Gerade ältere Menschen haben oft Probleme, sich in ungewohnter Umgebung zurecht zu finden. Kommt dann noch eine beginnende Demenz dazu, wird die Orientierung selbst in vertrauter Umgebung zum Problem. Warum das so ist und wo im Gehirn das Problem liegt, haben nun deutsche Neurowissenschaftler herausgefunden. Wie sie feststellten, kommt es bei älteren Erwachsenen vermehrt zu einer instabilen Aktivität in einem für die Navigation wichtigen Hirnareal.
Um uns gezielt durch den Raum zu leiten, muss das menschliche Gehirn eine Flut an Informationen verarbeiten. Das Spektrum reicht von visuellen Reizen bis hin zu Signalen der Muskulatur und unseres Gleichgewichtssinns. Räumliches Orientierungsvermögen und Navigation gehören daher zu den komplexesten Fähigkeiten des menschlichen Geistes. Gerade diese Fähigkeiten jedoch können im
Alter nachlassen: Ältere Menschen finden sich immer schlechter zurecht. “Bewegt man sich in unbekannter Umgebung, ist es völlig normal, dass man sich verirrt. Tendenziell geschieht dies jedoch häufiger bei älteren Menschen”, erklärt Matthias Stangl vom Deutschen Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Magdeburg. Bei Demenzerkankungen wie Alzheimer kann dieses Nachlassen der Orientierung sogar dazu führen, dass sich die Betroffenen selbst in vertrauter Umgebung verirren.
Sind die Gitterzellen schuld?
Woran dies liegt und warum ausgerechnet der Orientierungssinn im Alter vermehrt von Defiziten betroffen ist, war jedoch bisher unklar. “Bisher wissen wir nur wenig über die neuronalen Mechanismen, die diesen Navigationsproblemen zugrunde liegen”, sagt Stangl. “Wir hatten aber die Vermutung, dass sogenannte Gitterzellen daran beteiligt sein könnten. Denn ein Großteil der Informationsverarbeitung für die Navigation wird von diesen Zellen übernommen.” Bei den Gitterzellen handelt es sich um Neurone, die sich im sogenannten entorhinalen Cortex des Gehirns liegen. Dieses Areal am Rand des Schläfenlappens steht in enger Verbindung zum Gedächtniszentrum im Hippocampus und spielt eine Rolle sowohl bei der Gedächtnisbildung als auch der Navigation. “Deshalb haben wir Defizite in der Funktion der Gitterzellen als mögliche Ursache für Navigationsprobleme eingeschätzt”, erklärt der Forscher.
Um dies zu überprüfen, führten Stangl und Kollegen Versuche mit 41 gesunden jungen und älteren Erwachsenen durch. 20 Männer und Frauen waren zwischen 19 und 30 Jahre alt, die restlichen 21 Versuchspersonen hatten ein Alter zwischen 61 und 81 Jahren. In einem ersten Experiment ging es um die Navigation durch einen virtuellen Raum: Die Teilnehmer mussten sich am Computer durch eine Szenerie navigieren. Währenddessen erfassten die Wissenschaftler ihre Hirnaktivität mittels Magnetresonanztomographie. Der zweite Versuch fand einmal im virtuellen und einmal im realen Raum statt. Dabei untersuchten die Forscher die Fähigkeit zur sogenannten Pfadintegration. Die Probanden sollten vordefinierten, kurvigen Wegstrecken folgen und an bestimmten Haltepunkten ihre Position und Entfernung relativ zum Ausgangspunkt schätzen – ohne dass sie diesen direkt sehen konnten.
Instabile Aktivitätsmuster
Es zeigte sich: Wie erwartet schnitten die jüngeren Teilnehmer bei diesen Tests besser ab – was die Beobachtungen bei früheren Studien bestätigt. Das Entscheidende jedoch: Die Hirnscans enthüllten, dass es bei junge und älteren Teilnehmern tatsächlich Unterschiede in der Aktivität der Gitterzellen im Gehirn gab. “Vergleicht man junge und ältere Erwachsene, zeigten sich Unterschiede in der Aktivität dieser Nervenzellen. Insbesondere waren die Aktivitätsmuster der Gitterzellen bei älteren Versuchsteilnehmern instabiler”, berichtet Co-Autor Thomas Wolbers vom DZNE. Nach Ansicht der Forscher bestätigt dies ihre Hypothese, dass die Funktion dieser für die Navigation wichtigen Hirnbereiche im Alter beeinträchtigt ist. “Das könnte eine Ursache dafür sein, dass viele ältere Menschen Probleme mit der räumlichen Orientierung haben”, so Wolbers.
Interessant sind diese Ergebnisse aber nicht nur für das Verstehen der normalen altersbedingten Orientierungsdefizite. Sie könnten auch dazu beitragen, Demenzerkrankungen früher als bisher zu diagnostizieren. “Eine Analyse der Navigationsleistung und der Funktion der Gitterzellen könnte die Früherkennung von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen möglicherweise erleichtern”, sagt Wolbers. Dafür allerdings müsste man Methoden entwickeln, die zwischen einem normalen, alterstypischen Rückgang der Navigationsfähigkeit und einem krankheitsbedingten Rückgang unterscheiden können. “Dies könnte eine Herausforderung sein”, räumt der Forscher ein. “Doch unsere Ergebnisse legen den Grundstein für künftige Studien zu solchen Fragestellungen.”
Matthias Stangl (Deutsches Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen, Magdeburg) et al., Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2018.02.038
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