Trainingsbedingte Plastizität in alltagsnahen motorischen Mehrfachtätigkeiten

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Bibliographische Detailangaben
Englischer übersetzter Titel:Training-induced plasticity of multitasking in everyday-like motor behavior
Leiter des Projekts:Bock, Otmar Leo (Technische Universität Chemnitz / Institut für Angewandte Bewegungswissenschaften); Voelcker-Rehage, Claudia (Universität Münster / Institut für Sportwissenschaft)
Mitarbeiter:Wechsler, Konstantin Clemens (Deutsche Sporthochschule Köln / Institut für Bewegungstherapie und bewegungsorientierte Prävention und Rehabilitation / Abteilung Bewegungsorientierte Präventions- und Rehabilitationswissenschaften ); Stojan, Robert (Technische Universität Chemnitz / Institut für Angewandte Bewegungswissenschaften); Mack, Melanie (Universität Münster / Institut für Sportwissenschaft); Haeger, Mathias (Deutsche Sporthochschule Köln / Institut für Bewegungstherapie und bewegungsorientierte Prävention und Rehabilitation / Abteilung Bewegungsorientierte Präventions- und Rehabilitationswissenschaften )
Forschungseinrichtung:Technische Universität Chemnitz / Institut für Angewandte Bewegungswissenschaften; Universität Münster / Institut für Sportwissenschaft; Deutsche Sporthochschule Köln / Institut für Bewegungstherapie und bewegungsorientierte Prävention und Rehabilitation / Abteilung Bewegungsorientierte Präventions- und Rehabilitationswissenschaften
Finanzierung:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Format: Projekt (SPOFOR)
Sprache:Deutsch
Projektlaufzeit:10/2018 - 09/2021
Schlagworte:
Online Zugang:
Erfassungsnummer:PR020200200025
Quelle:DFG - Datenbank GEPRIS

Zusammenfassung

Viele Alltagsaufgaben erfordern die gleichzeitige Ausführung mehrere motorischer und kognitiver Aufgaben (Multitasking). Oft zitierte Beispiele sind Autofahren, die Vorbereitung einer Mahlzeit, die Steuerung von Industriemaschinen und das Überqueren einer verkehrsreichen Straße. Die Leistung in sogenannten Multitasking-Situationen nimmt jedoch mit zunehmendem Alter ab, was insbesondere im Kontext einer alternden Gesellschaft problematisch sein kann. Diese divergierenden Trends erfordern Trainingsprogramme, die - basierend auf der bekannten trainingsinduzierten Plastizität - die Leistung in sensomotorischen Multitasking-Situationen fördern. Bisher ist nicht klar, wie diese Trainingspläne gestaltet sein müssen, damit die Multitasking-Leistung effektiv und effizient verbessert wird und dies auch für die Alltagsleistung Relevanz hat. In der Literatur wird postuliert dass exekutive Funktionen einen Einfluss auf die Multitasking-Leistung nehmen, insbesondere im höheren Lebensalter. Daher könnte ein Training der exekutiven Funktionen die Multitasking-Leistung positiv beeinflussen. Im Rahmen des beantragten Projektes wollen wir untersuchen, ob ein Training der exekutiven Funktionen - und wenn ja welcher exekutiver Funktionen - die Leistung in alltagsnahen Multitasking-Situationen verbessert und ob sich dieser Beitrag der exekutiven Funktionen zwischen jungen und älteren Erwachsenen unterscheidet. Weitere wollen wir untersuchen, ob Trainingsinterventionen, die bestimmte Exekutivfunktionen trainieren, auch positive und übertragbare Effekte auf die Multitasking-Leistung in ökologisch validen Kontexten hat. Hierzu planen wir drei komplementäre Arbeitspakete (WPs). WP1 untersucht die Rolle der exekutiven Funktionen für das Multitasking bei jungen und älteren Erwachsenen, WP 2 analysiert die neuronalen Korrelate und WP3 die trainingsinduzierten Plastizität bei älteren Personen. Da Laboraufgaben sich nicht immer auf den Alltag übertragen lassen, erforschen wir Mehrfachtätigkeit unter alltagsnahen Bedingungen. Da Trainingserfolge oft aufgabenspezifisch sind, verwenden wir zwei unterschiedliche alltagsnahe Mehrfachaufgaben: Autofahren und Straße queren. Die Ergebnisse werden unser theoretisches Verständnis der Mehrfachtätigkeit verbessern, und Möglichkeiten zur Prävention gegen Altersabbau eröffnen.
(DFG-Projektnummer 274923447)

Zusammenfassung

Abstract (2018-2021):
Many activities of daily life involve sensorimotor and cognitive multitasking. Often-cited examples are driving a car, shopping in a supermarket and crossing a street in busy traffic. Previous research documented that multitasking skills decline with advancing age, which could compromise older persons’ safety and independence in everyday life. It is still not clear how training regimes should be designed to effectively and efficiently exploit the training-induced plasticity of multitasking and thus to facilitate older persons’ participation in everyday activities. A main obstacle in understanding the problem and its possible solutions is that nearly all our knowledge about multitasking comes from typical laboratory paradigms which differ from normal life in two important ways. First, they administer not more than two tasks concurrently or alternately, while everyday activities usually involve an ever-changing sequence of tasks. Second, they administer tasks with no practical purpose, while everyday life is usually driven by purpose. To overcome these methodological barriers, we developed and evaluated in phase 1 of this project two new and more realistic experimental paradigms for the study of multitasking. In a virtual-reality setup, participants either drive a car or cross a busy street while concurrently responding to an ever-changing sequence of loading tasks which simulate everyday activities; the loading tasks use different sensory modalities, engage different cognitive processes and require different motor outputs. We found that age-related deficits emerge in these realistic multitasking paradigms as well, and that they are dramatically high when loading tasks require gaze changes and parallel visual processing. Research objective 1 (RO1) for the second SPP phase will determine whether multitasking performance in our realistic paradigms is better, equal or worse than that in classical paradigms that involve only two concurrent or two alternating tasks. RO2 will explore a new training regime, which builds upon existing theories about the central mechanisms of action control. This regime takes into account that the available capacity of those mechanisms is not the same for all individuals, and different persons therefore should be trained in different ways. We will compare the benefits of such personalized training to those of conventional, fixed training. RO3 will investigate the neuronal underpinning of realistic multitasking. To this end, we will register participants’ brain activation while they engage in realistic or classical paradigms. Taken together, the proposed research should expand our knowledge about realistic multitasking and its adaptive plasticity, and should highlight new avenues for the training of older adults’ multitasking skills.

Abstract (2015-2018):
Modern society relies increasingly on our ability to perform multiple motor and or cognitive tasks concurrently, e.g., when driving a car or when using a smartphone while walking. At the same time, in context of the aging society, the number of older persons with poor multitasking skills increases. These diverging trends call for training programs that build upon the known training-induced plasticity of multitasking in tasks requiring sensorimotor performance. However, it is not clear exactly what needs to be trained to improve multitasking effectively and efficiently and how generalized the benefits are. Furthermore, most available studies have used typical laboratory paradigms and very little is known about training-induced plasticity of multitasking in ecologically valid contexts. To fill this gap, we aim to determine whether and which executive functions contribute how strongly to everyday-like multitasking in young and older adults, and whether training of the relevant executive functions produces generalized benefits for multitasking in real life situations.