Neue Hinweise, warum der Orientierungssinn mit dem Alter schwindet
Eine neue Studie hat eine mögliche Erklärung für die Schwierigkeiten bei der räumlichen Orientierung gefunden, die manchmal bei älteren Menschen auftreten.
Während der Studie stellten die Forscher eine instabile Aktivität im Gehirn älterer Erwachsener in einem Bereich fest, der für die räumliche Navigation von zentraler Bedeutung ist.
Langfristig könnten diese Ergebnisse laut Forschern des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) neue Wege zur Erkennung der Alzheimer-Krankheit eröffnen.
Um uns zielgerichtet durch den Raum zu führen, muss das Gehirn eine Informationsflut verarbeiten, die von visuellen Reizen bis hin zu Hinweisen des Muskelsystems und unserem Gleichgewichtssinn reicht. Dies bedeutet, dass räumliche Orientierung und Navigation zu den komplexesten Fähigkeiten des menschlichen Geistes gehören, stellen Forscher fest.
Leider verschlechtern sich diese Fähigkeiten oft, wenn wir älter werden, was die Unabhängigkeit und Lebensqualität erheblich beeinträchtigen kann.
„Wenn Sie sich in einer unbekannten Umgebung bewegen, ist es völlig normal, sich zu verlaufen. Dies tritt jedoch häufiger bei älteren Menschen auf. Bisher wissen wir sehr wenig über die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen dieser Navigationsprobleme “, sagte Matthias Stangl, Forscher am Magdeburger Standort des DZNE und Erstautor der Studie.
„Wir hatten die Hypothese, dass sogenannte Gitterzellen eine Rolle spielen könnten. Ein Großteil der Navigationsverarbeitung wird von diesen Zellen ausgeführt. Sie sind spezialisierte Neuronen, die sich im entorhinalen Kortex des Gehirns befinden. Wir haben daher vermutet, dass Defizite in der Gitterzellenfunktion zu Problemen bei der Navigation führen können. “
Um diese Annahme zu überprüfen, führten Stangl und seine Kollegen Experimente mit 41 gesunden jungen und älteren Erwachsenen durch, die in zwei Gruppen aufgeteilt wurden. Die Gruppe der „jungen Erwachsenen“ bestand aus 20 Teilnehmern im Alter zwischen 19 und 30 Jahren, während die Gruppe der älteren Erwachsenen aus 21 Personen im Alter zwischen 63 und 81 Jahren bestand. Beide Gruppen umfassten Männer und Frauen.
Eines der Experimente kombinierte laut den Forschern funktionelle Bildgebung des Gehirns (fMRT) und virtuelle Realität. Die Teilnehmer mussten durch eine computergenerierte Landschaft navigieren, während ihre Gehirnaktivitätsmuster überwacht wurden.
In einem zweiten Experiment wurde die Fähigkeit zur „Pfadintegration“ getestet. In diesem Experiment bewegten sich die Teilnehmer auf vordefinierten gekrümmten Pfaden. Bei Zwischenstopps mussten sie ihre Entfernung und Ausrichtung relativ zu ihrem Startpunkt schätzen, ohne jedoch den Ort sehen oder bestimmen zu können. Da dieser Test in zwei Versionen durchgeführt wurde, fand er sowohl im realen Raum als auch in einer virtuellen Umgebung statt, erklärten die Forscher.
„Alles in allem haben junge Teilnehmer in der Navigation besser abgeschnitten, was mit früheren Studien übereinstimmt. Wir fanden jedoch einen Zusammenhang zwischen verminderter Navigationsleistung und Defiziten bei der Aktivität von Gitterzellen “, sagte Professor Thomas Wolbers, leitender Wissenschaftler und Betreuer der Studie am DZNE.
„Gitterzellen feuerten beim Vergleich von jungen und alten Erwachsenen unterschiedlich. Insbesondere waren die Feuermuster bei älteren Personen im Zeitverlauf weniger stabil, was darauf hinweist, dass diese Gehirnschaltungen im Alter beeinträchtigt sind. Dies könnte eine Ursache dafür sein, dass viele ältere Menschen Probleme mit der räumlichen Navigation haben. “
„Gitterzellen spielen nicht nur in der Navigation, sondern auch in anderen kognitiven Funktionen eine zentrale Rolle“, fügte Wolbers hinzu. „Daher könnten unsere Ergebnisse auf einen Schlüsselmechanismus hinweisen, der kognitiven Defiziten im Alter zugrunde liegt. Dies bietet nicht nur Einblicke in neurophysiologische Veränderungen aufgrund des Alterns, sondern kann auch bei der Entwicklung von Therapien gegen den altersbedingten kognitiven Rückgang hilfreich sein. “
Während bei gesunden Erwachsenen eine Schwächung der Navigationsfähigkeiten auftreten kann, wird ein solcher Rückgang auch als eines der frühesten Symptome von Alzheimer angesehen.
"Die Beurteilung der Navigationsleistung und der Gitterzellenfunktion könnte möglicherweise die Früherkennung von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen erleichtern", sagte Wolbers.
„Zu diesem Zweck müssten Diagnosemethoden entwickelt werden, die zwischen einem altersbedingten Rückgang der Navigationsfähigkeit und einem krankheitsbedingten Rückgang unterscheiden. Dies könnte eine herausfordernde Aufgabe sein. Unsere Ergebnisse bilden jedoch die Grundlage für zukünftige Studien zu solchen Themen. “
Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Aktuelle Biologie.
Quelle: Deutsches Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen
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