Altern und kognitive Handlungskontrolle: Veränderungen der Performanz und funktionellen Konnektivität

Einleitung: Schnelle Wahlreaktionen werden durch raumlich inkompatible Stimulus-Reaktions-(SR) Verknupfungen verlangsamt, da automatisch aktivierte Antworttendenzen durch kognitive Kontrolle uberwunden werden mussen. Fruhere Arbeiten fanden eine starkere Verlangsamung mit hoherem Lebensalter. Hier untersuchten wir, ob dieser Alterseffekt unabhangig ist von potentiellen Mediatorvariablen wie allgemeiner Reaktionsgeschwindigkeit, visuomotorischer Koordination und kognitiver Flexibilitat. Um neuronale Grundlagen des altersabhangigen S-R-Inkompatibilitatseffekts zu untersuchen, testeten wir, ob Altern zu Veranderungen der funktionellen Konnektivitat (FK) zwischen Hirnregionen fuhrt, die mit raumlich inkompatiblen Wahlreaktionen assoziiert sind. Methode: 26 junge (20 – 29J., MW = 24,9) und 27 altere (50 – 73J., MW = 59,4) gesunde Probanden fuhrten eine Wahlreaktionsaufgabe aus, die schnelle links- oder rechtshandige Reaktionen auf lateralisierte visuelle Stimuli erforderte. S-R-Kompatibilitat wurde blockweise variiert. Zusatzlich wurden motorische Geschwindigkeit, visuomotorische Koordination und kognitive Flexibilitat getestet. Fur die FK-Analyse wurden Ruhe-fMRT-Daten von 399 gesunden Probanden (Alters-Range: 18 – 85J.) verwendet. Das aufgabenbezogene Netzwerk fur die FK-Analyse wurde aus einer fruheren fMRT-Studie mit gleicher Aufgabe [1] gewonnen. Es bestand aus bilateralem intraparietalen Sulcus (IPS), dorsalen pramotorischen Kortex, anteriorer Insel, pra-SMA sowie der rechten temporoparietalen Ubergangszone (TPJ) und dem dorsolateralen prafrontalen Kortex (DLPFC). Fur jeden Probanden wurden die BOLD-Signalverlaufe aller 9 Cluster miteinander korreliert. Die daraus resultierenden FK-Mase wurden Fisher-Z-transformiert und mit dem Alter der Probanden korreliert. Ergebnisse: Die Reaktionsverlangsamung bei S-R-Inkompatibilitat war im Alter gesteigert und blieb nach Auspartialisierung der mittleren Reaktionsgeschwindigkeit und Fehlerrate in kompatiblen Aufgabenblocken sowie Masen motorischer Geschwindigkeit, visuomotorischer Koordination und kognitiver Flexibilitat signifikant. Positive FK im Ruhezustand sank mit dem Alter zwischen mehreren Netzwerkknoten, vor allem zwischen bilateraler Insel, pra-SMA und rechtem DLPFC. Ein altersbedingter FK-Anstieg fand sich zwischen pra-SMA und bilateralem IPS. Schlussfolgerungen: Die Verhaltensdaten weisen darauf hin, dass die Verlangsamung bei der Losung von Reaktionskonflikten, die durch raumliche S-R-Inkompatibilitat entstehen, ein spezifisches Defizit kognitiver Kontrolle bei alteren Menschen darstellt und nicht durch globale kognitive Verlangsamung oder Unterschiede in potentiellen Mediatorvariablen erklart wird. Die selektive FK-Abnahme zwischen prafrontalen Netzwerkknoten spricht fur altersbedingte Defizite in der Kommunikation zwischen Regionen, die das relevante Aufgabenschema reprasentieren und konnte zu einer reduzierten Effizienz bei der Durchsetzung von Handlungsabsichten gegen dominante Reaktionstendenzen beitragen. Referenz: [1] Cieslik EC et al. (2010). J Neurophys 104:1472 – 83.