Das alte, gesunde Gehirn

Die Literaturnobelpreisträgerin Toni Morrison veröffentlichte ihren letzten Roman mit 84 Jahren, Pablo Picasso schuf noch mit 90 Meisterwerke und der neueste Film des Naturforschers David Attenborough erschien an seinem 99. Geburtstag. Was diese drei ebenso wie etliche weitere, weniger berühmte Personen gemeinsam haben: ein außergewöhnlich fittes Gehirn im hohen Alter. Sie gelten als sogenannte „Superager”. Der Begriff stammt aus einem seit 1990 laufendem Forschungsprogramm der Northwestern Universität in den USA und beschreibt über 80-Jährige, deren Gedächtnis noch mindestens so leistungsfähig ist, wie das von Menschen, die locker 30 Jahre jünger sind. 

„Alle wollen alt werden, aber niemand will es sein”, schrieb schon 1711 der britische Satiriker Jonathan Swift. Mit fortschreitendem Alter mehren sich nicht nur Falten, graue Haare und körperliche Wehwehchen. Auch die Gehirnleistung schwindet oft. Das episodische Gedächtnis beispielweise, mit dem wir uns an Ereignisse aus der Vergangenheit erinnern, nimmt bei den meisten Menschen ab ungefähr dem 60. Lebensjahr ab. Mit fortschreitendem Alter steigt zudem das Risiko, dement zu werden. Während nicht einmal ein Prozent der 60-Jährigen betroffen sind, leiden rund 14 Prozent der Menschen in ihren frühen 80ern an Demenz. Bei den über 90-Jährigen sind es sogar 36 Prozent. Vergesslichkeit ist mindestens ärgerlich, die Vorstellung, eine Demenz zu erleiden findet über die Hälfte der Deutschen sogar regelrecht beängstigend. 

Kein Wunder also, dass sich Gedächtnistrainings, Denksportaufgaben und anderen Formen von „Gehirnjogging” großer Beliebtheit erfreuen. Von Kreuzworträtseln und Sudokus bis hin zu spezialisierten Trainingssystemen wie dem NeuroNation-Programm der Berliner Firma Synaptikon gibt es vielfältige Angebote, die Unterstützung dabei versprechen, das Gehirn im Alter fit zu halten. Unklar bleibt indes, inwieweit sich Fortschritte bei den geübten Aktivitäten auf andere Aufgaben im Alltag übertragen lassen.

Was also macht die Superager beziehungsweise ihre Gehirne aus, und was können wir von ihnen lernen? Dies ist eine der Fragen, denen sich der Sonderforschungsbereich (SFB) 1436 „Neurale Ressourcen der Kognition” widmet. „Wir wollen herausfinden, was für die Grenzen der Leistungsfähigkeit des menschlichen Gehirns relevant ist. Welche Reserven gibt es im Gehirn? Und was können wir nutzen, um Kognition unter verschiedenen Rahmenbedingungen zu verbessern?”, erläutert Michael Kreutz vom Leibniz Institut für Neurobiologie in Magdeburg, einer der Sprecher des SFB. „Dafür schauen wir uns diese Ressourcen auf verschiedenen Ebenen an, von Molekülen bis zu Schalkreisen, und analysieren unterschiedliche Interventionen, von kognitiven Trainings bis zu pharmakologischen und genetischen Manipulationen.”

Anne Maass vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Magdeburg untersucht im SFB, wie eine ganze Reihe von Faktoren mit der kognitiven Leistung im Alter zusammenhängt. „In unserer Studie sind 106 über 80-Jährige und davon erfüllen ungefähr 40 die Kriterien von Superagern, also knapp 40 Prozent”, sagt Maass. Der Anteil in der Gesamtbevölkerung dürfte jedoch deutlich geringer sein. Der Grund: Die Mitglieder der Studienkohorte sind überdurchschnittlich hoch gebildet und alle kognitiv unbeeinträchtigt. Somit repräsentieren sie nicht die ganze Bandbreite der Hochbetagten in der Bevölkerung. In einer anderen Studie mit einer repäsentativeren Probandengruppe haben Forschende unter rund 1200 älteren Menschen insgesamt 67 Personen identifiziert, deren kognitive Leistung mindestens so gut war wie die eines typischen 56-Jährigen – also ungefähr fünf Prozent.

Die Gehirne von Superagern unterscheiden sich oft bereits in struktureller Hinsicht von durchschnittlich leistungsfähigen Gleichaltrigen, wie Anne Maass erklärt: „Einige Gehirnregionen sind bei vielen Superagern größer und nehmen im Laufe der Zeit weniger an Größe ab, vor allem der Gyrus cinguli und der Hippocampus.” Beide Regionen spielen eine Rolle bei Lern- und Gedächtnisprozessen. Auch sonst wirken Superager-Gehirne strukturell jünger – mit weniger alterstypischen Schädigungen in Nervenfasern, weniger Ablagerungen von demenzfördenden Tau- und Amyloid-Proteinen sowie kleineren Freiräumen um die Blutgefäße im Gehirn ▸ Das Geheimnis der neuronalen Reserve. „Die haben es irgendwie geschafft, typische Altersveränderung abzuwehren und ihr Gehirn sieht immer noch so aus wie das eines 50-Jährigen. Das nennen wir Resistenz oder auch Maintenance”, erklärt der Neurologe Emrah Düzel von der Universität Magdeburg, der ebenfalls Sprecher des SFB 1436 ist und an Maass’ Kohortenstudie mitgewirkt hat.

Allerdings: Nicht alle Superager besitzen ein strukturell jugendliches Gehirn. Manche vermögen weiterhin scharf zu denken, obwohl ihr Gehirn von den gleichen Alterserscheinungen gezeichnet ist, wie das eines Menschen mit alterstypischer oder sogar beeinträchtigter kognitiver Funktion. „Solche Personen haben keine besondere Resistenz gegen Altersprozesse im Gehirn, aber bessere kognitive Reserven, mehr Resilienz“, sagt Düzel. Das könnte daran liegen, dass sie mit einer besonders guten Grundausstattung ins Alter gestartet sind, sodass auch nach teilweisem Abbau noch viel übrig bleibt. Spannender ist die Hypothese, dass Superager über besondere Fähigkeiten verfügen, vorhandene Schäden zu kompensieren. Anne Maass erkäutert: “Vielleicht funktionieren deren Netzwerke super, weil die Nervenzellen richtig gut miteinander verbunden sind. Dann ist die Pathologie womöglich nicht so schlimm, weil dieses Gehirn einfach sehr effizient arbeitet.“ Tatsächlich gelang Maass und Düzel in einer anderen Studie bereits der Nachweis, dass in den neuronalen Netzwerken von Personen, deren Gehirn pathologische Veränderungen gut toleriert, bestimmte Aktivitätsmuster während der Bildung neuer Erinnerungen besonders stark ausgeprägt sind. Das deutet auf gut funktionierende Schaltkreise hin. 

Der Neurowissenschaftler Markus Ullsperger – auch er forscht an der Universität Magdeburg – verfolgt diese Idee an einem Modell, das auch jüngere Personen kennen: „Starker Schlafmangel schränkt ebenfalls die kognitiven Ressourcen ein, auf die man zurückgreifen kann“, erklärt er. Wer übermüdet ist, erlebt also womöglich teils ähnliche Defizite wie ein hochbetagter Mensch. Ullsperger untersucht, was in einer solchen Situation dazu beitragen kann, das kognitive Ressourcen wieder verfügbar werden. Das kann zum Beispiel der plötzliche Schreck über einen Fehler sein, der einen kurzfristig wachrüttelt und es ermöglicht, effektiver auf noch vorhandene kognitive Reserven zuzugreifen. Ob und wie sich solche Wachrütteleffekte gezielt nutzen lassen, um im Alter Reserven zu mobilisieren ist noch offen. Ullsperger vermutet, dass die Förderung der Anstrengungsbereitschaft ein Schlüssel zum Erhalt der kognitiven Leistungsfähigkeit sein könnte.

Anstrengung spielt womöglich auch eine Rolle dabei, dass Resistenz und Resilienz überhaupt erst entstehen. Um besser zu verstehen, was Menschen auszeichnet, die sich bis ins hohe Alter eines gut funktionierenden Gehirns erfreuen, haben Maass und ihr Team bei der untersuchten Kohorte nicht nur die kognitiven Fähigkeiten und Biomarker für Alterungsprozesse im Gehirn gemessen. Sie haben zusätzlich viele Daten erhoben, die Aufschluss über den Lebensstil, Gesundheitszustand und die Fitness der Teilnehmenden geben. Ihre statistische Analyse zeigt, dass unterschiedliche Merkmalsprofile mit einer überdurchschnittlich jugendlichen Gehirnstruktur und -funktion zusammenhängen. Die frischesten Gehirne und die schärfste Denkfähigkeit finden sich bei Menschen, die ein körperlich und geistig besonders aktives Leben führen und gleichzeitig wenige Risikofaktoren für Herz-Kreislauferkrankungen aufweisen. 

Der Zusammenhang zwischen Bewegung, Gefäßgesundheit und Gehirnfunktion liegt für die Neurologin Stefanie Schreiber, Universität Magdeburg, auf der Hand. „Mit Bewegung wirkt man direkt den Risikofaktoren entgegen, die das Gefäßsystem kaputt machen“, sagt sie. Gesunde Gefäße sind auch für das Gehirn essentiell: „Die kleinen Gefäße im Gehirn transportieren Nährstoffe zu den Synapsen und versorgen neben den Nervenzellen auch das ganze System, zum Beispiel Mikroglia und die extrazelluläre Matrix. Außerdem sorgt ein gesundes Gefäßsystem für den Abtransport toxischer Substanzen, die entstehen, wenn Nervenzellen arbeiten.“ Gesündere Mikrogefäßnetzwerke schützen also die Funktion des Gehirns und tragen so zu den kognitiven Reserven bei.

Sport und Fitness können nach Aussage des Magdeburger Sportwissenschaftlers Marco Taubert auch direkt auf neuronale Strukturen wirken. „Gerade wenn Training persönlich herausfordernd ist, löst es selbst Lerneffekte aus, die das Gehirn verändern“, sagt er. Es gibt bereits Hinweise darauf, dass solche motorischen Lernprozesse nicht nur die geübten Fähigkeiten verbessern, sondern auch Transfereffekte haben. Nach sechs Monaten in einem Balance-Trainingsprogramm konnten ältere Menschen nicht nur besser balancieren, sondern hatten auch ihre intrakortikale GABAerge Hemmung verbessert, ein wichtiges Netzwerk-Kontrollsystem, das im Alter oft nachlässt. Arbeitet die Hemmung bestimmter neuronaler Aktivitäten über den Neurotransmitter GABA nicht mehr zuverlässig, kommt es zu unerwünschter Überaktivität oder „Rauschen“ im Gehirn; Netzwerke funktionieren weniger präzise. Motorische Einschränkungen, schlechtere Schlafqualität und kognitive Einbußen können die Folge sein. Wenn körperliches Training diese Netzwerkfunktionen wieder verbessert, kann das also auch Auswirkungen in anderen Bereichen haben. 

Körperliche Fitness könnte aber auch noch über einen weiteren Mechanismus zu einem gut funktionierenden Gehirn im Alter beitragen. Anne Maass’ Kohortenstudie und andere Untersuchungen von Superagern zeigen klar, dass geistige Aktivität der Schlüssel für Resilienz ist, also für die Fähigkeit, kognitive Ressourcen optimal zu nutzen, selbst wenn das Gehirn strukturell bereits Alterserscheinungen zeigt. Geistige Aktivität muss allerdings kein andauerndes Gehirnjogging auf dem heimischen Sofa bedeuten, sondern umfasst eine große Vielfalt an Facetten eines erfüllten Lebens. Insbesondere Aktivitäten wie Besuche bei Familie und Freunden, das Spielen von Musikinstrumenten, künstlerische Hobbys, Lesen, Sprachenlernen und Reisen korrelieren mit kognitiver Resilienz. Marco Taubert sieht körperliche Fitness als wichtige Voraussetzung für einen solchen Lebensstil. „Viele Superager haben nicht nur eine gute Gedächtnisleistung, sondern auch eine gute Motorik. Es könnte sein, dass gerade diese es ihnen ermöglicht, sich weiterhin viel in verschiedenen Umgebungen zu bewegen, sozial aktiv zu bleiben und kognitive Stimulation zu erfahren”, sagt er. 

Alle, die selbst auf einen Lebensabend als Superager hoffen, sind also gut beraten, körperlich ebenso wie geistig in Bewegung zu bleiben und auf gefäßschädigende Laster wie das Rauchen zu verzichten. Da solche Empfehlungen für einen gesunden Lebenswandel aber im Alltag mitunter an der Umsetzung scheitern und manche Menschen schon genetisch ungünstige Voraussetzungen fürs Alter mitgegeben bekommen, wird auch an anderen Wegen geforscht, ein alterndes Gehirn wieder in Schwung zu bringen. So untersuchen gleich mehrere Arbeitsgruppen im SFB 1436, ob sich mit transkraniellem Ultraschall kognitive Reserven wie die Gefäßneubildung oder Netzwerkaktivität anregen oder sogar steigern lassen. Der Ultraschall dient bei der transkraniellen Ultraschallstimulation (TUS) dazu, die Gehirnaktivität zu modulieren, ohne das Gewebe zu schädigen. Mit dieser nicht-invasiven Methode lassen sich mit hoher Präzision auch tiefliegende Ziele im Gehirn erreichen, die bisher unzugänglich waren. 

Andere Ansätze zielen auf die molekulare Ebene ▸ Moleküldetektive: Ein Gedanke ist mehr als nur Neuronenfeuer. Emrah Düzel bereitet die experimentelle Ultraschalltherapie mit molekularen Aufräumarbeiten vor, indem er mithilfe von Antikörpern Amyloid-Ablagerungen reduziert. Michael Kreutz untersucht, vorerst in Mäusen, ob sich das in der Tiermedizin entwickelte Medikament Nitarsone dazu eignet, die synaptische Leistungsfähigkeit zu verbessern. Und Markus Ullsperger erforscht, ob das Neuropeptid Orexin einen Beitrag zu leisten vermag, wenn es darum geht, Aufmerksamkeit und damit auch den Zugriff auf neurale Ressourcen zu stabilisieren.

Ob künftig morgens statt Kaffee und Frühsport neue neuropharmakologische Cocktails und Ultraschall-Sitzungen auf dem Programm stehen, um im Alter geistig fit zu bleiben, ist derzeit noch offen. Bis dahin gilt: Ganz ohne körperliche und geistige Anstrengung dürfte es nicht klappen mit dem Superaging. „Wenn wir immer nur Dinge machen, die wir schon gut können und diese immer weiter und noch mal ausführen, dann haben wir keinen optimalen Reiz, um das Gehirn zur Veränderung anzuregen“, sagt Marco Taubert. Kurzum: Wer jung bleiben will, sollte sich auch so benehmen. Genau diese Haltung hatte Albert Einstein offensichtlich verinnerlicht. Der berühmte Physiker hat es zwar streng genommen durch seinen Tod mit 76 Jahren nicht in die Liga der Superager geschafft. Seine überragende kognitive Leistungsfähigkeit bis in seine letzten Lebensjahre hinein wird jedoch niemand bezweifeln. In einem Brief an seinen Freund Otto Juliusburger fasste das Genie wie folgt zusammen: „Menschen wie du und ich, obwohl wir natürlich wie alle anderen sterblich sind, werden nicht alt, egal wie lange wir leben. Was ich damit meine, ist, dass wir immer wie neugierige Kinder vor dem großen Geheimnis stehen, in das wir hineingeboren wurden.“