Verbund

Transfer von kognitiven Trainingseffekten bei kognitiv gesunden Älteren: Mechanismen und Modulatoren

Gehirntraining führt auch im hohen Alter zu einer Leistungssteigerung bei den durchgeführten Übungen. Die Effekte sind jedoch meist auf die trainierten Aufgaben beschränkt. In anderen kognitiven Bereichen wird die Leistung hierdurch nur selten verbessert. Dieser Effekt wird in dem Verbundprojekt näher untersucht. Im Zentrum stehen hierbei die Mechanismen, die bei der Übertragung von Trainingseffekten in andere kognitive Bereiche eine Rolle spielen. Eine bestimmte Gehirnregion, der sogenannte Corpus Callosum, ist hierbei von besonderem Interesse. Diese Gehirnregion dient dem Informationsaustausch zwischen den beiden Gehirnhälften. Hinzu kommen Regionen, die möglicherweise eine Art Gehirnreserve darstellen. Auf diese Reserve greift das Gehirn besonders häufig im Alter zurück, beispielsweise um kleinere Gehirnschäden zu kompensieren. Die Fähigkeit, Trainingseffekte auf andere Aufgaben zu übertragen, hängt möglicherweise davon ab, wie intakt diese Gehirnregionen bei älteren Menschen noch sind. Außerdem wird untersucht, welche Faktoren die Transferleistungen verbessern oder verschlechtern. So wird zum Beispiel erforscht, ob körperliches Fitnesstraining einen gehirnleistungssteigernden Effekt hat. Auf Basis der Projektergebnisse könnten individuelle, maßgeschneiderte Trainingsprogramme entwickelt werden, um die kognitive Gesundheit und Lernfähigkeit im Alter zu verbessern.

Teilprojekte

Teilprojekt 4

Förderkennzeichen: 01GQ1711
Gesamte Fördersumme: 44.347 EUR
Förderzeitraum: 2018 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Harald Binder
Adresse: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Institut für Medizinische Biometrie und Statistik
Stefan-Meier-Str. 26
79104 Freiburg

Teilprojekt 4

Kognitives Training führt auch im hohen Alter zu einer Verbesserung der kognitiven Leistungsfähigkeit. Trainingseffekte bei Älteren bleiben jedoch meist auf die trainierte Aufgabe beschränkt und führen selten zu einer Verbesserung der Leistung in anderen kognitiven Bereichen. Ziel des Verbundprojektes ist die Untersuchung neurobiologischer Mechanismen des Transfers mithilfe von struktureller und funktioneller MR-Bildgebung. Im Rahmen des Vorhabens an der Universität Freiburg (Teilprojekt 4) wird ein integratives statistisches Modell zur individuellen Prädiktion des Transfers, basierend auf multimodalen, hochdimensionalen Datensätzen entwickelt.

Teilprojekte 1, 3 und 4

Förderkennzeichen: 01GQ1425A
Gesamte Fördersumme: 564.387 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Andreas Fellgiebel
Adresse: Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie
Untere Zahlbacher Str. 8
55131 Mainz

Teilprojekte 1, 3 und 4

Im ersten Teilprojekt werden neurobiologische Mechanismen des Transfers von kognitiven Trainingseffekten mithilfe der Diffusions-Tensor-Bildgebung sowie der funktionellen MR-Bildgebung untersucht. Im dritten Teilprojekt wird die Modulation des Transfers durch zerebro-vaskuläre Läsionen und kortikales Amyloid, gemessen mithilfe von struktureller MRT (T2) und PET-Bildgebung, betrachtet. In Kooperation mit dem Institut für Humangenetik der Universitätsmedizin Mainz untersucht das Zentrum darüber hinaus den Einfluss genetischer Faktoren auf den Transfer von kognitiven Trainingseffekten. Primäres Ziel des vierten Subprojekts ist die Entwicklung eines integrativen statistischen Modells zur individuellen Prädiktion des Transfers, basierend auf multimodalen, hochdimensionalen Datensätzen gewonnen aus den Teilprojekten 1-3. Darüber hinaus leistet das Zentrum IMBEI Mainz statistischen Support für alle teilnehmenden Zentren während der Projektlaufzeit.

Teilprojekte 1 und 3

Förderkennzeichen: 01GQ1425
Gesamte Fördersumme: 165.666 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Stefan Teipel
Adresse: Universitätsmedizin Rostock, Klinik für Psychosomatik und Psychotherapeutische Medizin
Gehlsheimer Str. 20
18147 Rostock

Teilprojekte 1 und 3

Im ersten Teilprojekt werden neurobiologische Mechanismen des Transfers von kognitiven Trainingseffekten mithilfe der Diffusions-Tensor-Bildgebung sowie der funktionellen MR-Bildgebung untersucht. Das Zentrum Rostock ist primär für die Auswertungen der resting-state fMRI und DTI-Daten sowie für die Qualitätskontrolle der strukturellen MRT und resting-state fMRT-Daten verantwortlich. Im dritten Teilprojekt wird die Modulation des Transfers durch zerebro-vaskuläre Läsionen und kortikales Amyloid, gemessen mithilfe von struktureller MRT (T2) und PET-Bildgebung, betrachtet. Das Zentrum Rostock ist hier primär an der Durchführung von multimodalen Analysen (Amyloidload, Pathologie der weißen Substanz, funktionelle Konnektivität) beteiligt.

Teilprojekt 2

Förderkennzeichen: 01GQ1425C
Gesamte Fördersumme: 374.827 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2019
Projektleitung: Dr. Andreas Mierau
Adresse: Deutsche Sporthochschule Köln, Institut für Bewegungs- und Neurowissenschaft
Am Sportpark Müngersdorf 6
50933 Köln

Teilprojekt 2

Der Arbeitsplan beinhaltet sechs Phasen. In der ersten Phase werden 72 Probanden im Alter von 60-85 Jahren rekrutiert. Folgende Eingangsuntersuchungen werden durchgeführt: Erfassung der körperlichen Aktivität, Bestimmung der aeroben Ausdauerleistungsfähigkeit und der sensomotorischen Koordinationsfähigkeit, Bestimmung der BDNF-Konzentration im Blutplasma sowie MRT-Aufnahmen des Gehirns. Anschließend (Phase 2) absolvieren die Studienteilnehmer ein kombiniertes Ausdauer- und Koordinationstraining über 16 Wochen. Nach Abschluss des körperlichen Trainings (Phase 3) werden alle eingangs durchgeführten Untersuchungen erneut wiederholt (Ausgangsuntersuchungen). Zusätzlich absolvieren die Studienteilnehmer eine umfangreiche neuropsychologische Testbatterie. Phase 4 beinhaltet neben der Fortsetzung des körperlichen Trainings zusätzlich ein kognitives Training für weitere vier Wochen. Unmittelbar im Anschluss daran (Phase 5) sowie drei Monate später (Phase 6 = Follow Up) absolvieren die Studienteilnehmer erneut die zuvor erwähnte neuropsychologische Testbatterie.

Teilprojekt 3

Förderkennzeichen: 01GQ1425D
Gesamte Fördersumme: 203.107 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Alexander Drzezga
Adresse: Universität zu Köln, Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum - Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Kerpener Str. 62
50937 Köln

Teilprojekt 3

Im dritten Teilprojekt wird die Modulation des Transfers durch zerebro-vaskuläre Läsionen und kortikales Amyloid, gemessen mithilfe von struktureller MRT (T2) und PET-Bildgebung, betrachtet. Das Zentrum Uniklinik Köln ist hier primär an folgenden Arbeitsschritten beteiligt: Analyse der PET-Daten, Durchführung von multimodalen Analysen (Amyloidload, Pathologie der weißen Substanz, funktionelle Konnektivität). Darüber hinaus ist das Zentrum für die Qualitätskontrolle der PET-Daten im Rahmen der gesamten Studie verantwortlich.