Handrepräsentationen im Gehirn sind im Alter vergrößert

Im Alter funktioniert vieles nicht mehr so gut wie in jungen Jahren. Neben der Hör- und Sehkraft nimmt auch die Leistung des Tastsinns ab. Alltägliches wie das Zuknöpfen eines Hemdes entwickeln sich dann zu einer Herausforderung.

Die neurowissenschaftliche Bochumer Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Martin Tegenthoff (Neurologische Klinik Bergmannsheil) und PD Dr. Hubert Dinse (Institut für Neuroinformatik) haben nun herausgefunden, dass die Repräsentation der Hand im Gehirn bei älteren Menschen deutlich größer ist als bei jüngeren. Es liegen bei altersbedingten Veränderungen also andere Mechanismen zugrunde als beim Lernen, wo größere Repräsentation mit besserer Leistung einhergeht. Die Forscher berichten in der renommierten Fachzeitschrift „Cerebral Cortex“.

Wie groß das Abbild der Hand im Gehirn ist

Die funktionelle Organisation des menschlichen Gehirns folgt speziellen Ordnungsprinzipien. Beispielsweise werden taktile Sinneseindrücke, die über benachbarte Hautbereiche wahrgenommen werden, im entsprechenden Teil unseres Gehirns ebenfalls in benachbarten Repräsentationen verarbeitet. So entsteht im menschlichen Gehirn eine vollständige Abbildung des menschlichen Körpers, der „Homunkulus“. Um die räumliche Ausdehnung dieser Handrepräsentationen messen zu können, stimulierten die Wissenschaftler während einer EEG-Messung die Zeigefinger und kleinen Finger von jungen Probanden zwischen 19 und 35 Jahren und älteren zwischen 60 und 85 Jahren. Durch die Stimulation werden die entsprechenden Fingerrepräsentationen im somatosensorischen Teil des Gehirns aktiviert und können durch eine Lokalisation der Aktivierungsquellen in räumlichen Koordinaten beschrieben werden. Die Distanzen zwischen den für den Zeigefinger und für den kleinen Finger errechneten Aktivierungsquellen dienen der Beschreibung der Größe der Handrepräsentation.

Überraschung: Größere Repräsentation bei älteren Menschen

Sowohl im Bereich der rechten als auch der linken Hand ist der Tastsinn älterer Menschen schlechter als der junger Menschen. Bei jungen Versuchspersonen geht typischerweise eine lernbedingte Verbesserung des Tastsinns mit vergrößerten Repräsentationsarealen einher. Daher hatten die Bochumer Forscher bei ihren Versuchspersonen hohen Alters erwartet, kleinere Repräsentationen der Hand-/Fingerareale im Gehirn vorzufinden. Das Gegenteil war aber der Fall: Trotz schlechterer Leistung waren die Handrepräsentationen der älteren Versuchspersonen wesentlich größer als die der jungen Versuchspersonen.

Ältere Menschen aktivieren somit für eine sensorische Aufgabe, auch wenn sie schlechter ausgeführt wird, größere Teile ihres Gehirns. Dies deutet drauf hin, dass die beobachteten kortikalen Veränderungen im Gehirn des älteren Menschen anderen Mechanismen unterliegen, als dies für lernbedingte Veränderungen gilt. Ziel weiterer Forschungen ist es nun, über ein besseres Verständnis dieser zunächst unerwarteten altersbedingten Gehirnveränderungen Trainings- und Therapiemethoden für ältere Menschen zur längeren Erhaltung Ihrer Alltagskompetenz zu entwickeln.

Titelaufnahme

Tobias Kalisch, Patrick Ragert, Peter Schwenkreis, Hubert R. Dinse, Martin Tegenthoff. Impaired tactile acuity in old age is accompanied by enlarged hand representations in somatosensory cortex. In: Cerebral Cortex, 2008 Nov 13. [Epub ahead of print]

Weitere Informationen

PD Dr. Hubert R. Dinse, Institut für Neuroinformatik, Lehrstuhl für Theoretische Biologie, Tel: 0234-3225565, E-Mail: hubert.dinse@neuroinformatik.rub.de

Prof. Dr. M. Tegenthoff, Neurologische Klinik und Poliklinik, BG-Universitätsklinikum Bergmannsheil, Tel: 0234-3026808, E-Mail: martin.tegenthoff@rub.de

Redaktion: Meike Drießen