Erkundung der subtilen mentalen Herausforderungen des Alterns
Zum Beispiel kann es für einige alternde Babyboomer etwas schwieriger oder stressiger sein, an unbekannte Orte zu fahren oder im Supermarkt eine neue Marke von Olivenöl zu pflücken.
Forscher glauben nun, dass diese Art der kognitiven Herausforderung mit Gehirnveränderungen verbunden ist, die in einer neuen Studie abgebildet wurden. Insbesondere eine Verringerung der Integrität von zwei spezifischen Pfaden der weißen Substanz, die einen Bereich in der Großhirnrinde, den so genannten medialen präfrontalen Kortex, mit zwei anderen Bereichen tiefer im Gehirn verbinden.
Graue Substanz ist der Teil des Gehirns, der die Körper der Neuronen enthält, während weiße Substanz die kabelartigen Axone enthält, die Signale von einem Teil des Gehirns zum anderen übertragen.
In der Vergangenheit haben Neurowissenschaftler die Bildgebung des Gehirns zur Erforschung der grauen Substanz eingesetzt. Neue Forschungsinitiativen haben nun begonnen, die weiße Substanz genauer zu untersuchen. Weiße Substanz hängt unter anderem mit der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Aufmerksamkeitsspanne des Gehirns zusammen.
Die aktuelle Studie ist die erste, die weiße Substanz mit Lernen und Entscheidungsfindung verbindet.
"Die Beweise dafür, dass dieser Rückgang der Entscheidungsfindung mit der Integrität der weißen Substanz verbunden ist, deuten darauf hin, dass es möglicherweise wirksame Möglichkeiten gibt, einzugreifen", sagte Gregory R. Samanez-Larkin, Ph.D., Postdoktorand in der Psychologieabteilung der Vanderbilt University und der Erstautor der Studie. "Mehrere Studien haben gezeigt, dass Verbindungen zur weißen Substanz durch bestimmte Formen des kognitiven Trainings gestärkt werden können."
Die Forscher entdeckten Verbindungen der weißen Substanz, die vom Thalamus, einem stark verbundenen Relaiszentrum im Gehirn, zum medialen präfrontalen Kortex, einem Bereich des Gehirns, der an der Entscheidungsfindung beteiligt ist, und vom medialen präfrontalen Kortex zum ventralen Striatum führen verbunden mit den emotionalen und motivationalen Aspekten des Verhaltens.
Die Ermittler untersuchten 25 Erwachsene im Alter von 21 bis 85 Jahren. Sie wurden gebeten, eine monetäre Lernaufgabe durchzuführen. Die Aufgabe sollte herausfinden, was Psychologen als probabilistisches Belohnungslernen bezeichnen.
"Dies ist eine übliche Art der Entscheidungsfindung, die wir jeden Tag treffen", sagte Samanez-Larkin. "Wann immer wir versuchen, die beste Alternative basierend auf früheren Erfahrungen zu wählen und uns über das Ergebnis nicht sicher sind, verlassen wir uns auf probabilistisches Belohnungslernen."
Am selben Tag wurde das Gehirn des Teilnehmers mit einer relativ neuen MRT-Technik namens Diffusionstensor Imaging (DTI) gescannt. In den letzten 20 Jahren wurden die meisten Untersuchungen zur Bildgebung des Gehirns mit fMRT durchgeführt, einer Bildgebungsmethode, mit der Schwankungen des Sauerstoffverbrauchs in verschiedenen Bereichen der grauen Substanz gemessen werden, die Schwankungen der Neuronenaktivität entsprechen.
Im Gegensatz dazu erkennt DTI das Wasser, das von den Myelinhüllen eingeschlossen wird, die die Axone in Regionen der weißen Substanz umgeben, und erzeugt ein Signal, das sich auf die Dichte, den Durchmesser und die Menge der Myelinisierung der Axone bezieht (eine Kombination, die die Forscher als „Integrität“ bezeichnen).
"Die Protokolle für DTI haben sich erheblich verbessert", sagte Samanez-Larkin. "In zukünftigen Studien möchten wir wirklich fMRT und DTI kombinieren, um Altersunterschiede in diesen neuronalen Schaltkreisen besser zu charakterisieren und zu untersuchen, wie Training sowohl Struktur als auch Funktion verbessern kann."
Die Brain-Mapping-Studie ist in der veröffentlicht Das Journal of Neuroscience.
Quelle: Vanderbilt University
