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Mar$nMeyerNeuroplas$cityandLearningintheHealthyAgingBrain
UniversityofZurich,Switzerland
LerntdasGehirnimAlteranders?
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Agenda
• Kogni$onimAlter
• Neuroplas$zitätdesmenschlichenGehirns
• NeuropsychologiedesalterndenGehirns
• Schlussfolgerungen
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3
Altersforschung
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KomplexeForschung
Grady(2012),N
atureRe
view
sNeu
roscience
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Kogni:onundAlter
Langeta
l.(2012)
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Altern,TrainingundGehirn
Strategie-basiertesTraining
SpezifischesTrainingfürFunk$onen
Gedächtnis=>Memoryspielen
robusteundlangfris$geEffekteohneodernurgeringeTransferwirkung
NachweisbareEffektefürProblemlösen,Ziel-Management,Informa$onsverarbeitungsgeschwindigkeitetc.
BegrenzteAnwendbarkeitvielerStrategienaufdenAlltag
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Altern,TrainingundGehirn
Mul1-modaleInterven1onenKomplexereInterven$onen(soziale,emo$onaleundkogni$veKomponenten)ErwerbneuerFähigkeitenmitAlltagsrelevanz(grosserProfit,wenigTransfer)Videospiele(Abwechslung,Rückmeldungen
Mo$va$on,Herausforderung)KomplexeStrategiespiele=>breiterTransfer(Schlussfolgern,Planen,
visuelleStrategien,Arbeitsgedächtnis)Noiceetal(2004)=>TheatergruppemitrobustenTransfereffekten
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Hil<mirDr.KawashimasHirntraining???
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Owenetal.(2010)
Braintrainingdoesn'tboostbrainpower!!!
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Neuroracer(Angueraetal.2013)
FerntransferMul$-Taskingineinem
VideospielerhöhtLeistungeninArbeitsgedächtnisund
selek$verAufmerksamkeit
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Altern,TrainingundGehirn
Prozess-basiertesTrainingKombina$onausverschiedenenkogni$venFunk$onen
(AufmerksamkeitundInforma$onsverarbeitung,Arbeitsgedächtnis)FerntransferaufalltagsrelevanteTä$gkeitenCassavaugh&Kramer(2009):
AutofahrenverbessertesichnachTrainingverschiedenerFunk$onen(Arbeitsgedächtnis,manuelleKontrolle,Aufmerksamkeit)
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Agenda
• Kogni$onimAlter
• Neuroplas:zitätdesmenschlichenGehirns
• NeuropsychologiedesalterndenGehirns
• Schlussfolgerungen
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Plas:zitätundLernen
“Startearlyandyourbraingetsthick!“„Trainyourbrainoritwilldrain!“
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Plas:zität• VeränderungdurchLernen/Training
– (Kurzzeit-undLangzeiteffekte)
• ErhaltvonFunk$onen(Spracherhalt)
• Transfereffekte(vonSprachezuMusik)
• Maladap$vität(z.B.Tinnitus)
• Reorganisa$on(Gebärdensprache)
• PerzeptuellesLernen
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Netzwerk-Metapher
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Funk$onelleArchitekturdesGehirns
DieseBereichesindbeimMenschenvonBeginnanaufLernenundVerknüpfenprogrammiert
Frontalhirn
Impulskontrolle Handlungsplanung
Emotionale Hemmung
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TheSynapseProject(Parketal.2014)
Trainingkogni$verFunk$onenimAlter
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TheSynapseProject
Parketa
l.(2014),PsychologicalScien
ce
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Fitness&Gehirn
20
a p
Erickson
eta
l.,(2
011)
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Altern,TrainingundGehirn
Kardio-vaskuläreÜbungenAerobicverbessertKogni$on(exeku$veFunk$onen)
MöglicheWechselwirkungmitadulterNeurogenese
UnklareWechselwirkungenmitsozialenKomponenten
ErhöhterEffektdurchKombina$onmitstrategie-basiertemTraining
Mo$va$onspielteinegrosseRolle
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22 Verghese et al. 2003
lower frequency of dementia!
Langzeituntersuchung zu Demenz und Altern
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Reuter-Lorenz & Lustig (2005)
Undwasnun???
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Kogni1vesHörenIchkannDichhören,abernichtverstehen!!!
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-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz
ThresholdinDecibel[d
B]
pitchoftone
AltersbedingterHörverlust
normal
mild HL
moderate HL
moderate- to-severe HL
severe HL
young
old
Schwelle misst Hörbarkeit aber nicht Verständlichkeit
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HörverlustundanatomischeVeränderungen
Linetal.(2014),NeuroImage
RückbaugrauerSubstanzinperi-auditorischenArealeninfolgevonHörverlust
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Neuroplastizitäts- und Lernforschung des gesunden Alterns (Kompetenzzentrum INAPIC)
Welche Komponenten spielen beim Hörverlust eine Rolle ?
Until ~ 2000
Since ~ 2012 Humeseta
l.,2012,Jo
urnalofA
mericanAcade
myofAud
iology
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Hörverlust im Alter - Auswirkungen
Hesse & Laubert, 2005
hpp://www.hear-the-world.com/de/hoeren-und-hoerverlust/so-klingt-hoerverlust.html
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VeränderungenüberdieLebensspanne
Hum
es e
t al.,
201
0
B
ellis
et a
l., 2
000
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Probanden
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz
ThresholdinDecibel[d
B]
pitchoftone 27 young adults mean age = 23,29 age range = 19-29 (Audiometry: -10) (MRI: -2)
normal
24 older adults mean age = 73,4 age range = 68-84
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Sprachverstehen unter erschwerten Bedingungen
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Hörgeräte
Wich:gsteBestandteile:- Mikrofon- analogeroderdigitalerVerstärker- Lautsprecher
NichtlineareFrequenzkompression:- HochfrequenzklängeineinenniedrigerenFrequenzbereichkomprimieren- KomprimiertdasSignaloberhalbbes$mmterGrenzfrequenz(wirdindividuell
bes$mmt)(McDermop,2010)
àProduktvonPhonak:soundrecover
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Verhaltensergebnisse
leicht schwer
à Hören
***
***
**
à Hören und Altern
Giroud, Lemke, Reich, Matthes & Meyer (in prep.)
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Korrelatelangfris:gerPlas:zität?
NormalHörende
Giroud, Lemke, Reich, Matthes & Meyer (in prep.)
Hörbeeinträch$gtemitHörgerät
T1
T2
T3
T4
T5
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Agenda
• Kogni$onimAlter
• Neuroplas$zitätdesmenschlichenGehirns
• NeuropsychologiedesalterndenGehirns
• Schlussfolgerungen
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AlterungsbedingteHirnatrophie
a p
Graue Substanz ➡ grossflächigeAtrophie➡ Frontallappen>Parietallappen>
Temporallappen
➡ mul$modalekor$kaleRegionensindgenerellstärkerbetroffenalsprimäreundsekundärekor$kaleRegionen
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Fjel
l et a
l al.
(200
9), J
Neu
rosc
i
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BilingualeAD=>grösseresAusmassanHirnatrophieinADrelevantenArealen
BilingualismusstütztdieKogni$veReserve,verzögertdenBeginneinerAlzheimerDemenzundkannderNeuropathologielängerentgegenwirken
Schw
eizere
tal.(2012),Cortex
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Kompetenz oder Inkompetenz ???
Reuter-Lorenz & Lustig (2005)
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HAROLD-Effekt
40
a p
➡ jungeErwachsene
➡ AlteErwachsene/BadPerformers
➡ AlteErwachsene/GoodPerformers
➡ verbessertekogni$veLeistungdurchzusätzlicheAk$vierungvonRegioneninderanderenGehirnhälse
HAROLD-Kompensa:on
Cabe
zaeta
l.2002
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PASA-Effekt
a p
Davise
tal.,2007
Bei älteren Personen kompensiert das Gehirn durch stärkere Nutzung des frontalen Kortex
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Schleeetal.(2012),NeurobiologyofAging
Kogni:verVerfallüberdie
Lebensspanne
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UmleitungenimalterndenGehirn
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Schleeetal.(2012),NeurobiologyofAging
Dedifferenzierungundfunk:onelleNetzwerke
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Schlussfolgerungen
KomplexeForschungimGrenzbereichzwischenLaborundAlltagVieleungeklärtemethodischeFragenDasGehirnschrumps,dochwasheisstdasfürdasVerhalten?Trainingnützt,aberwievielundwofür??Kogni&vesHörenergänztauditorischeWahrnehmungPlas$zitätdesGehirnsistkeinFe$schunddarfnichtüberschätztwerdenDasGehirndedifferenziertsichüberdieLebensspanne,umdenWegfalllokalerKnotenzukompensieren.
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VielenDankandenZürcherUniversitätsverein!!!
Before brain imaging always think of