Hyperaktivität im Hirn

Mit dem Alter lässt die Fähigkeit zur räumlichen Orientierung tendenziell nach. Forschende des DZNE in Magdeburg sehen in einer Überaktivität des Hippocampus – diese Hirnregion wird allgemein als Schaltzentrale des Gedächtnisses angesehen – eine mögliche Ursache für dieses Phänomen. Sie berichten darüber im „Journal of Neuroscience“.

Für ihre Studie schickten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler junge und ältere Erwachsene durch eine unbekannte virtuelle Umgebung – dem computergenerierten Abbild einer typischen deutschen Innenstadt - und beobachteten währenddessen die Hirnaktivität mit Hilfe funktioneller Magnetresonanz-Tomographie (fMRT). Die Studiengruppe umfasste mehr als 50 Frauen und Männer im Alter zwischen 20 und 75 Jahren.

„Mit dem Alter verschlechtert sich die Fähigkeit, sich neue räumliche Umgebungen einzuprägen. Diese Alltagserfahrung ist durch Studien belegt und auch wir sehen das in unseren Daten. Die jungen Leute waren in den Orientierungstest im Durchschnitt besser als die älteren. Allerdings gab es auch ältere Studienteilnehmer, die recht gut abgeschnitten haben und ähnlich schnell wie die jüngeren Teilnehmer lernten. Beim Orientierungsvermögen der älteren Teilnehmer gab es tatsächlich eine große Bandbreite“, so Dr. Nadine Diersch, Erstautorin der aktuellen Veröffentlichung.

Unterschiede in der Hirnaktivität

Bisher wisse man aber wenig darüber, warum die Orientierungsfähigkeit im Alter nachlasse, sagt die Neurowissenschaftlerin. „In unserer Studie haben wir nun Aktivitätsunterschiede in Regionen des Navigationsnetzwerkes im Gehirn, wie dem Hippocampus, zwischen jungen und älteren Teilnehmern gefunden. Bei den älteren Teilnehmern war die Aktivität im Hippocampus in entscheidenden Phasen des Experiments tendenziell höher als bei den jungen Probanden. Diese Hyperaktivität sehen wir als mögliche Ursache für die Unterschiede im Orientierungsvermögen. Das junge Gehirn scheint in dieser Situation Informationen anders zu verarbeiten als das alte Gehirn.“

Neuronales Orchester

In künftigen Studien wollen die Forschenden untersuchen, wodurch diese gesteigerte Aktivität ausgelöst wird. Man habe schon eine Vermutung, erläutert Diersch: „Im Gehirn gibt es verschiedene Akteure, die in komplexer Weise interagieren. Das ist ähnlich wie in einem großen Orchester. Da gibt es einerseits das Zusammenspiel zwischen verschiedenen Hirnregionen. Anderseits gibt es auf zellulärer Ebene neuronale Schaltkreise, die die Nervenaktivität verstärken und andere, die diese Aktivität dämpfen. Unsere aktuellen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die sogenannten inhibitorischen also dämpfenden Schaltkreise im Hippocampus altersbedingt beeinträchtigt sind. Somit kommt es zur Hyperaktivität. Damit ist unsere Studie eine der ersten, die altersbezogene Unterschiede im Orientierungsvermögen mit konkreten physiologischen Veränderungen in Verbindung bringt.“

Originalveröffentlichung

Increased hippocampal excitability and altered learning dynamics mediate cognitive mapping deficits in human aging.
Nadine Diersch et al.
The Journal of Neuroscience (2021).
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0528-20.2021

 

März 2021

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