Dual-Task-Training: Hirnstimulation steigert Rechenleistung von 48 auf 59 Aufgaben

Gezielte kognitive Übungen rücken in der Demenzprävention und neurologischen Forschung zunehmend in den Mittelpunkt. Im Rahmen eines wöchentlichen Gehirntrainings unter Aufsicht von Hirokawa Keiyoshi, Arzt für Demenzprävention und Leiter der Hirokawa-Klinik, kommt dabei unter anderem die Dual-Task-Übung des farbunterschiedlichen Vorlesens zum Einsatz. Die Methode zielt darauf ab, die Fähigkeit zur gleichzeitigen Bewältigung mehrerer geistiger Anforderungen strukturiert zu schulen.

Mechanismen und Grenzen kognitiver Trainingsformen

Lukas Kunz vom Universitätsklinikum Bonn betont, dass sich die Gedächtnisleistung prinzipiell trainieren lasse. Als besonders wirksam gelten dabei aktives Abrufen sowie zeitlich verteiltes Lernen über mehrere Tage.

Kommerzielles Gehirntraining verbessere hingegen oft lediglich die spezifisch geübte Aufgabe, ohne dass ein breiter Nutzen für alltägliche Herausforderungen für jedes Programm wissenschaftlich gesichert sei.

Förderliche Rahmenbedingungen für die geistige Fitness seien zudem ausreichender Schlaf, regelmäßige körperliche Bewegung, soziale Kontakte sowie das Erlernen neuer Fähigkeiten, wenngleich dies keinen absoluten Schutz vor Demenzerkrankungen garantiert.

Auch neurowissenschaftliche Untersuchungen befassen sich mit Dual-Task-Settings. Eine randomisierte Crossover-Studie des Huashan Hospital der Fudan University, die in der Fachzeitschrift iScience veröffentlicht wurde, untersuchte den Effekt von tiefer transkranieller Magnetstimulation mit einer H7-Spule kombiniert mit intermittierender Theta-Burst-Stimulation (iTBS) bei 19 gesunden rechtshändigen Probanden mit einem mittleren Alter von etwa 25 Jahren (7 Männer, 12 Frauen) und einer Auswaschphase von zwei Wochen.

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Beim gleichzeitigen Gehen und seriellen Subtrahieren stieg die Zahl der gelösten Rechenaufgaben innerhalb von drei Minuten von vorher etwa 48 auf rund 59 nach aktiver Stimulation (F(1,17)=12,546; p=0,003), während die Genauigkeit ohne signifikanten Unterschied bei über 90 % verblieb.

Funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) zeigte einen signifikant höheren HbO-Anstieg im rechten sekundären Motorkortex (p=0,022) und im linken somatosensorischen Assoziationskortex (p=0,033). Zu den Limitationen der Studie zählen die geringe Probandenzahl, das Fehlen reiner Einzelaufgaben-Bedingungen, eine fehlende Ganganalyse, die rein kortikale Erfassung über fNIRS sowie bisher nicht erforschte Langzeiteffekte.

Ergänzende Stimulations- und Trainingsprotokolle

In einer Pilotstudie der Università Cattolica del Sacro Cuore in Mailand, veröffentlicht in Frontiers in Molecular Neuroscience, absolvierten 33 gesunde ältere Erwachsene über acht Wochen 24 Sitzungen (dreimal wöchentlich). Verglichen wurden aktives tDCS (1,5 mA anodal über 15 Minuten über dem rechten präfrontalen Kortex, F4) plus kognitives Training, Schein-tDCS plus Training und eine Warteliste.

In der aktiven Gruppe stiegen die Werte bei Raven's Progressive Matrices von 32,8 auf 36,2 (Cohen's d = 0,67). Bei der assoziativen Wortflüssigkeit lag der Effekt bei d = 0,95, und die N2-Amplitude bei F4 in kongruenten Durchläufen veränderte sich von ?5,00 auf ?9,12 µV (d = 1,19).

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Bei F3 und Fz zeigten sich keine signifikanten Änderungen, die N2-Latenz blieb unverändert. Andere Parameter wie Stroop-, Trail-Making- und verbale Lerntests verbesserten sich über alle Gruppen hinweg ohne clusterspezifischen Gruppeneffekt.

Das Zusammenspiel von körperlicher und mentaler Beanspruchung beleuchtet zudem das Brain Endurance Training (BET). In zwei randomisierten kontrollierten Studien aus dem Journal of Science and Medicine in Sport untersuchten Walter Staiano, Samuele Marcora und Kollegen insgesamt 50 trainierte Radsportler.

Die BET-Gruppe hielt nach dem kombinierten Programm länger durch als die Kontrollgruppe, während das Anstrengungsempfinden sank; maximale Sauerstoffaufnahme, Laktatwerte und Herzfrequenz blieben zwischen den Gruppen unverändert.

Eine Untersuchung von Díaz-García, García-Calvo und Ring mit 24 wenig aktiven Frauen im Alter von 65 bis 78 Jahren zeigte über acht Wochen bei dreimal wöchentlich 20 Minuten Kraft- und 25 Minuten Ausdauertraining durch zusätzliche 20 Minuten kognitive Aufgaben ebenfalls Steigerungen der körperlichen und kognitiven Leistungsfähigkeit gegenüber reinem Fitnesstraining.

Abklärung von kognitiven Einschränkungen

Trotz vielfältiger Trainingsansätze raten Experten zur Vorsicht bei auffälligen Defiziten. Fachleute des Universitätsklinikums Bonn empfehlen eine ärztliche Untersuchung, wenn Vergesslichkeit neu auftritt, zunimmt oder den Alltag einschränkt.

Typische Warnsignale sind das wiederholte Stellen derselben Fragen, das Vergessen fester Vereinbarungen oder die Orientierungslosigkeit auf vertrauten Wegen. Gedächtnisprobleme seien jedoch nicht zwingend Anzeichen einer Demenz; auch Schlafmangel, depressive Erkrankungen oder Medikamentenwirkungen kämen als Auslöser infrage.