Hohe Denkleistung erfordert flexible Hirnaktivität

In beiden Altersgruppen erreichten Teilnehmer, deren Hirnaktivität mit steigender Aufgabenschwierigkeit zunahm, höhere Leistungen als Personen, deren Hirnaktivität gleich blieb oder abnahm. „Die Unterschiede in der Anpassung der Hirnaktivität an die Aufgabenschwierigkeit waren gerade bei den älteren Erwachsenen besonders groß. Die zukünftige Forschung sollte versuchen, die Ursachen dieser Unterschiede zu ermitteln“, empfiehlt Nagel.

Bei leistungsfähigen älteren Erwachsenen nimmt die Hirnaktivität mit der Aufgabenschwierigkeit zu

(PNAS, 106, 22552-22557, 2009)

Zeige mir, ob die aufgabenbezogene Aktivität Deines Gehirns mit steigenden Anforderungen zunimmt und ich sage dir, wie gut Deine Leistungen sind. Zu diesem Ergebnis kam eine kürzlich in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlichte Studie des Berliner Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung, die Unterschiede in Denkleistungen bei jüngeren und älteren Erwachsenen untersuchte. Die Psychologin Irene Nagel und ein internationales Forscherteam um Hauke Heekeren und Ulman Lindenberger beobachteten die Hirnaktivität von 30 jüngeren (20-30 Jahre) und 30 älteren (60-70 Jahre) Studienteilnehmern mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT). Die Teilnehmer sollten sich im MRT unterschiedlich schwierige räumliche Muster einprägen und über einen kurzen Zeitraum merken; diese Leistung beansprucht das visuell-räumliche Arbeitsgedächtnis. Das Forscherteam konnte anhand der fMRT-Bilder feststellen, welche Hirnareale beim Lösen der Aufgaben aktiviert wurden und wie sich die Hirnaktivität mit der Aufgabenschwierigkeit veränderte.

Unterschiede zwischen Personen – vor allem im Alter
Die Leistungsfähigkeit des Arbeitsgedächtnisses unterscheidet sich von Person zu Person. Im Laufe des Erwachsenenalters werden diese Unterschiede größer, weil bei manchen Personen die Leistungen stärker nachlassen als bei anderen. In bisherigen fMRT-Untersuchungen wurden diese Unterschiede oft übersehen, denn die Ergebnisse wurden zumeist über alle Personen einer Altersgruppe gemittelt.

Um genau diese bislang vernachlässigten Unterschiede zwischen Personen ging es Irene Nagel und dem Forscherteam. Anhand der Richtigkeit der Antworten ermittelten sie die Leistungen der Teilnehmer und untersuchten, wie sich die Anpassung der Hirnaktivierung an die Aufgabenschwierigkeit zwischen Personen mit hohen und Personen mit niedrigen Leistungen unterschied.

Dabei zeigte sich, dass bei Probanden mit hohen Leistungen die Hirnaktivierung mit steigender Aufgabenschwierigkeit zunahm – und zwar unabhängig vom Alter. Bei den älteren Erwachsenen waren die leistungsbezogenen Unterschiede in der Hirnaktivität besonders groß. Ältere Probanden mit hohen Leistungen zeigten also, ähnlich wie jüngere Erwachsene, schwierigkeitsbedingte Zunahmen der Hirnaktivität. Ältere Erwachsene mit niedrigen Leistungen zeigten hingegen insbesondere bei den schwierigsten Aufgaben häufig eine Abnahme der Hirnaktivität. Die Forscher am MPI für Bildungsforschung führen zurzeit weitere Untersuchungen durch, um die Ursachen dieser Unterschiede aufzuklären.

Unterschiede in der Aktivität des Gehirns: Ein Schlüssel für den Erhalt der geistigen Leistungsfähigkeit im Alter

Unter welchen Voraussetzungen lässt sich die geistige Leistungsfähigkeit im Alter erhalten? Die Ergebnisse der vorliegenden Studie legen nahe, dass leistungsfähige Gehirne älterer Erwachsener ähnlich funktionieren wie die jüngerer Erwachsener. „Die Ähnlichkeiten in den Aktivierungsmustern älterer und jüngerer Erwachsener mit hohen Arbeitsgedächtnisleistungen geben uns erste Hinweise darauf, wie sich die kognitive Leistungsfähigkeit im Laufe des Erwachsenenalters erhalten lässt“, sagt Irene Nagel.

Quelle: Nagel, I. E., Preuschhof, C., Li, S.-C., Nyberg, L., Bäckman, L., Lindenberger, U., & Heekeren, H. R. (2009). Performance level modulates adult age differences in brain activation during spatial working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 22552-22557.