Sport trainiert Gehirn von Gerd Miehling

Sport trainiert Gehirn
Körperliche Aktivität
zur Förderung der Kognition
im Alter
Gerd Miehling
Dipl.-Sportlehrer
Dipl.-Psychogerontologe
Ein paar Daten zum Gehirn
Gewicht zwischen 1300 und 1600 Gramm
Ein paar Daten zum Gehirn
Schätzungsweise 100 Milliarden Nervenzellen
Jede Nervenzelle ist mit tausend anderen Nervenzellen
verknüpft
Ein paar Daten zum Gehirn
Unterschiedliche Funktionen sind an unterschiedliche
Areale gekoppelt.
Was ist eigentlich
das Gedächtnis?
Unter Gedächtnis versteht man die Fähigkeit
des Nervensystems von Lebewesen,
aufgenommene Informationen
● zu behalten,
● zu speichern,
● zu ordnen
● und wieder abzurufen
(wieder erkennen oder reproduzieren).
Was ist eigentlich
das Gedächtnis?
Im übertragenen Sinne wird das Wort
Gedächtnis auch allgemein für die
Speicherung von Informationen benutzt.
Es gibt nicht das Gedächtnis,
sondern ...
... unterschiedliche Gedächtnisfunktionen:
• sensorisches Gedächtnis
• Kurzzeitgedächtnis
• Langzeitgedächtnis
Speicherung von Informationen
1. Sensorisches Gedächtnis:
Sinneswahrnehmungen werden registriert
und können bis zu 20 Sekunden im Sensorischen
Speicher erhalten bleiben, bis diese wieder gelöscht oder
an das Kurzzeitgedächtnis übergeben werden.
Der Sensorische Speicher ist der erste Filter für
Wahrnehmungen. Er entscheidet, welche Informationen
weitergeben werden oder nicht.
Speicherung von Informationen
2. Kurzzeitgedächtnis
(Arbeitsgedächtnis):
Ein kleiner Teil des Wahrgenommenen wird in das
Kurzzeitgedächtnis weitergeleitet. Durch Aufmerksamkeit
und Wiederholungen können Informationen bis zu 30
Minuten gespeichert werden. Was länger als 30 Minuten
im Gedächtnis bleibt, behält unser Gehirn meist noch
mehrere Tage und arbeitet so auf das Langzeitgedächtnis
hin.
ABER: Das Kurzzeitgedächtnis ist durch hohe Störbarkeit
gekennzeichnet; innere und äußere Reize können den
Inhalt ständig beeinflussen oder verändern.
Speicherung von Informationen
3. Langzeitgedächtnis:
Das Langzeitgedächtnis speichert alle Informationen
dauerhaft in unserem Gehirn.
Die Information oder die Wahrnehmung wird durch Bildung
bestimmter Eiweißproteine und synaptischer Verbindungen
gespeichert. Es kommt vor, dass die Proteinbildung stockt,
zum Beispiel durch Stress oder ein schockartiges Erlebnis.
Speicherung von Informationen
3. Langzeitgedächtnis:
Unser Langzeitgedächtnis ist in zwei Gedächtnistypen unterteilt, diese sind der explizite
und der implizite Gedächtnistyp. Zu dem expliziten Typ gehören zum einen das episodische Gedächtnis, es ist zeitbezogen und ermöglicht uns Menschen sich an Vergangenes
zu erinnern und zum anderen kommt das semantische Gedächtnis, welches für Fakten
zuständig ist, so erinnert man sich an bestimmte Zahlen, Wörter oder Vokabeln. Darüber
hinaus lässt sich auch der implizite Gedächtnistyp in das prozedurale Gedächtnis,
welches erlernte Bewegungsabläufe und Handlungsstrategien wie zum Beispiel
Autofahren, Radfahren oder Schauspielen speichert, und in das Priming teilen. Dieser
letzte Gedächtnistyp, Priming, tritt auf, wenn es darum geht, Informationen nur über
einzelne Merkmale wieder zu erkennen.
Was sind kognitive Funktionen?
Wahrnehmung
Aufmerksamkeit
Sprache
Denken
Gedächtnis
Planung
Problemlösen
Logik
Intelligenz
Intelligenz und Alter
Intelligenz beschreibt die Fähigkeit,
durch Wissen, Einsicht und Denken
Aufgaben lösen und neue Situationen
bewältigen zu können.
2-Komponenten-Theorie
Fluide Intelligenz: Basisprozesse der
Intelligenz, so etwas wie die Grundmechanik
der kognitiven Informationsverarbeitung oder
des Denkens
Kristalline Intelligenz: Kognitive Fähigkeiten, in
denen sich angehäuftes Wissen aus
bisherigen Lernprozessen kristallisiert und
verfestigt hat
Kristalline Funktionen
synonym: pragmatisch, power
●
Erworbene Erfahrungen und Fähigkeiten
●
Wissen
●
Strategisches Denken
●
Urteilsfähigkeit
●
Sprachkompetenz
Fluide Funktionen
synonym: mechanisch, speed
●
●
Grundlegende, neuronal verankerte Lern- und
Leistungskapazität
Lösen neuartiger Probleme, die vom erworbenen Wissen
rel. unabhängig sind
●
Schneller Wechsel zwischen mehreren Tätigkeiten
●
Informationssuche in einem komplexen Umfeld
●
Planung und Koordination von Handlungsabläufen
●
Unterdrückung von Störinformationen
Verlauf der Komponenten
Informationsverarbeitung
Strukturelle Veränderungen
●
Allgemeine Volumenabnahme v.a. im Stirnhirn
(Arbeitsgedächtnis, Aufmerksamkeit)
●
Verringerte Gehirndurchblutung
●
Abnahme der Anzahl der Synapsen
●
Veränderung in der Verarbeitung eingehender
Informationen durch das ZNS
●
Veränderung in der elektrischen Hirnaktivität
●
Verringerung des Erregungszustands der Gehirnzellen
●
Sensorische Beeinträchtigungen
●
Verminderte Leistungsfähigkeit des KZG
Informationsverarbeitung
Funktionelle Veränderungen
Erschwerter Erwerb, beeinträchtigtes Verschlüsseln,
Verknüpfen und Memorieren neuer Informationen
Reduziertes Aufnahme-, Verarbeitungs- und Suchtempo
Beeinträchtigte Suche und Verfügbarkeit gespeicherter
Merkinhalte
Nachlassen fluider bzw. Kontrollfunktionen
(Infoverarbeitung, Abruf, Wechsel zw. Aufgaben, Hemmung
irrelevanter Infos)
Beibehaltung / Verbesserung kristalliner bzw.
Repräsentationsfunktionen (Erfahrungswissen,
Urteilsvermögen)
Stärken und Schwächen Älterer
Stärken:
●
Emotionale Kompetenz
●
Soziale Kompetenz
●
Wissen
●
Erfahrung
●
Sprache
●
Planerische Intelligenz
●
Kristalline Intelligenz bis ins hohe Alter stabil bzw.
ausbaufähig
Stärken und Schwächen Älterer
Schwächen:
●
Wahrnehmung (Sehen, Hören, Tasten)
●
Körperlich-motorische Funktionen
●
●
●
Erschwerter Erwerb, beeinträchtigtes Verschlüsseln,
Verknüpfen und Memorieren neuer Informationen
Reduziertes Aufnahme-, Verarbeitungs- und Suchtempo
Fluide kognitive Funktionen zeigen nachlassende
Leistungen, v.a. bei Informationsverarbeitungsprozessen,
Umstellungs- und Anpassungsfähigkeit
Einflüsse auf kognitive Funktionen
im Alter
●
Emotionale und motivationale Faktoren
●
Persönlichkeitsfaktoren
●
Lebensstilbezogene Faktoren
●
Bildung
●
Körperliches Training
●
Ernährung
●
Stressverarbeitung und -kompetenz
Einflüsse auf kognitive Funktionen:
Stress
Akuter Stress fördert manche kognitiven Funktionen
Chronischer Stress beeinträchtigt manche kognitive
Funktionen
Beispiele:
●
●
Beeinträchtigung des episodischen Gedächtnisses durch
Alltagsstress (Vondras 2005)
Verminderte Unterdrückung von Fehlreaktionen bei
Personen mit Burnout (Van der Linden 2005)
Zwischen-Fazit
●
●
●
Alter geht mit Einbußen sensorischer, motorischer und
kognitiver (fluider) Funktionen einher.
Kognitive Einbußen hängen von externen und internen
Faktoren ab, die weitgehend beeinflussbar sind.
Sensorische, motorische und kognitive Funktionen und
ihre Veränderungen im Alter lassen sich durch
neurowissenschaftliche Methoden (MRT) quantifizieren.
Bewegung und kognitive Gesundheit
?
?
?
?
Bewegung und kognitive Gesundheit
●
Stroht, Hille, Spitzer & Reinhard (2009)
●
28 Studierende
●
●
●
●
Experimentalgruppe: Aerobes Training, 3x30
Min. pro Woche für 6 Wochen
Kontrollgruppe: keine Variation
Aerobe Aktivität führt zu Verbesserungen der
Stimmung und bei räumlichen
Gedächtnisaufgaben.
Gleiche Ergebnisse bei koord. Übungen
Bewegung und kognitive Gesundheit
●
Fiocco et al. (2009)
●
2.500 Senioren, 70-79 Jahre, Beobachtung: 8 J.
●
16% stark, 53% mäßig, 30% konstant
Geistig fitter, wenn L
●
Sport mind. 1 x pro Woche
●
(höheren) Schulabschluss
●
Nichtraucher
●
Berufl. oder soziales Engagement
Erkenntnisse aus der
Neurowissenschaft
Aufgabe:
Legen Sie die Hand auf ihren Tisch und tippen
Sie mit den Fingern (Daumen = 1, Zeigefinger =
2, etc.) die Reihenfolge
33455432112332233454543211123211
Bewegungs-Neurowissenschaft
Körperliches Training verbessert
●
●
●
●
die Gehirnvaskularisierung (Angiogenese) und
Gehirndurchblutung
die Bildung von Neurotrophinen, die in den
Nervenzellen als Wachstumsfaktoren wirken, die
Synapsenbildung anregen und die Signalweitergabe
verbessern
die Neurogenese
indirekt die geistige Leistungsfähigkeit durch
Risikominderung (HKE), Stressabbau u.a.
Bewegung und geistige Fitness
Ein sportlich aktiver Lebensstil kann:
●
Lernen und Gedächtnis verbessern
●
Depressive Symptome verbessern
●
Lebensqualität und Wohlbefinden steigern
●
Geistige Leistungsfähigkeit verbessern
●
Risiko für Demenzerkrankung mindern
(Vaynman & Gomez-Pinilla, 2006)
Bewegung und geistige Fitness
Ein sportlich aktiver Lebensstil kann:
●
●
Geistige Fexibilität und Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessern (van Boxtel et al., 1995)
Visuell-räumliche Leistung verbessern (Shay & Roth,
1992)
Wichtig: Längsschnittstudien statt
Querschnittstudien!
Bewegung und geistige Fitness
●
●
●
●
Genereller Zusammenhang von Ausdauertraining und besserer geistiger Vitalität
Exekutive Funktionen (Handlungsplanung) und
visuell-räumliches Gedächtnis profitieren ganz
besonders
Besonders wirksam war kombiniertes
Ausdauer- und Krafttraining mit mind. 30 Min.
Ältere Senioren (>66) profitieren mehr als
jüngere Senioren (55-65)
(van Colcombe & Kramer, 2003)
Erkenntnisse aus der
Neurowissenschaft
Lernen führt zu
Veränderungen
neuronaler Strukturen
Bewegung und Lernen
●
●
●
●
Bewegung sorgt für eine ausgewogene
Funktionsweise des zentralen Botenstoffsystems im
Gehirn
Dopamin veranlasst als Botenstoff die abgestimmte
Umstrukturierung neuronaler Netze des Stirnhirns
Die Einreifung der Dopaminfasern ins Stirnhirn ist
aktivitätsabhängig
Das Zusammenspiel ist auch bei Erwachsenen an
Bewegung gebunden
Maßnahmen zur Verbesserung
Sensorische Leistungsfähigkeit lässt sich weitgehend durch
technische Hilfsmittel verbessern.
Körperliche Leistungsfähigkeit lässt sich durch körperliches
Training verbessern.
Die geistige Leistungsfähigkeit lässt sich durch
„externe“ und „interne“ Maßnahmen verbessern.
Schnittstelle: körperliche Aktivität
Motorik
Psyche/
Stimmung
körperliche
Aktivität
Lebensqualität
Kognition/
Gedächtnis
Deshalb ...
Statt Defizite und Verluste immer wieder zu
betonen,
besser vorhandene Fähigkeiten und Ressourcen
nutzen und erweitern.
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
Kontakt
Zentrum für Erwachsenen- und
Seniorensport (ZEUS)
Gerd Miehling
Steinmetzanlage 19
90431 Nürnberg
Telefon
0049 (0)911 3668540
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