Abstract

Regelmäßige körperliche Aktivität kann, wie systematische Beobachtungen gezeigt haben, einen positiven Einfluss auf die kognitiven Funktionen im Alter haben. Mit funktionell bildgebenden Verfahren wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) lassen sich Hirnregionen identifizieren, die an kognitiven Funktionen beteiligt sind. Untersuchungen zur zerebralen Repräsentation von Gedächtnisvorgängen mittels dieser Verfahren haben altersabhängige Veränderungen in der Gehirnaktivität bei Gedächtnisaufgaben demonstriert. Das Ziel unserer Studie war, erstmals bei älteren Personen zu untersuchen, ob stärkere körperliche Aktivität die zerebrale Repräsentation episodischer Gedächtnisvorgänge verändert. Dazu wurden 12 trainierte (Alter: 70+/-2 Jahre; Training: 50+/-15 km/Woche Ausdauerlauf über die letzten 20 Jahre) und 14 untrainierte (Alter: 70+/-4 Jahre) Probanden ohne neurologische oder psychiatrische Erkrankungen mittels einer PET-Aktivierungsuntersuchung (unter Verwendung von 0-15-Butanol als Blutflusstracer) während der Durchführung einer verbalen Wortpaarassoziationsaufgabe untersucht. Bei beiden Gruppen zeigt unsere Studie eine weitgehende Übereinstimmung der Aktivierungsmuster bei ähnlicher Gedächtnisleistung. Gehirnregionen im präfrontalen, im cingulären und im mesialen und inferior parietalen Kortex sind während der Gedächtnisaufgabe aktiviert. Die Ergebnisse weisen in die gleiche Richtung wie Beobachtungen anderer Studien, die gezeigt haben, dass es im Alter bei episodischen Gedächtnisprozessen zur Beteiligung eines ausgedehnteren Netzwerkes im Vergleich zu jüngeren Probanden kommt, die mit Verschiebungen v.a. der präfrontalen Aktivierungsmuster einhergehen. Auffällig ist, dass die Gruppe der sportlich nicht aktiven Männer eine im Vergleich zu den sportlich aktiven Männern verstärkte Aktivierung im präfrontalen Kortex aufweist. Dieser erhöhte Level der Aktivierung bei der untrainierten Gruppe weist möglicherweise auf eine stärkere mnestische Anforderung und/oder eine geringere Fokussierung der Aufmerksamkeitsprozesse hin, speziell während der episodischen Wiedererinnerung. Verf.-Referat

Abstract

Observational studies suggest that endurance training – consistently incorporated
into daily life – helps to maintain cognitive functions with
age. Functional neuroimaging studies (e.g. positron emission tomography
(PET) studies or functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies)
have demonstrated age-related changes in the activation patterns
when normal subjects perform memory tasks. None of the studies so far
has assessed the influence of endurance training on the cerebral representation
of episodic memory processes in the aging brain. The aim of
our study was to investigate - in elderly subjects - whether long-term
endurance training changes the activation patterns during an episodic
memory task. 12 trained (age: 70±2 years; training: 50±15 km/week distance
running over the last 20 years; means ±SD) and 14 untrained
(mean age 70±4 years) healthy subjects performed the same visual verbal
paired-word association task during PET scanning using O-15-butanol
as tracer of regional cerebral blood flow.
Our study reveals a similarity of activation patterns and memory performance
during a verbal paired association task in endurance trained
and sedentary elderly men. In both groups areas in the prefrontal cortex,
in the cingulate cortex as well as in the mesial and inferior parietal
cortex are involved during the memory task which is in line with results
of previous imaging studies investigating aging effects. However, the
untrained subjects showed increased level of activation in the prefrontal
and anterior cingulate cortex compared to the group of endurance
athletes. This increased level of activation in the untrained group may
be indicative of a higher mnestic demand and/or allocation of attention
to task control, especially for episodic memory retrieval. Verf.-Referat