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Ein gutes Gedächtnis lässt sich antrainieren

Bereits ein 30-minütiges tägliches Üben über sechs Wochen kann die Abläufe im Gehirn verändern und das Langzeitgedächtnis verbessern. Die Methode (Mnemotechnik) selbst ist im wahrsten Sinne des Wortes antik und wird auch heute noch von „Gedächtnissportlern“ bei Wettbewerben im Auswendiglernen angewandt.
Die Idee dahinter ist simpel: Denken Sie an einen vertrauten Ort („Gedächtnispalast“) und legen Sie z. B. Gegenstände ihrer Einkaufsliste gedanklich entlang eines Weges ab. Stellen Sie etwa die Erbsen neben die Couch, die Nudeln neben die Tür usw. Im Supermarkt gehen Sie den Weg in Gedanken nach und schon „sehen“ Sie, was Sie brauchen.

Wiener ForscherInnen haben sich Abläufe und Langzeitfolgen mittels Magnetresonanz genauer angesehen und Gedächtnisportler mit Menschen verglichen, die diese Technik nicht kannten bzw. mit Personen, die ein strenges sechswöchiges Gedächtnistraining absolvieren mussten.

„Grundsätzlich konnten wir feststellen, dass die Methode zu einer effizienteren Verarbeitung in Gehirnregionen geführt hat, die mit dem Gedächtnis und räumlicher Orientierung im Zusammenhang stehen“, so Isabella Wagner, Erstautorin der Studie. Bei geübten Gedächtnissportlern ließ sich in den beteiligten Hirnregionen weniger Aktivität nachweisen. Wagner: „Ein Gehirn, das in Übung ist, kann mit weniger Aktivierung eine bessere Leistung erbringen.“ Dies zeigte sich auch bei den Teilnehmern, die sich die Technik neu aneigneten.
Zudem ergab sich ein anhaltender Effekt: Vier Monate nach dem Training erinnerten sich diese Personen an deutlich mehr Inhalte, als die Teilnehmer aus Vergleichsgruppen. Mit der Durchführung der Übungen kommt es offenbar zu einer besseren Vernetzung zwischen  einzelnen Hirnregionen.

Referenz:
Universität Wien, Radboud University, NL
Durable memories and efficient neural coding through mnemonic training using the method of loci, ScienceAdvances 2021; https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabc7606/tab-article-info#

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Spielen bringt Väter und Kinder auf gleiche Wellenlänge

Kinder erwerben wichtige soziale Kompetenzen durch Interaktionen mit ihren Eltern. Was dabei im Gehirn passiert, erforschten zwei Wiener Entwicklungspsychologinnen. Erst kürzlich zeigten sie, dass sich während sozialer Interaktion die rhythmische Gehirnaktivität von Müttern und Kindern gegenseitig anpasst. In einer aktuellen Studie gingen sie nun der Frage nach, ob dieser Effekt auch zwischen Vätern und Kindern eintritt.

In der neuen Studie haben fünf bis sechs Jahre alte Kinder mit ihren Vätern gemeinsam oder getrennt Puzzles gelöst. Während des Spiels wurde durch funktionelle Nah-Infrarotspektroskopie (fNIRS) gleichzeitig die Gehirnaktivität von Vater und Kind abgeleitet. Bei dieser Methode werden Änderungen der Sauerstoffsättigung in der äußersten Schicht des Gehirns erfasst. Eine Aktivierung in diesen Regionen steht im Zusammenhang mit dem Fassen gemeinsamer Absichten, gegenseitiger Perspektivenübernahme sowie Selbstregulation. Diese Prozesse sind besonders relevant für soziale Interaktionen und entwickeln sich im Vorschulalter.

Beobachtet wurde, dass eine wechselseitige Anpassung der Gehirnaktivität von Vater und Kind nur dann stattfand, wenn beide miteinander das Puzzle lösten. Die Anpassung der Gehirnaktivität war bei jenen Vater-Kind-Paaren höher, in welchen sich der Vater stärker als fürsorglicher und involvierter Vater identifizierte.

Interessanterweise waren die beobachteten Verhaltensmuster bei den Vater-Kind-Paaren anders als in den Mutter-Kind-Paaren. Während die Anpassung der Gehirnaktivität bei den Vater-Kind-Paaren von der Identifikation des Vaters mit der Vaterrolle abhing, war bei den Mutter-Kind-Paaren entscheidend, ob beide in der Spielsituation aufeinander eingingen.

Referenzen:
Universität Wien, Universität Göttingen, Universität Erlangen-Nürnberg, Universität Potsdam, University of Essex
Interpersonal Neural Synchrony During Father–Child Problem Solving: An fNIRS Hyperscanning Study; Child Development 2021;
https://srcd.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cdev.13510?af=R

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„Wettervorhersage“ über epileptische Anfälle

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, um epileptische Anfälle frühzeitig vorhersagen zu können. Bisher gelang das nur mit mäßigem Erfolg. Das zwingt die Betroffenen täglich Medikamente zur Hemmung der neuronalen Erregbarkeit einzunehmen, die mit einer Vielzahl an möglichen Nebenwirkungen einhergehen. Manchmal werden auch neurochirurgische Eingriffe durchgeführt, um den epileptischen Fokus, das heißt den Ausgangspunkt der Gehirnanfälle, zu entfernen.  

Die epileptische Aktivität kann anhand der elektrischen Aktivitätsdaten im Gehirn gemessen werden, die mittels Elektroenzephalographie aufgezeichnet werden. Diese Daten können verwendet werden, um interiktale Entladungen zu identifizieren – flüchtige Entladungen, die zwischen den Anfällen auftreten, diese jedoch nicht unmittelbar auslösen. Zudem wiederholen sich epileptische Anfälle in Clustern und Zyklen. Um festzustellen, ob die interiktalen Entladungen diese Zyklen erklären können, zeichneten nun im Hirn von Patienten implantierte Geräte die Hirnaktivitäten während mindestens sechs Monaten auf. Anhand einer ausgeklügelten statistischen Analyse erlauben diese Aufzeichnungen jetzt eine zuverlässige, mehrtägige Vorhersage eines möglichen nächsten Anfalls.

Dank der Methode konnte ein Phänomen nachgewiesen werden, das als «proiktaler Zustand» bekannt ist, in dem eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Anfall auftritt.  So wie sich Regen bei Auftreten bestimmter Wettersituationen vorhersagen lässt. Anhand von Daten zur Gehirnaktivität, die über Zeiträume von mindestens sechs Monaten erfasst wurden, war die Anfallsprognose bei zwei Dritteln der Patienten aussagekräftig. Der Analyseansatz ermöglicht die Übertragung von Daten in Echtzeit auf einen Server und zwar mit einem Gerät, das so klein ist, dass es direkt in die Hirnschale implantiert werden kann.

Referenzen:
Universität Bern, Universität Genf, University of California

Forecasting seizure risk in adults with focal epilepsy: adevelopment and validation study. The Lancet Neurology, December 17, 2020, https://doi.org/10.1016/S1474-4422(20)30414-2

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Warum Handschreiben schlau macht

Ergebnisse mehrerer Studien haben bereits in der Vergangenheit gezeigt, dass sich sowohl Kinder als auch Erwachsene beim Schreiben von Hand besser erinnern und mehr lernen. Dies bestätigt jetzt auch eine aktuelle norwegische Studie. Bereits 2017 untersuchten die Wissenschaftler der NTNU (Norwegian University of Science and Technology) die Gehirnaktivität von 20 Studenten. In der erst kürzlich veröffentlichten Studie wurde erstmalig die Gehirnaktivität bei Kindern und jungen Erwachsenen untersucht. Beide Studien wurden unter Verwendung eines HD-EEGs durchgeführt, um die Gehirnwellenaktivität zu verfolgen und aufzuzeichnen.

Die Ergebnisse zeigten, dass das Gehirn sowohl bei Kindern als auch bei jungen Erwachsenen beim Schreiben mit der Hand viel aktiver ist als beim Tippen auf einer Tastatur. Die Verwendung von Stift und Papier ermöglicht dem Gehirn an Erinnerungen besser festhalten zu können. Handschreiben erzeugt eine höhere Aktivität in den sensomotorischen Teilen des Gehirns und regt viele unterschiedliche Sinne an. Diese Sinneserfahrungen stellen den Kontakt zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns her und öffnen das Gehirn für das Lernen.

Die Forscher betonen daher, wie wichtig es ist, dass Kinder insbesondere in jungen Jahren zum Zeichnen und Schreiben herausgefordert werden. 

Referenzen:

Norwegian University of Science & Technology The Importance of Cursive Handwriting Over Typewriting for Learning in the Classroom: A High-Density EEG Study of 12-Year-Old Children and Young Adults. Eva Ose Askvik, F. R. (Ruud) van der Weel and Audrey L. H. van der Meer. Front. Psychol., 28 July 2020 | https://doi.org/10.3389/fpsyg.2020.01810

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Innovation: Messung des Gehirnsignals mit Tattoo-Elektroden

Der Forscher Francesco Greco (TU Graz) hat ultraleichte Tattoo-Elektroden entwickelt, die auf der Haut kaum wahrnehmbar sind und Langzeitmessungen der Gehirnaktivität einfacher und kostengünstiger machen, als Messungen mit herkömmlichen EEG-Elektroden.

Die neuen Tattoo-Elektroden sind der erste Trockenelektrodentyp, der für Langzeit-EEG-Messungen geeignet und gleichzeitig mit der Magnetoenzephalographie (MEG) kompatibel ist. Die neuartigen Elektroden enthalten keine Metalle, die für MEG-Untersuchungen problematisch sein können, und werden ausschließlich mit Tintenstrahldrucker gedruckt.

Nun wird an Ideen gearbeitet, wie diese Technologie in Kliniken und im Neuroengineering sowie auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellen eingesetzt werden kann.

Referenzen:
npj Flex Electron 4, 4 (2020).
DOI: 10.1038/s41528-020-0067-z
https://www.nature.com/articles/s41528-020-0067-z
Technische Universität Graz
https://www.tugraz.at/…/technologie-innovation-fuer-die-ne…/

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