Die Aufmerksamkeits- und Konzentrationsfähigkeit erreicht ihren Höhepunkt im Alter zwischen 27 und 36 Jahren

Zusammenfassung: Die Forscher analysierten 139 Neuroimaging-Studien im Alter von 5 bis 85 Jahren, um die Aktivität des Gehirns bei der kognitiven Kontrolle abzubilden. Sie fanden einen umgekehrten U-förmigen Verlauf der Lebensspanne, bei dem die Gehirnaktivität im Laufe der Adoleszenz ansteigt, zwischen dem 27. und 36. Lebensjahr ihren Höhepunkt erreicht und dann allmählich abnimmt.

Dieses Muster spiegelt die maximale kognitive Effizienz im Erwachsenenalter wider und unterstreicht, wie wichtig es ist, die Gesundheit des Gehirns im späteren Leben zu erhalten. Die Ergebnisse vertiefen unser Verständnis der Gehirnentwicklung und des Alterns und bieten eine wissenschaftliche Grundlage für altersgerechtes kognitives Training und Strategien zur Gehirngesundheit.

Wichtige Fakten

• Invertierte U-Form: Die kognitive Kontrolle der Gehirnaktivität erreicht im frühen Erwachsenenalter ihren Höhepunkt und nimmt dann mit zunehmendem Alter ab.

• Spitzen-Intervall: Das Alter von 27 bis 36 Jahren stellt die höchste Effizienz in Bezug auf Konzentration und kognitive Flexibilität dar.

• Auswirkungen auf die Gesundheit des Gehirns: Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer gezielten kognitiven Unterstützung in der Lebensmitte, um den Verfall zu verlangsamen.

Quelle: Science China Presse

Kognitive Kontrolle bezieht sich auf den kognitiven Prozess, durch den Individuen Aufmerksamkeit, Denken und Handeln regulieren, um bestimmte Ziele zu erreichen, sodass sie sich auf Ziele konzentrieren können, während Ablenkungen ausgeschlossen werden.

Zum Beispiel hängt die Aufrechterhaltung der Konzentration auf das Lesen in einer Bibliothek, in der sich Menschen unterhalten, stark von der Regulierung der Aufmerksamkeit durch die kognitive Kontrolle ab. Bei Erwachsenen bleiben die kognitiven Kontrollfähigkeiten in der Regel auf einem hohen Niveau, was zu organisiertem Verhalten führt.

Bei Kindern und älteren Erwachsenen kann es jedoch aufgrund des unreifen oder abnehmenden Zustands ihrer kognitiven Kontrollsysteme zu Schwierigkeiten bei der Verhaltensregulation kommen.

Obwohl die Muster kognitiver und verhaltensbezogener Veränderungen im Zusammenhang mit kognitiver Kontrolle gut etabliert sind und als diagnostische Kriterien für entwicklungs- und altersbedingte Erkrankungen dienen, bleibt die systematische Erforschung der entsprechenden Veränderungen der Gehirnaktivitäten mit dem Alter begrenzt.

Die Aufdeckung der Lebensspanne der Gehirnaktivität, die mit kognitiver Kontrolle verbunden ist, könnte unser Verständnis der Mechanismen, die der Gehirnentwicklung und dem Altern zugrunde liegen, vertiefen und theoretische Unterstützung für maßgeschneiderte kognitive Trainingsprogramme bieten, die auf regionalen Hirnaktivitätsmerkmalen basieren.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Die Studie sammelte 139 Neuroimaging-Studien im Zusammenhang mit kognitiven Konfliktaufgaben (z. B. Beurteilung der Richtung des mittleren Pfeils in ←←→←← bei gleichzeitiger Ignorierung der Pfeile auf beiden Seiten) mit 3.765 Teilnehmern im Alter von 5 bis 85 Jahren.

Durch systematische Meta-Analysen mit Seed-basiertem Effekt

Size Mapping (SDM), generalisierten additiven Modellen (GAM) und Modellvergleichsmethoden konnten die Forscher zum ersten Mal die Lebensspanne von Gehirnaktivitäten im Zusammenhang mit kognitiver Kontrolle konstruieren (siehe Bild).

Das Kernergebnis zeigte einen signifikanten umgekehrten U-förmigen Entwicklungsverlauf der Lebensspanne, bei dem die Gehirnaktivität im Kindes- und Jugendalter allmählich zunimmt, im Erwachsenenalter ihren Höhepunkt erreicht und im späteren Leben langsam abnimmt. Es wurde festgestellt, dass das GAM-angepasste Spitzenalter zwischen 27 und 36 Jahren liegt.

Modellvergleiche zeigten, dass das optimal passende Modell für diese Hirnregionen das Quadratwurzelmodell und nicht die üblicherweise verwendete quadratische Funktion war.

Bemerkenswert ist, dass die Forscher keine anderen potenziellen Trajektorien Muster beobachteten, wie z. B. lineare Änderungen oder eine Zunahme und dann stabil, was die Dominanz der umgekehrten U-Form bei der Entwicklung der kognitiven Kontrolle unterstreicht.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Jugendliche und ältere Erwachsene im Vergleich zu jungen und mittleren Erwachsenen eine ausgeprägtere Lateralisierung der Gehirnfunktion aufwiesen.

Frühere Studien haben einen umgekehrten U-förmigen Entwicklungsverlauf der kognitiven Kontrollfähigkeit auf der Verhaltensebene gezeigt. Diese Studie klärt die neuronalen Grundlagen dieser Trajektorie weiter auf.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Spitzenintervalle der Gehirnfunktionen im Zusammenhang mit der kognitiven Kontrolle zwischen 27 und 36 Jahren liegen und eng mit dem allgemein definierten mittleren Erwachsenenstadium (junge Erwachsenenphase) übereinstimmen.

Diese Periode fällt mit dem Höhepunkt der individuellen intellektuellen Reife und der allgemeinen kognitiven Fähigkeiten zusammen und liefert eine wissenschaftliche Erklärung für die hohe soziale Produktivität und Kreativität, die der Mensch in dieser Phase aus der Perspektive des neuronalen Mechanismus an den Tag legt.

Insbesondere der allmähliche Rückgang der Gehirnfunktion nach dieser Spitzenphase deutet auf die Notwendigkeit hin, der Aufrechterhaltung und dem Training der Gehirnfunktion im mittleren Erwachsenenalter Vorrang einzuräumen, um einen möglichen kognitiven Verfall im Zusammenhang mit dem Altern zu mildern.

Daher vertieft diese Studie nicht nur unser Verständnis der Entwicklungsmuster der neuronalen Mechanismen, die der kognitiven Kontrolle des Menschen zugrunde liegen, sondern bietet auch eine wichtige theoretische Unterstützung für die Formulierung gezielter Strategien zur Förderung der Gehirngesundheit und die Optimierung kognitiver Funktionen in verschiedenen Altersgruppen.

Dr. Zhenghan Li von der Hangzhou Normal University ist der Erstautor des Artikels, während Dr. Guochun Yang vom Guangdong Intelligent Science and Technology Research Institute als korrespondierender Autor fungiert. Dr. Xun Liu vom Institut für Psychologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Dr. Isaac T. Petersen von der University of Iowa, Dr. Lingxiao Wang von der Hangzhou Normal University und Dr. Joaquim Radua von der Universität Barcelona leisteten wesentliche Beiträge zu dieser Forschung.

Abstrakt

Die Lebensspanne von Gehirnaktivitäten im Zusammenhang mit konfliktgesteuerter kognitiver Kontrolle

Kognitive Kontrolle ist grundlegend für das zielgerichtete Verhalten des Menschen. Das Verständnis seines Verlaufs über die Lebensspanne ist entscheidend für die Optimierung der kognitiven Funktion während des gesamten Lebens, insbesondere in Zeiten schneller Entwicklung und Niedergang.

Während bestehende Studien eine umgekehrte U-förmige Trajektorie der kognitiven Kontrolle sowohl im Verhaltens- als auch im anatomischen Bereich gezeigt haben, sind die altersbedingten Veränderungen der funktionellen Gehirnaktivitäten nach wie vor wenig verstanden.

Um diese Lücke zu schließen, führten wir eine umfassende Meta-Analyse von 139 Neuroimaging-Studien mit Konfliktaufgaben durch, die 3765 Teilnehmer im Alter von 5 bis 85 Jahren umfassten.

Wir haben das Seed-basierte D-Mapping (SDM), das generalisierte additive Modell (GAM) und den Modellvergleich verwendet, um altersbedingte Veränderungen der Gehirnaktivitäten zu untersuchen und die Lebensspanne der kognitiven Kontrolle zu charakterisieren.

Unsere Analysen ergaben zwei wichtige Ergebnisse:

(1) Die vorherrschende Lebensspanne ist umgekehrt U-förmig und steigt von der Kindheit bis zum Höhepunkt im jungen Erwachsenenalter (zwischen 27 und 36 Jahren) an, bevor sie im späteren Erwachsenenalter abnimmt;

(2) Sowohl Jugendliche als auch ältere Menschen zeigen eine schwächere Gehirnaktivität und eine größere linke Lateralität als junge Erwachsene.

Diese Ergebnisse zeigen zusammen die Lebensspanne der kognitiven Kontrolle und unterstreichen systematische Schwankungen der Gehirnaktivitäten mit dem Alter.

Ursprüngliche Forschung: Freier Zugang "Die Lebensspanne von Gehirnaktivitäten im Zusammenhang mit konfliktgesteuerter kognitiver Kontrolle" von Guochun Yang et al. Science Bulletin