2009). The Adaptive Brain: Aging and Neurocognitive Scaffolding. Annual Review of Psychology, 60, 173. https://doi.org/10.1146/annurev.psych.59.103006.093656