Mar$nMeyerNeuroplas$cityandLearningintheHealthyAgingBrain

UniversityofZurich,Switzerland

LerntdasGehirnimAlteranders?

Agenda

•  Kogni$onimAlter

•  Neuroplas$zitätdesmenschlichenGehirns

•  NeuropsychologiedesalterndenGehirns

•  Schlussfolgerungen

3

Altersforschung

KomplexeForschung

Grady(2012),N

atureRe

view

sNeu

roscience

Kogni:onundAlter

Langeta

l.(2012)

Altern,TrainingundGehirn

Strategie-basiertesTraining

SpezifischesTrainingfürFunk$onen

Gedächtnis=>Memoryspielen

robusteundlangfris$geEffekteohneodernurgeringeTransferwirkung

NachweisbareEffektefürProblemlösen,Ziel-Management,Informa$onsverarbeitungsgeschwindigkeitetc.

BegrenzteAnwendbarkeitvielerStrategienaufdenAlltag

Altern,TrainingundGehirn

Mul1-modaleInterven1onenKomplexereInterven$onen(soziale,emo$onaleundkogni$veKomponenten)ErwerbneuerFähigkeitenmitAlltagsrelevanz(grosserProfit,wenigTransfer)Videospiele(Abwechslung,Rückmeldungen

Mo$va$on,Herausforderung)KomplexeStrategiespiele=>breiterTransfer(Schlussfolgern,Planen,

visuelleStrategien,Arbeitsgedächtnis)Noiceetal(2004)=>TheatergruppemitrobustenTransfereffekten

Hil<mirDr.KawashimasHirntraining???

Owenetal.(2010)

Braintrainingdoesn'tboostbrainpower!!!

Neuroracer(Angueraetal.2013)

FerntransferMul$-Taskingineinem

VideospielerhöhtLeistungeninArbeitsgedächtnisund

selek$verAufmerksamkeit

Altern,TrainingundGehirn

Prozess-basiertesTrainingKombina$onausverschiedenenkogni$venFunk$onen

(AufmerksamkeitundInforma$onsverarbeitung,Arbeitsgedächtnis)FerntransferaufalltagsrelevanteTä$gkeitenCassavaugh&Kramer(2009):

AutofahrenverbessertesichnachTrainingverschiedenerFunk$onen(Arbeitsgedächtnis,manuelleKontrolle,Aufmerksamkeit)

Agenda

•  Kogni$onimAlter

•  Neuroplas:zitätdesmenschlichenGehirns

•  NeuropsychologiedesalterndenGehirns

•  Schlussfolgerungen

Plas:zitätundLernen

“Startearlyandyourbraingetsthick!“„Trainyourbrainoritwilldrain!“

Plas:zität•  VeränderungdurchLernen/Training

–  (Kurzzeit-undLangzeiteffekte)

•  ErhaltvonFunk$onen(Spracherhalt)

•  Transfereffekte(vonSprachezuMusik)

•  Maladap$vität(z.B.Tinnitus)

•  Reorganisa$on(Gebärdensprache)

•  PerzeptuellesLernen

Netzwerk-Metapher

Funk$onelleArchitekturdesGehirns

DieseBereichesindbeimMenschenvonBeginnanaufLernenundVerknüpfenprogrammiert

Frontalhirn

Impulskontrolle Handlungsplanung

Emotionale Hemmung

TheSynapseProject(Parketal.2014)

Trainingkogni$verFunk$onenimAlter

TheSynapseProject

Parketa

l.(2014),PsychologicalScien

ce

Fitness&Gehirn

20

a p

Erickson

eta

l.,(2

011)

Altern,TrainingundGehirn

Kardio-vaskuläreÜbungenAerobicverbessertKogni$on(exeku$veFunk$onen)

MöglicheWechselwirkungmitadulterNeurogenese

UnklareWechselwirkungenmitsozialenKomponenten

ErhöhterEffektdurchKombina$onmitstrategie-basiertemTraining

Mo$va$onspielteinegrosseRolle

22 Verghese et al. 2003

lower frequency of dementia!

Langzeituntersuchung zu Demenz und Altern

Reuter-Lorenz & Lustig (2005)

Undwasnun???

Kogni1vesHörenIchkannDichhören,abernichtverstehen!!!

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz

ThresholdinDecibel[d

B]

pitchoftone

AltersbedingterHörverlust

normal

mild HL

moderate HL

moderate- to-severe HL

severe HL

young

old

Schwelle misst Hörbarkeit aber nicht Verständlichkeit

HörverlustundanatomischeVeränderungen

Linetal.(2014),NeuroImage

RückbaugrauerSubstanzinperi-auditorischenArealeninfolgevonHörverlust

Neuroplastizitäts- und Lernforschung des gesunden Alterns (Kompetenzzentrum INAPIC)

Welche Komponenten spielen beim Hörverlust eine Rolle ?

Until ~ 2000

Since ~ 2012 Humeseta

l.,2012,Jo

urnalofA

mericanAcade

myofAud

iology

Hörverlust im Alter - Auswirkungen

Hesse & Laubert, 2005

hpp://www.hear-the-world.com/de/hoeren-und-hoerverlust/so-klingt-hoerverlust.html

VeränderungenüberdieLebensspanne

Hum

es e

t al.,

201

0

B

ellis

et a

l., 2

000

Probanden

-10

0

10

20

30

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70

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90

500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz

ThresholdinDecibel[d

B]

pitchoftone 27 young adults mean age = 23,29 age range = 19-29 (Audiometry: -10) (MRI: -2)

normal

24 older adults mean age = 73,4 age range = 68-84

Sprachverstehen unter erschwerten Bedingungen

Hörgeräte

Wich:gsteBestandteile:-  Mikrofon-  analogeroderdigitalerVerstärker-  Lautsprecher

NichtlineareFrequenzkompression:-  HochfrequenzklängeineinenniedrigerenFrequenzbereichkomprimieren-  KomprimiertdasSignaloberhalbbes$mmterGrenzfrequenz(wirdindividuell

bes$mmt)(McDermop,2010)

àProduktvonPhonak:soundrecover

Verhaltensergebnisse

leicht schwer

à Hören

***

***

**

à Hören und Altern

Giroud, Lemke, Reich, Matthes & Meyer (in prep.)

Korrelatelangfris:gerPlas:zität?

NormalHörende

Giroud, Lemke, Reich, Matthes & Meyer (in prep.)

Hörbeeinträch$gtemitHörgerät

T1

T2

T3

T4

T5

Agenda

•  Kogni$onimAlter

•  Neuroplas$zitätdesmenschlichenGehirns

•  NeuropsychologiedesalterndenGehirns

•  Schlussfolgerungen

AlterungsbedingteHirnatrophie

a p

Graue Substanz ➡  grossflächigeAtrophie➡  Frontallappen>Parietallappen>

Temporallappen

➡  mul$modalekor$kaleRegionensindgenerellstärkerbetroffenalsprimäreundsekundärekor$kaleRegionen

Fjel

l et a

l al.

(200

9), J

Neu

rosc

i

BilingualeAD=>grösseresAusmassanHirnatrophieinADrelevantenArealen

BilingualismusstütztdieKogni$veReserve,verzögertdenBeginneinerAlzheimerDemenzundkannderNeuropathologielängerentgegenwirken

Schw

eizere

tal.(2012),Cortex

Kompetenz oder Inkompetenz ???

Reuter-Lorenz & Lustig (2005)

HAROLD-Effekt

40

a p

➡  jungeErwachsene

➡  AlteErwachsene/BadPerformers

➡  AlteErwachsene/GoodPerformers

➡  verbessertekogni$veLeistungdurchzusätzlicheAk$vierungvonRegioneninderanderenGehirnhälse

HAROLD-Kompensa:on

Cabe

zaeta

l.2002

PASA-Effekt

a p

Davise

tal.,2007

Bei älteren Personen kompensiert das Gehirn durch stärkere Nutzung des frontalen Kortex

Schleeetal.(2012),NeurobiologyofAging

Kogni:verVerfallüberdie

Lebensspanne

UmleitungenimalterndenGehirn

Schleeetal.(2012),NeurobiologyofAging

Dedifferenzierungundfunk:onelleNetzwerke

Schlussfolgerungen

KomplexeForschungimGrenzbereichzwischenLaborundAlltagVieleungeklärtemethodischeFragenDasGehirnschrumps,dochwasheisstdasfürdasVerhalten?Trainingnützt,aberwievielundwofür??Kogni&vesHörenergänztauditorischeWahrnehmungPlas$zitätdesGehirnsistkeinFe$schunddarfnichtüberschätztwerdenDasGehirndedifferenziertsichüberdieLebensspanne,umdenWegfalllokalerKnotenzukompensieren.

VielenDankandenZürcherUniversitätsverein!!!

Before brain imaging always think of