Neuromodulation der Kognition über die Lebensspanne (LINE)

In diesem Projekt nutzen wir bildgebende Verfahren, um zu untersuchen, wie neuronale Veränderungen im höheren Erwachsenenalter und bei neurodegenerativen Erkrankungen mit kognitiven Einbußen assoziiert sind. Unser Fokus liegt dabei insbesondere auf bestimmten neuronalen Botenstoffen, sogenannten Neuromodulatoren.

Wir leben in einer alternden Gesellschaft. Während die Lebenserwartung in Deutschland und anderen entwickelten Ländern steigt, sinkt die Geburtenrate. Höheres Alter geht jedoch mit Abnahmen der Aufmerksamkeit und Gedächtnis einher und stellt einen Risikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimersche Demenz dar. In unserer Forschung am MPIB und in Kollaboration mit der University of Southern California untersuchen wir Hirnveränderungen über die Lebensspanne, die erklären, weshalb unsere Kognition mit dem Alter nachlässt.

Insbesondere betrachten wir eine kleine Zellgruppe, kaum so groß wie ein Fingernagel, die wörtlich als blauer Kern (Locus coeruleus) bezeichnet wird. Trotz seines geringen Umfangs is der blaue Kern der Hauptlieferant des Noradrenalins im Gehirn – eines Neurotransmitters, der an Prozessen der Aufmerksamkeit und des Gedächtnisses im gesamten Gehirn beteiligt ist.

Wir konzentrieren uns auf den Locus coeruleus, weil er als einer der ersten Orte identifiziert wurde, die Anzeichen der Alzheimer-Pathologie aufweisen, Jahrzehnte bevor die Symptome einer Demenz erscheinen. Seine geringe Größe und seine Lokalisierung an der Basis des Gehirns haben lange Forschung an lebenden Menschen lange Zeit erschwert, jetzt versprechen aber neue Bildgebungsverfahren diese wenig untersuchte Hirnregion zu befördern.

Wir kombinieren vielfältige spezielle Bildgebungsverfahren mit wiederholten neuropsychologischen Messungen, um zu verfolgen, wie Veränderungen im blauen Kern mit alterns- und krankheitsbedingten kognitiven Veränderungen zusammenhängen. Diese Forschung verspricht Einblicke in die Hirnmechanismen von seneszenten kognitiven Leistungsabnahmen und die Entwicklung der Alzheimer-Demenz.


Ausgewählte Publikationen

Dahl, M. J., Mather, M., & Werkle-Bergner, M. (2022). Noradrenergic modulation of rhythmic neural activity shapes selective attention. Trends in Cognitive Sciences, 26(1), 38–52. https://doi.org/10.1016/j.tics.2021.10.009
Dahl, M. J., Mather, M., Werkle-Bergner, M., Kennedy, B. L., Guzman, S., Hurth, K., Miller, C. A., Qiao, Y., Shi, Y., Chui, H. C., & Ringman, J. M. (2022). Locus coeruleus integrity is related to tau burden and memory loss in autosomal-dominant Alzheimer’s disease. Neurobiology of Aging, 112, 39–54. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2021.11.006
Dahl, M. J., Mather, M., Sander, M. C., & Werkle-Bergner, M. (2020). Noradrenergic responsiveness supports selective attention across the adult lifespan. The Journal of Neuroscience, 40(22), 4372–4390. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0398-19.2020
Dahl, M. J., Mather, M., Düzel, S., Bodammer, N. C., Lindenberger, U., Kühn, S., & Werkle-Bergner, M. (2019). Rostral locus coeruleus integrity is associated with better memory performance in older adults. Nature Human Behaviour, 3, 1203–1214. https://doi.org/10.1038/s41562-019-0715-2
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