Das „enthemmte“ Gehirn im Alter: RUB-Forscher gewinnen neue Erkenntnisse übers Altern und Lernen

Bochumer Neurowissenschaftler haben bei älteren Menschen im Vergleich zu jungen eine erhöhte Erregbarkeit in dem Areal des Gehirns gefunden, welches für die Verarbeitung des Tastsinns der Hand zuständig ist.

Während bei jungen Menschen solch eine „Enthemmung“ mit einer besseren Tastleistung verbunden ist, geht sie bei den Älteren mit einem verschlechterten Tastsinn einher. Demnach liegen bei altersbedingten Veränderungen andere Mechanismen zugrunde als beim Lernen.

Die Forscher um Prof. Dr. Martin Tegenthoff (Neurologische Klinik Bergmannsheil) und PD Dr. Hubert Dinse (Neural Plasticity Lab am Institut für Neuroinformatik) berichten in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of Neuroscience“.

Überraschend: Hand ist im Alter größer repräsentiert

In einer vorangegangenen Studie hat die Arbeitsgruppe bereits eine überraschende Entdeckung gemacht: Zur Untersuchung des Tastsinns bestimmten sie die taktile „Zwei-Punkt-Diskriminationsschwelle“ der Probanden: Dabei wird gemessen, welchen Abstand zwei Nadeln haben müssen, damit die Versuchsperson sie als zwei separate Spitzen wahrnimmt und nicht als eine einzige. Ergebnis: Trotz schlechterer Tastleistung war die Repräsentation der Hände im Gehirn bei älteren Versuchspersonen wesentlich größer als die der jungen Versuchspersonen. Eine größere Repräsentation der Hand geht bei jungen Menschen mit besseren Tastleistungen, also einer kleineren Zwei-Punkt-Diskriminationsschwelle einher.

Mögliche Ursache: Hemmende Prozesse wirken im Alter schlechter

Als mögliche Ursache für diese Unterschiede zwischen altersbedingten und lernbedingten Veränderungen im Gehirn untersuchten die Forscher jetzt, ob im Gehirn älterer Versuchspersonen eine generelle „Enthemmung“ vorliegt. Bei 132 Versuchspersonen im Alter zwischen 17 und 86 Jahren wurden für die neue Studie nach einer elektrischen Stimulation der Hand die Hirnströme im sog. somatosensorischen Hirnareal der Hand gemessen. Das Ergebnis: Die Erregbarkeit in diesem Areal korrelierte mit dem Alter der Versuchspersonen; sie war im Alter deutlich erhöht. Die Forscher schlossen daraus, dass erregungshemmende Prozesse, die bei jüngeren Menschen wirken, bei Älteren nicht mehr so gut funktionieren. Hinweise für eine solche „Enthemmung“ waren zwar in Tierversuchen gefunden worden, wurden bisher aber für den Menschen noch nie gezeigt.
Je stärker enthemmt das Gehirn, desto schlechter die Tastleistung

Ungeklärt waren bisher auch die funktionellen Auswirkungen einer reduzierten Wirksamkeit hemmender Verarbeitungsmechanismen auf das Verhalten. Die Untersuchung einer Untergruppe der älteren Versuchspersonen ergab weiterhin, dass bei Personen mit besonders starker „Enthemmung“ der Tastsinn ebenfalls besonders stark beeinträchtigt war. „Diese Ergebnisse zeigen erstmals eine Verbindung zwischen Hemmungsprozessen und Wahrnehmungsleistungen im Alter“, erklärt PD Dr. Dinse. „Darüber hinaus sind die Befunde ein weiterer Beleg dafür, dass kortikale Veränderungen im Gehirn während des Alterns grundlegend verschieden sind von Veränderungen durch Lernprozesse, die bei jüngeren Menschen auftreten.“ Ziel weiterer Forschungen ist es, über ein besseres Verständnis dieser altersbedingten Gehirnveränderungen Trainingsmethoden für ältere Menschen zu entwickeln, die ihnen helfen, ihre Alltagskompetenz länger zu erhalten.
Förderung

Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG (Di 334/19-1 und Te 315/4-1), sowie im Rahmen des SFB 874 „Integration und Repräsentation sensorischer Prozesse“ (TP A1 und A5) gefördert.

Titelaufnahme

Increased Excitability of Somatosensory Cortex in Aged Humans is Associated with Impaired Tactile Acuity. Melanie Lenz, Martin Tegenthoff, Karsten Kohlhaas, Philipp Stude, Oliver Höffken, Mario A. Gatica Tossi, Tobias Kalisch and Hubert R. Dinse, in: The Journal of Neuroscience, 1 February 2012, 32(5):1811-1816; doi:10.1523/JNEUROSCI.2722-11.2012
Weitere Informationen

Dipl.-Biol. Melanie Lenz, Neurologische Klinik und Poliklinik, BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Bürkle-de-la-Camp Platz 1, 44789 Bochum, Tel. 0234/302-3507, E-Mail: melanie.lenz@rub.de

PD Dr. Hubert Dinse, Neural Plasticity Lab, Institut für Neuroinformatik der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-25565, E-Mail: Hubert.Dinse@rub.de, http://www.neuralplasticitylab.de

Redaktion: Meike Drießen