Verbesserung episodischer Gedächtnisfunktionen bei älteren Erwachsenen durch Modulation oszillierender Aktivität in fronto-posterioren Netzwerken mittels transkranieller Wechselstromstimulation

• Antragstellerinnen: Dr. Daria Antonenko; Professorin Dr. Agnes Flöel
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426477764

Oszillatorische Gehirnaktivität im Theta-Frequenzbereich in fronto-posterioren Netzwerken spielt eine zentrale Rolle bei erfolgreichen episodischen Gedächtnisprozessen. Altersassoziierte Veränderungen in der frontalen Theta-Aktivität sowie in der fronto-posterioren Phasensynchronizität wurden mit kognitiven Defiziten bei älteren Erwachsenen in Verbindung gebracht. In den letzten Jahren konnten Studien in jungen Probanden zeigen, dass die sog. transkranielle Wechselstromstimulation (engl.: transcranial alternating current stimulation; tACS) eine vielversprechende Methode darstellt um die Theta-Phasensynchronizität zwischen frontalen und parietalen Hirnregionen zu modulieren und als Folge kognitive Leistungen zu verbessern. Dies eröffnet die Möglichkeit, tACS zur Modulation altersassoziierter Veränderungen in oszillatorischer Hirnaktivität einzusetzen und folglich auch in dieser Altersgruppe kognitive Funktionen zu verbessern. Bisher sind tACS-induzierte behaviorale und neuronale Effekte nur in jungen Erwachsenen untersucht worden. Untersuchungen in älteren Erwachsenen sowie Studien zur interindividuellen Variabilität der Stimulationseffekten fehlen. Des Weiteren sind die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen noch nicht vollständig erforscht. Das vorliegende Projekt hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, das Potenzial der tACS für die Modulation oszillatorischer Gehirnaktivität und die daraus möglicherweise folgende Verbesserung von episodischen Gedächtnisprozessen bei älteren Erwachsenen zu untersuchen. Dazu werden wir zunächst elektrophysiologische Korrelate sequentieller Gedächtnisprozesse bei älteren Erwachsenen charakterisieren sowie Determinanten erfolgreicher Leistung beleuchten. Mithilfe zusätzlicher Analysen von funktionellen und strukturellen Netzwerken sowie biophysikalischen Modellierungen sollen Zusammenhänge von Gedächtnisprozessen mit neuronaler Integrität betrachtet und individuelle Verteilungen der elektrischen Felder im älteren Gehirn exploriert werden. Anschließend werden wir die Effekte von tACS auf Gedächtnisleistung und fronto-posteriore Theta Oszillationen bei älteren Erwachsenen untersuchen. Die Ergebnisse der Studie werden erheblich zum Verständnis tACS-induzierter Effekte auf hippocampusabhängige Gedächtnisfunktionen und deren zugrundeliegender Mechanismen im gesunden Altersprozess beitragen und die Entwicklung altersgerechter Stimulationsprotokolle zur Verbesserung kognitiver Funktion voranbringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Shu-Chen Li, Ph.D.