Czytaj książkę: «Einführung Gerontopsychologie»
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PsychoMed compact – Band 9
Die Reihe wurde begründet von Prof. Dr. Hans Peter Rosemeier (†) und Prof. Dr. Nicole von Steinbüchel; sie wird herausgegeben von Prof. Dr. Elmar Brähler und Prof. Dr. Nicole von Steinbüchel.
Prof. Dr. Ben Godde lehrt Neurowissenschaften und neurobiologische Grundlagen der Psychologie an der Jacobs University Bremen.
Prof. Dr. Claudia Voelcker-Rehage lehrt Sportpsychologie (Prävention und Rehabilitation) und Neurokognition der Bewegung an der TU Chemnitz.
Prof. Dr. Bettina Olk lehrt Kognitive Psychologie und Neuropsychologie an der HSD Hochschule Döpfer in Köln und ist in der Gerontopsychiatrie im St. Augustinus Memory- Zentrum in Neuss tätig.
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
UTB-Band-Nr.: 4567
ISBN 978-3-8252-4567-2 (Print)
ISBN 978-3-8463-4567-2 (EPUB)
© 2016 by Ernst Reinhardt, GmbH & Co KG, Verlag, München
Dieses Werk einschließlich seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne schriftliche Zustimmung der Ernst Reinhardt, GmbH & Co KG, München, unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen in andere Sprachen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Printed in Germany
Einbandgestaltung: Atelier Reichert, Stuttgart
Covermotiv: © tbel / Fotolia.com
Satz: Rist Satz & Druck GmbH, 85304 Ilmmünster
Ernst Reinhardt Verlag, Kemnatenstr. 46, D-80639 München
Net: www.reinhardt-verlag.de E-Mail: info@reinhardt-verlag.de
Inhalt
Hinweise zur Benutzung dieses Lehrbuches
Vorwort
1 Alter und Altern
1.1 Definition von Alter und Altern
1.2 Zusammenfassung
1.3 Fragen zum Kapitel
2 Theorien des Alterns
2.1 Altern aus Sicht der Biologie
2.2 Altern aus Sicht der Psychologie: ein lebenslanger Entwicklungsprozess
2.3 Zusammenfassung
2.4 Fragen zum Kapitel
3 Methoden der Altersforschung
3.1 Untersuchungsdesigns
3.2 Methoden der Datengewinnung auf der Verhaltensebene
3.3 Methoden der Hirnforschung
3.4 Zusammenfassung
3.5 Fragen zum Kapitel
4 Physisches Altern
4.1 Sensorische Funktionen
4.2 Motorische Funktionen
4.3 Herz-Kreislauf-Funktionen
4.4 Zusammenfassung
4.5 Fragen zum Kapitel
5 Altern des Gehirns und Neuroplastizität
5.1 Einführung in den Aufbau des Gehirns
5.2 Veränderungen des Gehirns über die Lebensspanne
5.3 Strukturelle und physiologische Veränderungen des Gehirns
5.4 Alterungsprozesse führen zu Veränderungen in der Funktionsweise des Gehirns
5.5 Die Plastizität des Gehirns ermöglicht Kompensation
5.6 Zusammenfassung
5.7 Fragen zum Kapitel
6 Psychologisches Altern: Kognition
6.1 Das Zwei-Komponenten-Modell der Intelligenz
6.2 Einflussfaktoren auf kognitive Leistungen
6.3 Alterseffekte auf kognitive Funktionen
6.4 Zusammenfassung
6.5 Fragen zum Kapitel
7 Psychologisches Altern: Persönlichkeit, Emotion und Motivation
7.1 Persönlichkeit
7.2 Emotion und Motivation
7.3 Zusammenfassung
7.4 Fragen zum Kapitel
8 Pathologisches Altern
8.1 Körperliche Erkrankungen im Alter
8.2 Psychische Erkrankungen im Alter
8.3 Zusammenfassung
8.4 Fragen zum Kapitel
9 Interventionen für erfolgreiches Altern
9.1 Gesundheitsverhalten – das Präventionspotential des Lebensstils
9.2 Körperliche Aktivität zur Förderung der Kognition
9.3 Ausgewogene Ernährung als Maßnahme zur Förderung der Kognition
9.4 Kognitives Training zur Förderung der Kognition
9.5 Zusammenfassung
9.6 Fragen zum Kapitel
10 Das alternde Individuum im Kontext
10.1 Alter(n) und Arbeit
10.2 Alter(n) und Gesellschaft
10.3 Zusammenfassung
10.4 Fragen zum Kapitel
Anhang
Glossar
Linksammlung
Literatur
Sachregister
Hinweise zur Benutzung dieses Lehrbuches
Zur schnelleren Orientierung werden in den Randspalten Piktogramme benutzt, die folgende Bedeutung haben:
 | Merksatz |
 | Literaturempfehlung |
 | Begriffserklärung, Definition |
 | Beispiel |
 | Forschungen, Studien |
 | Fragen zur Wiederholung am Ende des Kapitels |
Vorwort
Was ist Alter und Altern? Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels gewinnt diese Frage zunehmend an Bedeutung, für die alternden Menschen selbst, aber auch für Familienangehörige, pflegende und betreuende Personen und für alle anderen, die beruflich und privat mit älteren Menschen, mit Alter und mit Altern zu tun haben. Während manche eher die Entwicklung hin zu einer alternden Gesellschaft mit immer mehr dementen und pflegebzw. betreuungsbedürftigen Menschen betonen, zeichnen andere ein eher positives Bild des bis ins hohe Alter gesunden, aktiven und auch sozial engagierten älteren Menschen. Welches Bild vom Alter und vom Altern ist realistischer? Diese Frage lässt sich nicht allgemein beantworten. Wie wir heute wissen, ist Altern ein hochgradig individueller Prozess mit Gewinnen und Verlusten auf biologischer und psychologischer Ebene, der zudem von genetischen Faktoren genauso beeinflusst wird, wie vom eigenen Verhalten und dem gesellschaftlichen Umfeld. Das bedeutet aber auch, dass sich das eigene Altern sowohl positiv als auch negativ beeinflussen lässt.
Mit diesem Lehrbuch wollen wir deshalb einen verständlichen Überblick über die aktuellen Erkenntnisse zu den biologischen und psychologischen Grundlagen und Mechanismen des Alterns geben und auf dieser Basis Ansatzpunkte für ein erfolgreiches und gesundes Altern im Sinne der Lebensspannenpsychologie aufzeigen. Das Buch integriert zu diesem Zweck Theorien, aktuelle empirische Befunde und Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Disziplinen der modernen Altersforschung (z. B. Biologie, Neuro- und Bewegungswissenschaften, Psychologie). Wir beschränken uns dabei nicht auf das geistige Altern, sondern verstehen Alterns- und Entwicklungsprozesse als die Interaktion von Körper und Geist. Aus diesem Grund räumen wir den körperlichen Alternsprozessen und ihrer Bedeutung für das erfolgreiche Altern in diesem Buch ausreichend Platz ein. Auch die Rolle des sozialen Kontexts (Arbeit, Familie, Gesellschaft) für die Altersentwicklung wird thematisiert. Schließlich werden gesundes und erfolgreiches Altern von pathologischen Alternsprozessen und im Alter häufig auftretenden Krankheiten abgegrenzt.
Wir möchten mit diesem Buch eine Lücke schließen, die uns während unserer langjährigen lehrenden, wissenschaftlichen und beratenden Tätigkeit bewusst wurde. Das Buch ist an einen breiten Leserkreis von Studierenden, Dozenten und Praktikern in den Fächern Psychologie, Neurowissenschaften, Gerontologie, Bewegungs- und Sportwissenschaft, Medizin oder auch Physiotherapie und Pflegewissenschaften gerichtet. Leser ohne Grundlagenkenntnisse in Biologie und Psychologie werden ebenso angesprochen wie Studierende im Aufbaustudium oder Dozentinnen und Dozenten, die sich einen Überblick über das Forschungsgebiet verschaffen wollen. Das Buch ist somit sowohl für die universitäre Lehre in Bachelor- und Masterprogrammen als auch für die praxisnahe Ausbildung geeignet.
Wie auch immer Sie dieses Buch nutzen – ob als studentische Pflichtlektüre, zur beruflichen Weiterbildung oder als interessierter und mit Sicherheit irgendwann einmal mit dem Altern konfrontierter Laie – wir hoffen, Ihnen damit die unterschiedlichen Perspektiven auf das Alter(n) näherbringen zu können.
Zu guter Letzt geht unser Dank an den Ernst Reinhardt Verlag, insbesondere an Frau Ulrike Landersdorfer, und an die vielen Helferinnen und Helfer, die mit der Korrektur und Zuarbeit zur Entstehung dieses Buches beigetragen haben.
März 2016
Ben Godde, Claudia Voelcker-Rehage, Bettina Olk
1 Alter und Altern
Alter(n) ist mit einer Reihe körperlicher und kognitiver Funktionseinbußen sowie mit Veränderungen der Persönlichkeit und der sozialen Beziehungen verbunden. Altern birgt aber nicht nur Defizite und damit auftretende Probleme, es ist auch durch Kompetenzen, Potenziale und Chancen gekennzeichnet. Dementsprechend wird seit den 1970er-Jahren das Stereotyp eines durch Defizite und Verluste geprägten Alter(n)s von der Entwicklungsforschung und der Gerontologie als zu einseitig und unvollständig zurückgewiesen und durch ein differenzierteres Altersbild ersetzt, das auch die Facette des „produktiven“ und „erfolgreichen“ Alter(n)s umfasst. Neben den unbestrittenen Krisen und Verlusten werden in dieser Sicht auf das Alter(n) auch die Chancen und Optionen eines erfolgreichen Alterns betont. Natürlich verschiebt sich die Balance zwischen Zugewinn und Abbau, besonders im hohen Alter (ab ca. 80 Jahren), zugunsten des Letzteren. Aber dennoch kann eine gesunde ältere Person nach dem Renteneintritt noch einige gesunde Lebensjahrzehnte erwarten, verbunden mit einer Reihe körperlicher und kognitiver Herausforderungen, aber auch vielen neuen Erfahrungen.
1.1 Definition von Alter und Altern
Altern als unidirektionaler Prozess
Die traditionelle, bis in die 1960er Jahre dominierende biologische Perspektive auf das Altern beschreibt dieses als eine Phase zunehmender Seneszenz und stellt es der Reifung in der frühen Entwicklungsphase und einer Phase relativer Stabilität im frühen und mittleren Erwachsenenalter gegenüber. Demzufolge wäre das Altern ein unidirektionaler Prozess, der durch einen Verlust an biologischen und psychologischen Funktionen gekennzeichnet ist.
Altern als lebenslanger Prozess
Diesem Ansatz wurde in der Mitte des letzten Jahrhunderts die von K. Warner Schaie, Paul B. Baltes, James E. Birren, John R. Nesselroad und anderen begründete Lebensspannenperspektive gegenübergestellt. Damit veränderte sich die Entwicklungsforschung insbesondere in der Psychologie. Die bis dahin vorherrschende biologisch- und psychologisch-reduktionistische und an Altersgruppen ausgerichtete Sichtweise wurde abgelöst. Im Mittelpunkt steht die Erforschung der Entwicklung über die Lebensspanne und der Interaktion von biologischen und kulturellen Faktoren mit individuellem Verhalten (Lerner & Overton, 2010). Dieser Ansatz beruht auf der Beobachtung, dass Entwicklungsprozesse über die Reifung hinaus das ganze Leben lang bis zum Tod andauern können. Demzufolge ist Altern ein lebenslanger Entwicklungsprozess, der durch Veränderungen gekennzeichnet ist, die mehr oder weniger zwangsläufig mit zunehmendem Alter auftreten. Diese Veränderungen sind in verschiedenen Lebensphasen unterschiedlich stark ausgeprägt und geschehen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Altern beginnt also nicht etwa erst in der Lebensmitte oder gar am Ende des Lebens und Entwicklung ist nicht auf den Anfang des Lebens beschränkt (Baltes, 1990). Obwohl innerhalb einer Spezies alle Individuen ähnliche und vorhersagbare Entwicklungsschritte durchlaufen, führt die Tatsache, dass mit zunehmendem Alter die Umwelt einen immer größer werdenden Einfluss auf Entwicklungs- und Alterungsprozesse bekommt, zu einer hohen Individualität dieser Entwicklungs- und Alternsprozesse.
Nach Johnson und deHaan (2011) ist genetisch und evolutionär bedingt ein Teil der Entwicklungsprozesse für alle gleich. Ein anderer, sehr vom sozialen Umfeld abhängiger Teil ist für Personen in diesem Umfeld sehr ähnlich. Ein dritter Teil schließlich hängt vom individuellen Umfeld und dessen Einflüssen ab. Alle drei Teile bestimmen unsere Individualität.
Dabei ist das soziale Umfeld zum Beispiel der Ort, in dem man lebt, die Schule, die Einkommensstruktur. Das individuelle Umfeld betrifft Personen im selben sozialen Umfeld unterschiedlich: die eigene Familienstruktur, der Freundeskreis, das eigene Einkommen.
Plastizität von Altern und Entwicklung
Nach Hertzog et al. (2008) wird der individuelle Altersverlauf durch die biologisch-physiologischen, psychologischen und kulturellen Ressourcen bestimmt, die uns zur Verfügung stehen. Auch der eigene Lebensstil, das Ernährungsverhalten und die berufliche Tätigkeit beeinflussen das Altern. Das Altern ist also plastisch, d. h. sein Verlauf und damit der Zeitpunkt, zu dem Funktionseinbußen im Alltag wirksam werden, kann positiv und negativ beeinflusst werden (Abbildung 1.1).
Die Begriffe Alter und Altern sind dabei zu unterscheiden. Altern beschreibt die zeitgebundenen Veränderungsprozesse eines Menschen, die sich aus der Wechselwirkung von biologischen Prozessen, Umwelteinflüssen und individuellen Entscheidungen ergeben. Das Alter hingegen bezeichnet einen Zustand zu einem gegebenen Zeitpunkt und ist folglich als Ergebnis des Alterns oder der Entwicklung zu verstehen. Die Vielgestaltigkeit der Einflüsse, aus denen sich das Altern speist, führt über den Lebensverlauf zu wachsenden Unterschieden zwischen den Menschen und reduziert damit den Informationswert des kalendarischen Alters (Kapitel 2).
Abb. 1.1: Plastizität von Entwicklungsverläufen und ihre Beeinflussbarkeit durch interne und externe Ressourcen (nach Hertzog et al., 2008). Gezeigt sind vier Beispiele (A – D) für mögliche hypothetische Entwicklungsverläufe.
Normative und nicht-normative Einflüsse
In der Lebensspannenpsychologie spricht man von normativen und nicht-normativen Determinanten von Entwicklungs- und Altersverläufen. Normative altersbedingte Einflüsse sind Faktoren, die alle Individuen eines bestimmten Alters in ähnlicher Weise betreffen (z. B. biologische Reifung, Hörverlust im Alter, Verlangsamung der Informationsverarbeitung im Gehirn). Normative historisch-bedingte Einflüsse sind Faktoren, die mit bestimmten historischen Ereignissen oder Perioden verknüpft sind bzw. in historischen Perioden auftreten (z. B. durch Kriege). Nicht-normative oder idiosynkratische Faktoren sind individuelle Lebensereignisse (z. B. Unfälle, Heirat, Beruf).
Intrinsische und extrinsische Faktoren
In der biologischen Altersforschung wird eher von intrinsischen und extrinsischen Faktoren gesprochen, die das Altern beeinflussen. Unter intrinsischen Faktoren verstehen wir unveränderliche mit einer Person verknüpfte Faktoren, wie z. B. genetisch festgelegte Eigenschaften und Prozesse. Extrinsische Faktoren werden noch einmal unterteilt in Lebensstile oder Verhaltensweisen (z. B. Ernährung, körperliche Aktivität, Stress) und Umweltfaktoren (z. B. Umweltgifte, Temperatur, Traumata).
Primäres und sekundäres Altern
In diesem Zusammenhang spricht man auch von primärem und sekundärem (biologischem) Altern. Das primäre Altern wird als ein Prozess betrachtet, der überwiegend genetisch gesteuert wird. Er ist von intrinsischen Faktoren abhängig und trotz guter Gesundheit und der Abwesenheit von Krankheiten üblicherweise mit dem Älterwerden eng verknüpft. Sekundäres Altern demgegenüber wird durch die externen Faktoren bestimmt. Demzufolge treten primäre Alterseffekte eher zwangsläufig mit dem Älterwerden auf, während sekundäre Alterseffekte häufig durch entsprechende Maßnahmen und Verhaltensweisen vermieden oder zumindest verringert werden können.
Nature-Nuture-Debatte
Der wechselseitige Einfluss von internen und externen Faktoren auf das Altern und die Entwicklung kommt auch in der sogenannten „Nature-Nuture“-Debatte zum Ausdruck. Hierbei geht es darum, wie hoch im Verhältnis zu Umwelteinflüssen der Einfluss der genetischen Information auf die Entwicklung ist. Besonders heftig diskutiert wird diese Frage seit Jahrzehnten in Bezug auf die Intelligenz. Mal sehen sich die Befürworter einer starken Rolle der Genetik bestätigt, z. B. durch Zwillingsstudien, mal schlägt das Pendel eher zur Seite der Verfechter starker Umwelteinflüsse aus. Was wir jedoch mit Sicherheit heute wissen ist, dass beide Faktoren die Entwicklung, auch beispielsweise der Intelligenz, maßgeblich beeinflussen.
Mehrdimensionalität
Das Alter und Altern sind nicht einsondern mehrdimensional. So lässt sich beispielsweise das kalendarische (oder chronologische) Alter vom biologischen, psychologischen, sozialen und subjektiven Alter unterscheiden. Während das biologische (oder auch funktionale) Alter(n) vor allem die biologischen und physiologischen Funktionen und Prozesse im Körper betrifft, umfasst das psychologische Altern Facetten wie etwa die Entwicklung und Alterung des Geistes, der Persönlichkeit oder auch der sozialen Bezogenheit (Kessler et al., 2010). Das soziale Alter hingegen bezeichnet die Zugehörigkeit zu einer Alterskategorie und drückt die damit einhergehende Übernahme oder den Verlust von altersgebundenen Rollen und Positionen aus (Settersten & Mayer, 1997).
Im Arbeitskontext wird die Kategorie „alt“ anders als im Alltag vergeben. Man würde im Alltag niemals eine 50-jährige Person als alt bezeichnen. Im Arbeitskontext passiert dies jedoch schon ab einem Alter von 45 Jahren (Kessler et al., 2010).
Das subjektive Alter schließlich beschreibt, ob ich mich selbst jünger oder älter fühle, als es meinem tatsächlichen kalendarischen, biologischen, psychologischen oder sozialen Alter entspricht, und wird häufig im Vergleich zu Personen gleichen kalendarischen Alters bestimmt.
Der subjektiven Wahrnehmung des Alters, die weder mit dem kalendarischen noch dem biologischen, psychologischen oder sozialen Alter übereinstimmen muss, kommt in Bezug auf die Lebenszufriedenheit, die eigene Produktivität und sogar auf die Lebenserwartung eine große Bedeutung zu (Staudinger, 1996; 2008). Wir schätzen jedoch nicht nur unser eigenes Alter, sondern auch das anderer Personen ein und haben Vorstellungen darüber, was das Altern mit uns selbst macht, und durchaus unterschiedliche Vorstellungen davon, was das Altern mit anderen im Allgemeinen macht.
Mehrdirektionalität
Lange Zeit wurde Altern als ein eher eindimensionales Phänomen des biologischen Abbaus betrachtet. Die unterschiedlichen Alternsdimensionen weisen aber durchaus unterschiedliche Verläufe auf. So zeigen viele biologische Funktionen absteigende Verläufe, wohingegen zum Beispiel manche Persönlichkeitsmerkmale, soziale Kompetenz oder auch Erfahrung positive Verläufe oder Stabilität aufweisen. Anstatt früherer, eher defizitorientierter Sichtweisen, dominieren deshalb heute differenziertere Annahmen zur Multidimensionalität und Multidirektionalität der menschlichen Entwicklung. Diese betonen, dass die menschliche Entwicklung zu jedem Alter durch Gewinne und Verluste gekennzeichnet ist. Nach Baltes (1987) verändert sich allerdings mit zunehmendem Alter das Verhältnis zwischen beiden zu Ungunsten der Gewinne.
Die Multidirektionalität und -dimensionalität des Alterns kann am Beispiel der Kognition verdeutlicht werden. Wie in Kapitel 6 dargestellt ist, lassen sich für verschiedene Dimensionen der Kognition unterschiedliche Entwicklungsverläufe beschreiben, die entweder durch einen Abbau im Alter (z. B. Verarbeitungsgeschwindigkeit, Arbeitsgedächtnis) oder durch Stabilität und Zuwachs (z. B. sprachliche Fertigkeiten, Wissen) gekennzeichnet sein können.
Variabilität
Altern und Entwicklung weisen aber nicht nur ein hohes Maß an Multidimensionalität und Multidirektionalität auf, sondern auch eine große Variabilität. Diese kennzeichnet das Ausmaß, in dem die Leistung oder andere Merkmale eines Einzelnen oder einer Gruppe stabil sind. Die Differenzierung unterschiedlicher Lebensverläufe und die damit im Zusammenhang stehende Verschiedenheit von Fähigkeiten bei älteren Menschen sind in unserer alternden Gesellschaft von hoher Bedeutung. Diese Variabilität im Alter und die damit im Zusammenhang stehenden positiven oder negativen Veränderungen in den individuellen Fähigkeiten bergen auch individuelle Entwicklungspotenziale. Variabilität liegt aber nicht nur zwischen verschiedenen Personen vor (interindividuelle Variabilität), sondern auch zwischen und innerhalb von einzelnen Funktionsbereichen einer Person (intraindividuelle Variabilität).
Interindividuelle Variabilität (Diversität) spiegelt Unterschiede zwischen Personen wider. Intraindividuelle Variabilität bezeichnet Unterschiede innerhalb einer Person in unterschiedlichen Dimensionen oder Facetten (Dispersion) oder innerhalb einer Dimension zu verschiedenen Zeitpunkten (Inkonsistenz) (Bunce et al., 2004).
Auch Entwicklungsverläufe zeigen eine hohe interindividuelle Variabilität. So bleibt die kognitive Leistungsfähigkeit bei manchen Menschen bis ins hohe Alter stabil oder nimmt sogar noch zu, während sie bei anderen nach einem Höhepunkt im jungen Erwachsenenalter stetig abnimmt. Abbildung 1.2 zeigt beispielhaft, anhand der Daten der Seattle Longitudinal Study zum kognitiven Altern (Schaie, 2005), dass auch im hohen Alter von über 80 Jahren die Hälfte der Teilnehmer und Teilnehmerinnen noch Stabilität oder sogar Zugewinne in der Leistungsfähigkeit aufweisen.
Abb. 1.2: Anteil von untersuchten Personen, die entweder Stabilität, Abbau oder Zuwachs in kognitiver Leistung über einen Zeitraum von sieben Jahren zeigten (nach Schaie, 2005).
Die Betrachtung der intraindividuellen Variabilität gewinnt vor allem in der neurokognitiven Altersforschung zunehmend an Bedeutung, da die kognitive Leistung älterer Erwachsener häufig eine höhere Inkonsistenz aufweist als die jüngerer Personen und dies mit kognitiven Leistungseinbußen einher geht (MacDonald et al., 2003).
1.2 Zusammenfassung
Entwicklung und Altern sind lebenslange Prozesse, wobei Altern selbst als Entwicklungsprozess angesehen wird. Das Alter besteht neben dem kalendarischen oder chronologischen Alter aus vielen weiteren Facetten, wie dem biologischen Alter, dem psychologischen Alter, dem sozialen Alter oder dem subjektiven Alter, die innerhalb eines Individuums sehr unterschiedlich ausgeprägt sein können. Der Alternsprozess wird durch die Wechselwirkung von internen Faktoren (z. B. Genetik, Biologie), Verhaltensweisen und Lebensstilen (z. B. Ernährung, Aktivität, Beruf) und externen Faktoren (soziales Umfeld, sozioökonomischer Status) bestimmt. Dieser Prozess ist multidimensional, multidirektional, variabel und plastisch, d. h. beeinflussbar.
1.3 Fragen zum Kapitel
1. Wie wird Alter und Altern aus der traditionellen biologischen Perspektive verstanden?
2. Wie wird Alter und Altern aus der Perspektive der Lebensspannenpsychologie verstanden?
3. Welche Faktoren beeinflussen den individuellen Altersverlauf?
4. Was unterscheidet „Alter“ von „Altern“?
5. Was ist primäres und sekundäres Altern?
6. Worum geht es bei der „Nature-Nurture-Debatte?
7. Was versteht man unter der Multidimensionalität des Alters?
8. Was versteht man unter der Multidirektionalität des Alters?
9. Welche Arten der Variabilität von Altersverläufen gibt es?
2 Theorien des Alterns
Im folgenden Kapitel wird Altern aus Sicht der Biologie und der Psychologie dargestellt. Auf soziale und soziologische Theorien des Alterns sei hingewiesen (Bengtson, 2008). Diese werden aber aufgrund des biologisch-psychologisch orientierten Ansatzes dieses Buches nicht besprochen.
Im Sinne der Biogerontologie wird der Alternsprozess als die Summe an Veränderungen definiert, die zu einem Funktionsverlust von Zellen, Geweben und Organen und in letzter Konsequenz zum Tod führen (Hayflick, 2007). Biologisches Altern wird somit als ein Abbauprozess Altern als Abbauprozess verstanden, der mit dem Abschluss der ontogenetischen Entwicklung (oder Maturation) beginnt und zwangsläufig und irreversibel ist.
Altern als Entwicklungsprozess
Psychologische Theorien beschäftigen sich dagegen vor allem mit Veränderungen von Kompetenzen im physischen, psychischen und sozialen Bereich über die gesamte Lebensspanne. Dabei wird auch das Altern als Entwicklungsprozess aufgefasst, der je nach Betrachtungsebene multidirektional und multidimensional verläuft und durch positive und negative Veränderungen (Plastizität) gekennzeichnet ist (Kapitel 1).
Diese unterschiedlichen Betrachtungsweisen schließen sich keineswegs gegenseitig aus, sondern beschreiben jeweils unterschiedliche Schwerpunkte in der Betrachtung des Entwicklungs- bzw. Alternsprozesses.
2.1 Altern aus Sicht der Biologie
Wann beginnt das biologische Altern?
Maturation, Reproduktion und Altern
Im Rahmen biologischer Alternstheorien werden hauptsächlich drei Lebensphasen unterschieden: Während der Kindheits- und Jugendentwicklung (Ontogenie) werden Veränderungen im Sinne von Wachstums- und Reifungsprozessen (Maturation) interpretiert, die der Ausbildung und Perfektionierung von körperlichen Funktionen dienen. In dieser Phase werden Veränderungen also positiv gedeutet. Daran schließt sich eine Phase der Stabilität und Reproduktion an, die als adulte Form bezeichnet wird und im Vergleich zu den anderen beiden Phasen nur wenige Jahre andauert.
Bereits im Alter von 25 – 30 Jahren folgt die sogenannte Postentwicklungsphase (Postontogenie). In dieser Phase, so die Annahme, sind (biologische) Wachstums- und Entwicklungsprozesse abgeschlossen und das biologische Altern beginnt. Altern wird damit eindeutig von Entwicklung und Lernen abgegrenzt, wie es im Rahmen von psychologischen Alterstheorien (Kapitel 6: Psychologisches Altern) diskutiert wird.
In Ansätzen wird versucht, biologische und psychologische Alter(n)stheorien zu integrieren und auch mit sozialen bzw. soziologischen Theorien in Beziehung zu setzen. Somit wird auch das biologische Altern zunehmend als Entwicklungsprozess mit Verlusten, Stabilität und Gewinnen in verschiedenen Funktionsbereichen aufgefasst (Kapitel 5). Der Einfachheit halber und zum besseren Verständnis orientieren wir uns in diesem Kapitel jedoch am traditionellen Begriff des biologischen Alter(n)s.
Seneszenz
Altersveränderungen auf Ebene der Zelle, Gewebe oder Organe sind in der Regel schädlich für den Organismus und können mit späteren Funktionseinbußen verbunden sein, ohne allerdings notwendigerweise zu Krankheiten führen zu müssen. Mehren sich diese physiologischen Abbauprozesse und sind primäre und sekundäre Altersveränderungen (Kapitel 1) mit ausgeprägten Funktionseinbußen verbunden oder führen zu Krankheiten, spricht man auch von einem Status der Seneszenz. Dieser wird in der Regel im höheren Alter erreicht.
Menschen werden immer älter
Die Lebenserwartung steigt kontinuierlich an (Abb. 2.1). Durch bessere medizinische Versorgung und verbesserte Lebensumstände lässt sich nach Fries (2005) die Morbidität aber länger hinauszögern als die Mortalität. Die Phase der Seneszenz wird also kürzer („Compression of morbidity“).
Inter- und intraindividuelle Variabilität
Abbildung 2.2 fasst exemplarisch Altersveränderungen in verschiedenen Organen und Körperfunktionen zusammen. Dabei sollte (wie bereits in Kapitel 1 angesprochen) berücksichtigt werden, dass die dargestellten Veränderungen Mittelwerte beschreiben und die individuellen Veränderungen deutlich nach oben oder unten von diesen Mittelwerten abweichen können (interindividuelle Variabilität). Auch laufen einzelne biologische Alterungsprozesse nicht alle zur gleichen Zeit und auch nicht gleich intensiv ab (intraindividuelle Variabilität).
Abb. 2.1: Verbleibende Lebenserwartung von Neugeborenen und 70-Jährigen in Deutschland 1881 – 2010 (Statistisches Bundesamt, o. J.). Die Zunahme der Lebenserwartung von Neugeborenen bis in die 1960er Jahre beruht vor allem auf einer Abnahme der Säuglingssterblichkeit. Seitdem nimmt die verbleibende Lebenserwartung von Neugeborenen (durchgezogene Linie) wie auch von Menschen jenseits der 70 (gepunktete Linie) stetig zu.
Abb. 2.2: Die Leistungsfähigkeit der Organe des menschlichen Körpers eines 75-Jährigen im Vergleich zu einem 30-Jährigen (in Prozent) (nach Hahn, 1998).
Biologische Alternstheorien
Biologische Alter(n)stheorien versuchen entweder das „Warum“ (ultimate Theorien) des Alterns zu erklären oder das „Wie“ (proximate Theorien; Abbildung 2.3). Diesen zwei Perspektiven können wiederum zahlreiche Einzeltheorien zugeordnet werden (Ho et al., 2008). Mittlerweile wird allerdings davon ausgegangen, dass es nicht die eine biologische Alter(n)stheorie gibt, mit der alle Alter(n)sphänomene erklärt werden können und die eine befriedigende Antwort auf die Frage liefert, was darüber entscheidet, wie alt wir werden und wie alt wir werden könn(t)en. Die Theorien des Alterns bilden vielmehr ein Mosaik. Altern ist dabei eher das Resultat der Interaktion verschiedener Charakteristika und Prozesse als das eines einzelnen Prozesses (siehe auch „Nature-Nuture“-Debatte, Kapitel 1).
Biologische Alternstheorien bilden ein Mosaik an Erklärungsansätzen für das wie und warum des Alterns.
Warum altern wir?
Ultimate Theorien verstehen Altern aus Sicht der Evolutionstheorie als Ergebnis eines deterministischen Programms und fragen nach dem „Warum“. Gründe für ein solches evolutionär entstandenes genetisches Alterungsprogramm sind in Fortpflanzungs- und Rekombinationsstrategien und in Strategien zur Begrenzung der Population zu sehen. Mit der Fortpflanzung auftretende Rekombinationen des Erbguts erlauben eine selektive Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen. Um eine Überpopulation zu vermeiden, sind dabei schnellere Zyklen des Generationswechsels mit kürzeren Lebensspannen, also früherer Alterung korreliert (Ho et al., 2008). Die Mehrzahl der Theorien dieser Perspektive befasst sich mit der Wirkung von Genen auf das biologische Altern im Sinne eines programmierten Zelltods oder von Genen, deren Produkte das Altern beschleunigen oder hinauszögern. Sie werden deshalb auch als Theorien des programmierten Alterns bezeichnet.
Wie altern wir?
Proximate Theorien fragen nach dem „Wie“ und sehen das Altern in der Regel als Folge stochastischer Abbau- und Schädigungsprozesse über die Zeit. In diesem Sinne ist Altern und schließlich Tod eine Folge abnehmender Reparaturkapazität für akkumulierende Fehler und Schäden auf zellulärer Ebene. Sie werden deshalb auch unter den Schadens- oder Schädigungstheorien zusammengefasst. Es besteht dabei keine einheitliche Systematik. Die proximaten Theorien beleuchten Altern auf unterschiedlichen Ebenen, wobei molekulare Theorien überwiegen. Auch sind die gleichen Theorien z. T. mit unterschiedlichen Namen belegt. Derzeit existieren etwa 300 Alternstheorien (Beyer, 1997), die jeweils unterschiedliche Phänomene des Alternsprozesses auf unterschiedlichen Ebenen von der Einzelzelle bis zu Funktionssystemen aufgreifen oder beschreiben.
Abb. 2.3: Biologische Alternstheorien.
Theorien des programmierten Alterns
Maximale Lebensdauer
Programmtheorien (auch genetische Theorien genannt) des Alterns entstanden aus Befunden, die zeigen, dass die Lebensspanne innerhalb von Säugetier-Spezies sehr konstant ist, zwischen Spezies aber stark variiert. Auch scheint die maximale Lebensdauer der Menschen in den letzten Jahrhunderten und Jahrtausenden unverändert etwa 120 Jahre zu betragen. Gezeigt wurde außerdem, dass Menschen mit langlebigen Eltern und Großeltern länger leben als Personen, deren Eltern vor dem 50. Lebensjahr starben.
Die meisten Theorien dieser Perspektive gehen von genetisch gesteuerten Alterungsprozessen aus, die letztendlich zum Tode führen. So stirbt der Organismus nach der Hypothese der genetisch aktiv gelenkten Alterung nach einer ‚programmierten‘ Zeit. Sehr prominent ist die Hypothese, dass die maximale Zahl an Zellteilungen genetisch bestimmt und damit eine Art biologische Lebensuhr genetisch programmiert ist.
Die meisten unserer Körperzellen werden regelmäßig ersetzt, wobei alternde, funktionell abbauende Zellen durch neue Zellen ersetzt werden, die deren Funktion übernehmen. Hayflick und Moorhead (1961) zeigten, dass, mit Ausnahme der Knochenmarksstammzellen und Krebszellen, Zellen in vitro eine begrenzte Teilungsfähigkeit haben. Nach Erreichen des Zellteilungslimits gehen diese Zellen in eine Art Ruhezustand über, der als zelluläre Seneszenz bezeichnet werden kann und mit dem Absterben der Zelle endet. So können sich Bindegewebszellen in einem Nährmedium bis zu 50-mal teilen, aber nicht öfter.
Telomerhypothese
Im Zusammenhang mit den Befunden von Hayflick und Moorhead wurde als ein Erklärungsansatz die sogenannte Telomerhypothese entwickelt, die heute zu den populärsten Alternstheorien zählt. Voraussetzung für eine vollständige Replikation der Chromosomen ist es, dass ihre Enden verlängert werden. Hierfür sorgt das Enzym Telomerase. In allen ausgereiften Zellen des Menschen und der Säugetiere wird keine Telomerase mehr gebildet, sodass es mit jeder Replikation zu einer Verkürzung der Chromosomen kommt. Unterschreiten diese eine kritische Länge, sterben die Zellen ab.
Todesgene
Viele Forscher sind auf der Suche nach sogenannten „Todesgenen“ oder „Langlebigkeitsgenen“. So sind zum Beispiel Gene identifiziert worden, die mit erhöhtem Stoffwechsel und zellulären Stressreaktionen assoziiert werden können. Beide Phänomene werden als Ursachen oder Verstärker des zellulären Alterns aufgefasst. Die Existenz solcher Gene wird aber auch angezweifelt, da sie biologisch keinen Selektionsvorteil bieten und daher während der Evolution verloren gegangen sein müssten.
Eine generelle Kritik an den genetischen Alternstheorien beruht auf Befunden, dass sich statistisch die Unterschiede in der Lebensdauer von Menschen nur zu maximal 30 % durch genetische Ursachen erklären lassen.
Es gibt genetisch bedingte Krankheiten, die zum Teil durch Symptome gekennzeichnet sind, die dem natürlichen Alterungsprozess ähnlich sind, aber schon im frühen Erwachsenenalter oder sogar der Kindheit einsetzen (z. B. Progeria; s. Kasten). Durch das Studium dieser Krankheiten hoffen Forscher, den genetischen Grundlagen des Alterns auf die Spur zu kommen.
Progeria
Progeria bezeichnet verschiedene Krankheitsbilder, wie zum Beispiel das Werner-Syndrom und das Hutchinson-Gilford-Syndrom (HGPS), bei denen ein vorzeitiges körperliches Altern zu beobachten ist. Von diesen Krankheiten betroffene Patienten sind bei Geburt noch unauffällig, zeigen aber ab der Pubertät (Werner-Syndrom) oder sogar ab dem ersten Lebensjahr (HGPS) einen bis zu zehnmal schnelleren Alterungsverlauf. Dieser äußert sich u. a. in mangelndem Wachstum, Arterienverkalkung, Verlust des Fettgewebes in der Unterhaut, Osteoporose, Haarausfall und schwacher Stimme. Während beim Werner-Symptom auch ein verstärktes Tumorwachstum zu beobachten ist, ist dies bei HGPS nicht der Fall. Auch mit dem Altern oftmals assoziierte neurodegenerative Erkrankungen treten bei HGPS nicht auf. Die Lebenserwartung liegt bei etwa 50 (Werner-Syndrom) bzw. 14 Jahren (HGPS).
Beim Werner-Syndrom handelt es sich um eine autosomalrezessiv vererbte Krankheit, bei der eine Mutation des Chromosoms 8 zu einer Verkürzung der Telomere in der DNA führt (s. Telomerhypothese), wodurch die Zellteilungsrate deutlich beschränkt wird. Eine kausale Therapie und Heilung ist nicht möglich, es können lediglich Symptome und Komplikationen – auch präventiv – behandelt werden.
HGPS beruht hingegen auf einer Spontanmutation auf einem DNA-Strang des Chromosoms 1 (autosomal-dominat), die zu Defekten in einem Protein führt, das verschiedene regulatorische Funktionen bei der DNA-Transkription hat und den Zellkern stabilisiert (Lamin A oder „Progerin“). Neuere Therapieansätze mit einem Enzym, das die Bildung von defektem Lamin A unterdrückt, scheinen in Tierversuchen vielversprechende Ergebnisse zu zeigen, sind beim Menschen aber noch in der Erprobungsphase.
Schadens- oder Schädigungstheorien
Die Schadens- oder Schädigungstheorien umfassen die genetischen und somatischen Zelltheorien und die physiologischen Systemtheorien. Dabei sehen die genetischen und somatischen Zelltheorien das biologische Altern als Folge von Schädigungen der zellulären Bausteine des Lebens. Physiologische Systemtheorien betrachten das Altern als Folge von kumulativen Störungen ganzer Körpersysteme, wie zum Beispiel des Immun-, des Hormon- oder des zentralen Nervensystems.
Alle diese Theorien gehen davon aus, dass durch Gebrauch sowie durch verschiedene innere und äußere Faktoren und Einflüsse Schäden auf molekularer, zellulärer oder systemischer Ebene hervorgerufen werden, die, wenn die vorhandenen Reparaturmechanismen nicht mehr ausreichen, zu Störungen im physiologischen Gleichgewicht und in verschiedenen Körperfunktionen führen. Die ultimative Folge dieses Prozesses ist dann der Ausfall des Gesamtsystems, also der Tod.
Zu den bedeutendsten Zelltheorien zählen die Fehler- oder Katastrophentheorie, die (Somatische) Mutationstheorie, die Theorie der freien Radikale, die Abnutzungstheorien und die Quervernetzungstheorien (Abb. 2.3).
Die Fehler- oder Katastrophentheorie besagt, dass das Altern auf einem Ungleichgewicht zwischen sich akkumulierenden DNA-Schädigungen und den vorhandenen Reparaturmechanismen beruht. Solche DNA-Schädigungen treten nach der (Somatischen) Mutationstheorie spontan auf oder können durch verschiedene Mechanismen, wie z. B. freie Radikale (s. Kasten), Strahlen oder DNA-Viren, bedingt werden. Die Anzahl der Schädigungen und Mutationen nimmt mit zunehmendem Alter zu. Wenn Schäden nicht mehr ausreichend repariert werden können, kommt es zu zellulären Dysfunktionen und in der Folge zu Altern und Seneszenz.
Nach den Abnutzungstheorien (englisch: „wear and tear theories“) wird der Körper als eine Art Maschine verstanden, die ebenso wie Letztere mit der Zeit, also mit dem Gebrauch, abgenutzt und schließlich funktionsunfähig wird. Diese Abnutzung kann auf allen Ebenen stattfinden, von der Zelle über Gewebe bis zu komplexen Organen. Als Beispiel kann das Muskel-Skelett-System dienen, das im Alter vermehrt von Arthrose betroffen ist.
Roger Bacon (1220 – 1292) war einer der ersten, die eine Art „wear-and-tear“ Theorie vorschlug. Ihm zufolge ist Altern das Ergebnis von übermäßigem Verbrauch und Abnutzung der körperlichen Reserven.
Bei den Quervernetzungstheorien (englisch: „cross-linking theories“) werden die molekularen Veränderungen an intra- und extrazellularen Makromolekülen, wie zum Beispiel Kollagen, DNA und RNA, in den Mittelpunkt der Betrachtung gestellt. Durch eine vermehrte Quervernetzung im Kollagen nimmt zum Beispiel die Elastizität von Geweben, wie zum Beispiel des Herzmuskels oder des Bindegewebes, ab (Kollagentheorie).
Auch die DNA kann durch Quervernetzungen beeinträchtigt werden, wenn hochreaktive Atome oder Moleküle, zum Beispiel freie Radikale, an die DNA-Doppelhelix binden. Normalerweise werden solche Bereiche durch die Reparaturmechanismen der Zelle herausgeschnitten und die defekte DNA bei der Zellteilung auf Grundlage des anderen Doppelhelixstranges korrigiert. Sind allerdings beide komplementären Stränge der DNA betroffen oder der Reparaturmechanismus zu langsam, können sich Quervernetzungen in Form von langen Molekülen zwischen den beiden Strängen bilden. Dadurch wird das Auslesen der genetischen Information entscheidend beeinträchtigt. Die Folge sind auch hier Schäden in Zellen und Geweben und verminderte Funktionen.
Die Theorie der freien Radikale, schließlich wurde Mitte der 1950er Jahre von Harman (1956) propagiert. Freie Radikale sind hochreaktive Substanzen, die in allen Zellen als Zwischenprodukte des Zellstoffwechsels entstehen. Sie können zum einen DNA, Fette, Proteine und andere Moleküle oxidieren und dadurch schädigen und zum anderen können sie auch weitere Radikale und verwandte Oxidantien erzeugen und so zerstörerische Kettenreaktionen in Gang setzen. Nach Behl und Moosmann (2008) gilt die Theorie der freien Radikale und des oxidativen Stresses trotz leichter Modifikationen bis heute als eine der plausibelsten Erklärungen für den biologischen Alternsprozess.
Im Körper besteht ein vielfältiges Schutzsystem gegen schädliche freie Radikale. Dazu gehören körpereigene Enzyme oder Antioxidantien wie Bilirubin. Auch mit der Nahrung aufgenommene Antioxidantien wie Betakarotin oder die Vitamine C und E können freie Radikale neutralisieren, d. h. sie zerstören die schädigenden freien Radikale. Allerdings bleiben die induzierten Schäden bestehen. Vor allem aber wird das Antioxidans selbst durch die Übertragung eines Elektrons auf das freie Radikal zu einem neuen Radikal. Gegebenenfalls kann die Wirkung dieses neuen freien Radikals schädlicher sein als die des dadurch neutralisierten. Dies ist der Grund dafür, dass hohe zugeführte Dosen von Vitamin E das Krebsrisiko erhöhen und nicht senken. Unter normalen Bedingungen sind die körpereigenen Verteidigungsmechanismen ausreichend. Wichtig: Nicht alle freien Radikale sind schädlich. Freie Radikale sind zum Beispiel Teil des Immunsystems. In Makrophagen oxidieren und töten sie Bakterien.
Physiologische Systemtheorien
Systemische Alternstheorien betrachten Altersveränderungen in größeren Funktionsbereichen wie dem neuroendokrinen System oder dem Immunsystem (zu Altersveränderungen im zentralen Nervensystem, Kapitel 5).
Die Endokrintheorie besagt, dass die biologische Uhr durch die Hormone die Geschwindigkeit des Alterns steuert. Als Beispiel wird hier häufig die Menopause bei Frauen angeführt. Weiterhin wirken Hormone auf das Wachstum, den Stoffwechsel, die Temperaturregulation und auf Entzündungs- und Stressreaktionen.
Die Immuntheorie basiert zum einen auf der Erkenntnis, dass mit zunehmendem Alter die Fähigkeit des Immunsystems abnimmt, Antikörper gegen Fremdkörper zu bilden (Abwehr von Infektionen nimmt ab) und dass zum anderen im höheren Alter Autoimmunvorgänge zunehmen (Zunahme chronischer Autoimmunkrankheiten). Diese stehen mit dem Auftreten von seniler Demenz und verschiedenen Gefäßerkrankungen in Beziehung (Platt, 1991).
Das Immunsystem wird durch eine Vielzahl von Genen reguliert, die auf einem einzigen Chromosom liegen und als Histokompatibilitätskomplex (MHC) bezeichnet werden. Diese Gene sind für die Ausprägung verschiedener Komponenten des Immunsystems verantwortlich. Etwa ab der Pubertät kommt es zu einer Abnahme der Lymphozyten in der Thymusrinde und einer Verringerung der T-Lymphozyten im Thymus und im peripheren Blut. Ab etwa dem 30. Lebensjahr nimmt der Serumspiegel der Thymushormone ab, sodass die Adaptationsfähigkeit gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen abnimmt, die Infektanfälligkeit zunimmt und es zum Auftreten von Autoimmunphänomenen und -krankheiten sowie zu einer erhöhten Inzidenz von bösartigen Geschwülsten kommt (Platt, 1991).
Da jedoch Altersveränderungen auch in vielen Organismen auftreten, die kein Immunsystem besitzen und darüber hinaus das Immunsystem durch übergeordnete hormonelle Regulation kontrolliert wird, ist die grundsätzliche ursächliche Bedeutung für den Alternsprozess umstritten.
Sonstige biologische Theorien
Im Zusammenhang mit den oben genannten Schadenstheorien werden noch zwei weitere Theorien diskutiert, die vor allem die Wirkung von Stoffwechselprozessen in den Blick nehmen.
Theorie der maximalen Lebensrate
Die Theorie der maximalen Lebensrate (Rubner, 1908) geht davon aus, dass die zum Verbrauch zur Verfügung stehende Energiemenge über die Lebensspanne für jedes aerobe Lebewesen identisch ist, sich die Lebenserwartung eines Organismus also umgekehrt proportional zu seiner massenspezifischen Stoffwechselrate verhält. Untersuchungen zu diesen Thesen werden hauptsächlich an Vögeln durchgeführt, die aufgezeigten Beziehungen sollen aber auch für Säugetiere und den Menschen gelten (Prinzinger, 1990).
Theorie der kalorienarmen Kost
Die Theorie der kalorienarmen Kost sieht ebenfalls einen Zusammenhang zwischen Energieaufnahme und Lebenserwartung. Untersuchungen an Nagetieren zeigen, dass diese bei einer Kost, deren Kalorienzahl 30 bis 50 % unter denen der Kontrolltiere liegt, länger gesund bleiben und länger überleben als die „wohlgenährten Artgenossen“. Dabei erhöht sich nicht nur das durchschnittliche, sondern auch das maximale Alter (Weindruch et al., 2001).
Die positiven Auswirkungen einer kalorienarmen Kost betreffen in erster Linie die sog. Biomarker, also die Parameter, die sich im Alter ungünstig verändern, wie Blutdruck, Insulin- und Blutzuckerspiegel. Die Hypothese besagt, dass aufgrund der sparsamen ausgewogenen Ernährung (keine Mangelernährung) die Zellteilung in einigen Geweben langsamer abläuft (Krebs tritt seltener auf), der niedrigere Blutzuckerspiegel die Sklerotisierung von Geweben verzögert und die Entstehung freier Radikale eingeschränkt wird, sodass sie weniger Schaden an den Mitochondrien anrichten. Die Übertragbarkeit dieser Befunde auf den Menschen ist allerdings bis heute noch nicht abschließend belegt.
Ende der 1980er Jahre wurden in den USA zwei unabhängige Studien gestartet, um die Effekte einer kalorienarmen Ernährung auf die Lebenserwartung von Affen zu untersuchen – eine am US National Institute on Aging (NIA) in Bethesda, Maryland, die andere am Wisconsin National Primate Research Center (WNPRC) in Madison. Obwohl erste Zwischenberichte auf einen positiven Zusammenhang hindeuteten, konnten die 2012 im Fachblatt Nature veröffentlichten endgültigen Ergebnisse der NIA-Studie diesen nicht bestätigen. Altersbedingte Krankheiten wie Diabetes, Krebs oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen schienen lediglich etwas verzögert aufzutreten. In der WNPRC-Studie war hingegen die Überlebensrate der kalorienreduzierten Experimentalgruppe gegenüber der Kontrollgruppe signifikant erhöht. Allerdings wird diese Studie wegen methodischer Besonderheiten in der Fachwelt kritisch diskutiert (Austad, 2012).
Übergreifende Theorien
Die meisten oben beschriebenen genetischen Schadens- und Systemtheorien werden nicht uneingeschränkt akzeptiert. So ist z. B. für die Theorie der kalorienarmen Kost und die Theorie der maximalen Lebensrate unklar, ob die in Tierversuchen und/oder in vitro nachgewiesenen Phänomene auch auf den Menschen übertragbar sind. Einige Theorien, wie z. B. die Fehler-Katastrophentheorie und die Abnutzungstheorie, sind z. T. in Studien widerlegt worden. Sie sind eher von historischem Interesse. Und für wieder andere Theorien, wie z. B. für die Kollagentheorie, die Mutationstheorie und die Theorie der freien Radikale, ist die direkte Verknüpfung mit dem Alterungsprozess (noch) unklar.
Da die verschiedenen Körpersysteme hochgradig integrativ miteinander vernetzt sind, bewirken Altersveränderungen an einer Stelle auch insgesamt ein Ungleichgewicht und verringerte Effektivität des gesamten Systems.
Einbußen im Immunsystem erfordern verstärkte zentralnervöse und hormonelle Kontrollprozesse und machen den Körper empfänglicher für Krankheiten. Das Immunsystem ist seinerseits auf ein funktionierendes Zentralnervensystem und Hormonsystem angewiesen.
Viele Forscher gehen deshalb nun dazu über, Alternsprozesse in ihrer Gesamtheit und auf bestimmte physiologische Organisationsstufen bezogen (z. B. Organ, Zelle) zu beschreiben. Dabei differenzieren sie nicht ausdrücklich zwischen einzelnen Alternstheorien.
Angeborene und somatische Mutationen im Laufe des Lebens (z. B. durch Umweltgifte) können den Elektronentransport in der Atmungskette (Energieproduktion) behindern. Die Folge ist eine verstärkte Bildung freier Radikale (die bei der Atmungskette als Nebenprodukte entstehenden freien Sauerstoffradikale werden aufgrund der größeren Menge nicht alle von Schutzenzymen abgefangen), die die DNA schädigen können. Dies führt dann zu weiteren Mutationen und damit zu einer nachlassenden Energieproduktion. An diesem Beispiel wird sehr schön das Zusammenspiel zweier Alternstheorien, der Mutationstheorie und der Theorie der freien Radikale, deutlich.
Homöostasistheorie
Diese Sichtweise wird in der Homöostasistheorie des Alterns aufgegriffen und mit den zellulären Alternstheorien zusammengeführt.
Homöostasis beschreibt ein dynamisches Gleichgewicht der physiologischen Vorgänge, bei denen geringe Abweichungen auf einer Ebene durch entsprechende Adaptionsprozesse auf anderen Ebenen ausgeglichen werden und dadurch die Funktion stabil erhalten werden kann.
Normale Schwankungen oder kurzzeitige kleinere Abweichungen von der Funktion (z. B. bei Krankheiten) können normalerweise toleriert werden, ohne dass es zu Schädigungen oder Funktionseinbußen kommt. Die Homöostasistheorie besagt nun, dass mit dem Alter, durch die Anhäufung von Veränderungen auf verschiedensten Ebenen und durch eine Verringerung des adaptiven Potenzials selbst, der allostatische Druck zu groß wird. Dies bedeutet, dass größere oder langandauernde Abweichungen von der Norm nicht mehr ausgeglichen werden können und es somit zu bleibenden Veränderungen und Schädigungen kommt.
Abb. 2.4: Zusammenhang zwischen genetischen Theorien, Schädigungs- und Systemtheorien (modifiziert nach Jazwinski, 1996).
Beispielhaft können Alterseffekte auf die Homöostase bei der Temperaturregulation beschrieben werden: Altersbedingt kommt es häufig zu strukturellen und funktionellen Veränderungen der Haut, der Durchblutung und der Muskelmasse. Zusammen mit ebenfalls altersbedingten Veränderungen in den peripher- und zentralnervösen Strukturen zur Messung der Körpertemperatur wird die Temperaturregulation nachhaltig beeinträchtigt. Dadurch erhöht sich die Anfälligkeit für Krankheiten.
Der Zusammenhang zwischen genetischen Theorien, Schädigungs- und Systemtheorien ist in Abbildung 2.4 zusammengefasst.
Bedeutung biologischer Alternstheorien für Gehirn und Geist
Nervenzellen teilen sich nicht
Das Gehirn ist, wie andere Organe des menschlichen Körpers, vom Altern betroffen. Deshalb lassen sich Theorien des biologischen Alterns auch auf das Gehirn anwenden. Nervenzellen werden im Gegensatz zu anderen Körperzellen nicht ständig erneuert, sondern können ein Leben lang erhalten bleiben. Das Hayflick-Limit spielt für diese Zellen also keine Rolle. Nervenzellen sind damit allerdings zeitlebens und kumulativ allen negativen Einflüssen ausgesetzt, die die Funktion zunehmend stärker einschränken und schließlich zum Tod der Nervenzelle führen können.
Eine Ausnahme bildet der Hippocampus. In dieser Gehirnregion, die besonders für Lernen und Gedächtnis von Bedeutung ist, werden ständig neue Nervenzellen gebildet (Neurogenese) und unter Bildung neuer Synapsen (Synaptogenese) in die bestehenden Netzwerke eingebaut. Allerdings hat im Hippocampus auch der Abbau von Nervenzellen eine funktionelle Bedeutung, da dadurch die Knüpfung neuer Netzwerke ermöglicht wird. Auch Neurogenese und Synaptogenese (die Ausbildung von Synapsen) im Hippocampus sind dem generellen Alterungsprozess unterworfen und nehmen im Alter ab.
Insbesondere die Quervernetzungstheorie spielt für das Altern des Gehirns eine wichtige Rolle. Sogenannte Plaques, akkumulierende große Eiweißmoleküle, werden mit pathologischen Altersveränderungen bei der Alzheimerkrankheit in Verbindung gebracht. Die Plaques alleine können die Alzheimer-Demenz aber nicht erklären (Kapitel 8).
Neben den Nervenzellen bestehen das Gehirn sowie das gesamte Zentralnervensystem aber auch aus weiteren Zellen und Geweben, wie zum Beispiel den Gliazellen und den Blutgefäßen, die vor allem für die Versorgung und den Erhalt der Nervenzellen zuständig sind. Das Altern dieser Strukturen im Sinne der genannten Alternstheorien hat natürlich auch Auswirkungen auf die Funktionstüchtigkeit des Gehirns.
Seit den 1990er Jahren gewinnt der neue Ansatz einer Neurowissenschaft der lebenslangen Entwicklung (Lifespan developmental neuroscience) eine zunehmende Bedeutung in Forschung und Lehre, ohne allerdings schon in bedeutendem Ausmaß Einzug in die Lehrbücher gehalten zu haben.
Im Sinne dieses neuen Ansatzes wird – wie in der Psychologie – auch die neurobiologische Entwicklung nicht mehr als bereits mit der Maturation abgeschlossen bezeichnet und das Altern als reiner Abbau- oder Degenerationsprozess gesehen. Vielmehr werden Prinzipien der Kindheits- und Jugendentwicklung auf Veränderungen im Erwachsenenalter bis ins hohe Alter übertragen, wobei Einflüsse durch Umweltfaktoren oder Lebensstile und -erfahrungen zunehmend an Bedeutung für eine positive oder negative Entwicklung erlangen.
Wichtig bleibt dabei, solche eher „natürlichen“ Entwicklungsprozesse, die bis ins hohe Alter auftreten können, von solchen abzugrenzen, die auf pathologischen Faktoren beruhen, denen wiederum biologische Faktoren (s. o.) zugrunde liegen (Kapitel 5: Altern des Gehirns).
2.2 Altern aus Sicht der Psychologie: ein lebenslanger Entwicklungsprozess
Während somit bei biologischen Alternstheorien die Frage nach den Mechanismen, die letztendlich zum Tod führen, im Mittelpunkt steht, will die Psychologie der Lebensspanne eine andere Frage beantworten: Wie verändert sich die Qualität des Lebens über die Lebensspanne in der Interaktion der verschiedenen Funktionsbereiche und mit der Umwelt und wie lässt sie sich beeinflussen?
Entwicklung als lebenslanger Prozess
In der Entwicklungspsychologie hat die Betrachtung des Alterns etwa seit den 1960er Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Vor allem in der Lebensspannenpsychologie (z. B. Baltes, 1990) wird seitdem der Begriff der Entwicklung auf die gesamte Lebensspanne bezogen, denn auch Altern ist Entwicklung. Biologische Veränderungen stellen hierbei nur einen Teilbereich dar. Altern umfasst demnach nicht nur Abbauprozesse und damit Einschränkungen von Kompetenzen, sondern Zuwächse im Sinne von Kompetenzerweiterungen im physischen, psychischen und sozialen Bereich.
Gewinne und Verluste
Jede Entwicklungsphase ist dabei durch Gewinne und Verluste („Gains and losses“) gekennzeichnet, wobei in jungen Jahren die Zugewinne und in späteren Jahren die Verluste überwiegen. Auf biologischer Ebene sind die Verluste im höheren Alter stärker ausgeprägt als bei jüngeren Menschen. In anderen Bereichen, wie zum Beispiel in persönlichkeitsbezogenen und anderen psychologischen Parametern, gibt es aber auch vermehrt Zugewinne oder Stabilität im höheren Alter.
Weisheit ist ein Beispiel für einen Entwicklungsprozess, der nicht mit der Geburt, sondern erst in späteren Phasen der Lebensspanne beginnt und durch steten Zugewinn gekennzeichnet ist. Dabei bezieht sich Weisheit auf den Bereich der wissensreichen Pragmatik der Intelligenz (Dittmann-Kohli & Baltes, 1983). Hauptkriterium für Weisheit ist Wissen, d. h. Fakten und Fertigkeiten bezogen auf Lebensfragen. Weise Menschen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ihre im Laufe des Lebens erworbene Expertise bzgl. schwieriger und unsicherer Lebenssituationen nutzen, um zu reifen Urteilen zu kommen und gute Ratschläge zu geben (Staudinger, 1990). Weisheit stellt den Prototyp der pragmatischen Altersintelligenz dar. Weisheit beinhaltet z. B. Wissen über die Veränderungen, Bedingungen und geschichtliche Abhängigkeit von Leben. Staudinger (1990) führt fünf Kriterien an, um das Wissen in diesen Bereichen näher zu beschreiben:
faktisches Wissen über grundlegende Fragen des Lebens,
strategisch-heuristisches Wissen über den Umgang mit grundlegenden Fragen des Lebens,
Denken in Kontexten des Lebensverlaufs und der gesellschaftlichen Entwicklung,
relativierendes Denken im Blick auf Wertvorstellungen und Lebensziele,
Denken, das die Ungewissheit des Lebens berücksichtigt und bewältigt.
Altern verläuft als Entwicklungsprozess im Verständnis der Entwicklungspsychologie der Lebensspanne multidimensional und multidirektional. Das heißt, die Richtung der ontogenetischen Veränderungen variiert nicht nur beträchtlich zwischen verschiedenen Verhaltensbereichen (z. B. Intelligenz versus Emotion), sondern auch innerhalb einer Verhaltenskategorie (z. B. fluide versus kristalline Intelligenz). So können in ein- und demselben Entwicklungsabschnitt und Verhaltensbereich manche Verhaltensweisen Wachstum und andere Abbau zeigen (Kapitel 6: Psychologisches Altern).
Multidirektionalität
Die unterschiedlichen Entwicklungsverläufe der fluiden und kristallinen Intelligenz (vgl. Abbildung 6.1) illustrieren das Konzept der Multidirektionalität. Die Veränderungen in verschiedenen Bereichen der menschlichen Entwicklung sind intraindividuell unterschiedlich. Eine multidirektionale Entwicklung behält sich demnach vor, die Richtung der Entwicklung offen zu lassen.
Multidimensionalität
Der Begriff Multidimensionalität beschreibt unterschiedliche Dimensionen innerhalb der menschlichen Entwicklung. Entwicklungsprozesse einer Person finden demnach in mehreren Dimensionen bzw. Verhaltenskategorien statt, die, wie beschrieben, unterschiedliche Entwicklungsverläufe aufzeigen können. So lassen sich u. a. physische, kognitive, emotionale und soziale Dimensionen der Entwicklung über die Lebensspanne unterscheiden. Die einzelnen Dimensionen lassen sich wiederum in weitere Komponenten oder Konstrukte (z. B. fluide und kristalline Intelligenz) differenzieren. Die multidimensionale Betrachtung bietet die Möglichkeit, unterschiedliche Altersverläufe für verschiedene Dimensionen empirisch zu festigen.
Variabilität
In der Entwicklungspsychologie – aber auch der Entwicklungsbiologie – wurde bei der Analyse von Entwicklungsverläufen lange Zeit der Standpunkt vertreten, dass Entwicklungs- und Alternsprozesse kaum beeinflussbar sind. Seit den frühen 1970er Jahren gewinnt jedoch das Grundkonzept der Variabilität zunehmend an Bedeutung. Beruhend auf der Erkenntnis, dass Entwicklungsverläufe variabel sind und jeder Verlauf einer von vielen möglichen ist, zeigen Befunde, dass
Menschen unterschiedlich schnell altern,
innerhalb einer Person verschiedene Fähigkeiten und Verhaltensbereiche unterschiedlich schnell und anders altern und
Alternsprozesse von Verhaltensweisen, Lebensbedingungen und Lebenserfahrungen einer Person beeinflussbar sind.
Es können zwei Typen der Variabilität unterschieden werden. Während interindividuelle Variabilität Unterschiede zwischen Personen bezüglich bestimmter Verhaltensvariablen beschreibt, bezieht sich der Begriff der intraindividuellen Variabilität auf Unterschiedlichkeiten bzw. die Veränderbarkeit innerhalb einer Person bezüglich verschiedener Verhaltensvariablen oder hinsichtlich einer bestimmten Variable über die Zeit hinweg (Abbildung 2.5, Kapitel 6: Psychologisches Altern).
Plastizität
Inter- und intraindividuelle Variabilität sind Ausdruck der Plastizität von Entwicklungsverläufen. Sie zeigen, wie unterschiedlich Entwicklungsverläufe, in Abhängigkeit interner und externer Einflussfaktoren auch bei gleichen genetischen Voraussetzungen, sein können. Plastizität wird sowohl durch biologische Voraussetzungen (wie Gene) bestimmt als auch durch Umwelt und Erfahrung (leistungsfördernde Unterstützung u. Ä.). Sie ist die Konsequenz der dynamischen Interaktion oder Verschmelzung von Charaktermerkmalen des Organismus eines Individuums und spezifischer Erfahrungen, die über die Lebensspanne gesammelt werden (Lerner, 1998).
Abb. 2.5: Beziehung zwischen interindividuellen und intraindividuellen Differenzen (Baltes & Kindermann, 1985).
* 1. und 2. Messung können sich im Zeitpunkt, in der Testbedingung oder in der Verhaltensweise unterscheiden.
Plastizität „[…] bezeichnet das Potential, welches Individuen zu verschiedenen Verhaltensformen und Entwicklungsverläufen befähigt“ (Baltes, 1990, S.11).
Der Begriff der Plastizität von Entwicklungsverläufen ist zentral für die Psychologie der Lebensspanne (Baltes, 1990) und auch in den Neurowissenschaften, welche sich mit dem Altern beschäftigen (Kapitel 5 und 6). Plastizität meint Veränderungen auf Neuro- und Verhaltensebene, innerhalb eines begrenzten Bereichs minimaler und maximaler Leistungsfähigkeit.
Potenziale
In der Psychologie der Lebensspanne beschreibt der Begriff Plastizität das Potenzial des normativen Entwicklungsverlaufs im Alter, innerhalb eines Individuums, und kann sich sowohl auf kognitive Funktionen als auch auf Persönlichkeitsmerkmale beziehen. Plastizität zeigt sich dabei sowohl im Bereich der Mechanik als auch der Pragmatik der Intelligenz (s. Kapitel 6). Beispielsweise kann eine ältere Person dem zu erwartenden kognitiven Abbau durch kognitiv anfordernde Tätigkeiten oder kognitives Training entgegenwirken (s. Kapitel 9).
In den Neurowissenschaften wird unter Plastizität die Veränderbarkeit des Gehirns in Folge von Erfahrung und Interaktion mit der Umwelt verstanden. Nach Mora et al. (2007) bestimmen individuelle Lebensstile und Eigenschaften der Umwelt, ob Gehirnplastizität induziert wird und ob das zu einer Verbesserung oder auch Verschlechterung der Hirnfunktionen und kognitiven Leistung führt.
Eine „klassische“ Studie von Kliegl et al. (1989) verdeutlicht, dass Plastizität auch im Alter erhalten bleibt. Die Aufgabe von vier jüngeren (M = 22.8 Jahre) und 20 älteren Erwachsenen (M = 71.7 Jahre) bestand in dem Erinnern von 40 Wörtern, die den Probanden jeweils im Prä- und Posttest vorgelegt wurden. Zwischen Prä- und Posttest wurden die Probanden in eine Erinnerungstechnik, die „Methode der Orte“ eingewiesen. Hierbei stellt man sich in Gedanken z. B. den Weg zur Arbeit vor und legt unterwegs an markanten Orten die zu merkenden Begriffe ab. Während sich die jüngeren und älteren Erwachsenen im Prätest nicht signifikant in ihrer Behaltensleistung unterschieden, ändert sich dieses Bild nach Beendigung der Trainingssitzungen. Durch das Training wurden bei beiden Altersgruppen beträchtliche Leistungssteigerungen erreicht, die jüngeren Erwachsenen erzielten jedoch signifikant höhere Zugewinne als die älteren Erwachsenen. Für das Konzept der Plastizität bedeutet dies, dass zwar in beiden Altersgruppen eine hohe Plastizität besteht, dass diese bei den Jüngeren aber größer sein kann als bei den Älteren.
Lange Zeit glaubte man, dass sich die Persönlichkeit ab einem Alter von ca. 30 Jahren nicht mehr verändert (Costa & McCrae, 1998). Neuere Befunde zeigen Plastizität jedoch auch für Persönlichkeitsmerkmale wie Offenheit, emotionale Reife oder Neurotizismus (Kessler & Staudinger, 2007; Staudinger et al., 1993).
Kontextualismus
Wechselwirkung dreier Systeme
Entwicklung wird sowohl durch biologische Voraussetzungen (z. B. Gene) bestimmt als auch durch Umwelt und Erfahrung (z. B. leistungsfördernde Unterstützung). Darüber hinaus muss Entwicklung auch im Kontext betrachtet werden. Im Sinne des Kontextualismus resultiert jeder individuelle Entwicklungsverlauf aus der Wechselwirkung dreier Systeme von Entwicklungseinflüssen: normativ altersbedingte, normativ historisch bedingte und nicht normative/idiosynkratische Einflüsse. Jede dieser Ursachen beeinflusst die individuelle Entwicklung und bewirkt die kontinuierliche Veränderung.
Normative altersbedingte Einflüsse
Normative altersbedingte Einflüsse umfassen organismische und umweltbezogene Merkmale, die zu vorhersagbaren Verhaltensänderungen führen und eine variable Altersbindung zeigen. Hierzu zählen das Lebensalter, die Genetik, das Wachstum, die Reifung, das Geschlecht, die psychischen und kognitiven Faktoren, die Bewegungsbiografie, die sozialkulturelle und materiale Umwelt.
Normative historisch bedingte Einflüsse
Normative historisch bedingte Einflüsse charakterisieren eine feste Bindung an geschichtliche Zeitdimensionen und kulturwandelbezogene Einflüsse, wie langfristige, dem epochalen historischen Wandel unterliegende Wertorientierungen oder periodenspezifische historische Wertewandel (politische, technologische Veränderungen, Zeittrends usw.). Von zentraler Bedeutung sind der Kulturkreis, die Volks- und Gruppenzugehörigkeit, die Familie, die Schule und der Freundeskreis.
Nichtnormative Einflüsse
Nichtnormative Einflüsse zeigen keine auffälligen Beziehungen zu altersgebundenen und geschichtlichen Faktoren. Sie treten im Lebenslauf unerwartet auf (z. B. Unfälle, Verletzungen, Krankheiten, aber auch Naturkatastrophen, Wirtschaftskrisen oder Kriege).
Selektion, Optimierung und Kompensation
Baltes und Baltes (1990) entwickelten das Modell der Selektion, Optimierung und Kompensation (SOK), um gewinn- und verlustbezogene Entwicklungsverläufe im Erwachsenenalter umfassend zu beschreiben. Ausgangspunkt ist eine sich mit zunehmendem Alter verschlechternde Gewinn-Verlust-Bilanz. Diese ergibt sich aus einer Verringerung der biologischen Ressourcen und zugleich aus einer in unserer Gesellschaft unbefriedigenden „Kultur des Alterns“.
Strategie für erfolgreiches Altern
Als geeignete Strategien zur Bewältigung dieser Negativ-Bilanz sehen die Autoren Selektion, Optimierung und Kompensation, die es ermöglichen sollen, auch im Alter ein zwar eingeschränktes, aber selbstwirksames Leben zu führen. Demnach ist der koordinierte Einsatz von Selektion, Optimierung und Kompensation zentral für eine erfolgreiche Entwicklung. Selektion meint die Entwicklung, Auswahl und Festlegung auf bestimmte Ziele, um die begrenzten Ressourcen zu fokussieren. Optimierung bezieht sich auf die Entwicklung und Investition von Ressourcen zum Erreichen der ausgewählten Ziele. Kompensation hebt die Entwicklung und Investition von Ressourcen hervor, die den Folgen von Verlusten entgegenwirken sollen.
Als Beispiel für eine erfolgreiche Umsetzung des SOK-Modells sei hier der Pianist Rubinstein angeführt. Um seine Konzerte „erfolgreich“ gestalten zu können, spielte Rubinstein mit zunehmendem Alter immer weniger Stücke (= Selektion), übte diese häufiger (= Optimierung) und kompensierte Probleme bei schnellen Passagen durch betont langsames Spielen der vorausgehenden Passagen (= Kompensation). Krampe (1994) erbringt für ältere erfolgreiche Pianisten den Nachweis, dass die verlangsamte motorische Geschicklichkeit durch wissensbasierte antizipatorische Bewegungsabläufe ausgeglichen wird. Ähnliches wurde auch für ältere Büroangestellte beim Schreibmaschineschreiben berichtet. Eine verlängerte Reaktionszeit wurde dadurch kompensiert, dass der zu bearbeitende Text antizipatorisch weiter vorausgelesen wurde (Salthouse, 1991, Kapitel 9: Interventionen). Sehr hoch entwickelte und eingeübte Fähigkeiten sowie das damit verbundene Wissen bedeuten Expertise, welche eng mit Weisheit (s. o.) verknüpft ist (Baltes & Smith, 1990).
2.3 Zusammenfassung
Die Ursachen menschlicher Seneszenz bleiben im Großen und Ganzen noch ein Rätsel. In der Gesamtheit leisten die biologischen Alternstheorien bzw. -hypothesen Erklärungen für das komplexe Phänomen Altern. Dabei beleuchten sie jeweils nur Ausschnitte des komplexen biologischen Alterns auf einer Erklärungsebene (Molekül, Zelle, Organ, Organismus) und damit ein spezifisches Phänomen der Alterung. So hat zum Beispiel – vereinfacht ausgedrückt – die Programmtheorie die Replikation der DNA, die Fehler-Katastrophentheorie die Reparatur von Replikationsfehlern und die Mutationstheorie Mutationen an der DNA zum Gegenstand. Die beschriebenen Prozesse wirken jedoch nicht isoliert, sondern z. T. ineinander und bedingen sich z. T. gegenseitig.
Die Theorien widersprechen sich aber teilweise auch, stellen konkurrierende Auffassungen dar. So könnte z. B. die Hypothese der genetisch aktiv gelenkten Alterung als konkurrierend zu den meisten anderen Theorien angesehen werden: Ist die Lebensdauer genetisch vorprogrammiert, kann den anderen Theorien ein Erklärungswert für das primäre Altern abgesprochen werden, sie können damit, im Sinne der proximaten Perspektive, höchstens das sekundäre Altern beschreiben.
Unabhängig davon, wie das primäre Altern auf molekularer oder zellulärer Ebene abläuft oder zustande kommt, die Sekundärerscheinungen auf höherer Organisationsstufe sind gleichartig. Es kommt zu Einschränkungen der Zellfunktion und zum Zelltod, mit entsprechenden Folgen für die Struktur und Leistung der einzelnen Organe. Letztendlich führt biologisches Altern zum Tod.
In der Entwicklungspsychologie, vor allem in der Lebensspannenpsychologie, wird Altern als Entwicklung verstanden, die durch Verluste und Gewinne, Plastizität und Variabilität gekennzeichnet ist. Alternde Individuen besitzen die Fähigkeit zur Kompensation. Altern wird als multidimensional und multidirektional verstanden und muss im Kontext betrachtet werden.
Weiterführende Literatur
Baltes, P. B. (1990). Entwicklungspsychologie der Lebensspanne: Theoretische Leitsätze. Psychologische Rundschau. 41: 1 – 24.
Bengtson, V. L. (2008). Handbook of Theories of Aging. Springer Publishing Company, New York.
Ho, A. D., Wagner, W., Eckstein, V. (2008). Was ist Alter? Ein Mensch ist so alt wie seine Stammzellen. In: Was ist Alter(n), Ursula M. Staudinger und Heinz Häfner (Hrsg.). Springer, Berlin Heidelberg.
2.4 Fragen zum Kapitel
1. Welche Lebensphasen des Alterns werden in der Biologie unterschieden und wodurch sind diese gekennzeichnet?
2. Was ist unter dem Begriff Seneszenz zu verstehen?
3. Welche zwei grundlegenden Perspektiven in den biologischen Alternstheorien gibt es und wie unterscheiden sich diese?
4. Auf welchen Vorstellungen beruht die Theorie der maximalen Lebensdauer?
5. Was haben Schadens- und Schädigungstheorien gemeinsam?
6. Wie können freie Radikale zum Alterungsprozess beitragen?
7. Welche Theorien postulieren einen Zusammenhang zwischen der Energieaufnahme und Alterungsprozessen?
8. Wie wird die Notwendigkeit übergreifender Theorien des Alterns begründet?
9. Was besagt die Homöostasistheorie?
10. Worin unterscheidet sich der Hippocampus in Bezug auf die Neubildung von Nervenzellen von anderen Hirnregionen?
11. Worin unterscheidet sich das Altern aus psychologischer Sicht von den biologischen Alternstheorien?
12. Auf welcher Ebene sind „Gewinne“ im Alter zu erwarten und weshalb?
13. Was ist unter einer multidimensionalen und einer multidirektionalen Entwicklung im Altersverlauf zu verstehen?
14. Welche Bedeutung hat die Plastizität (im Altersverlauf)?
15. Welche Theorie basiert auf der Annahme einer sich verschlechternden Gewinn- und Verlustbilanz und welche Kernaussagen zur Bewältigung werden dieser Theorie zugeordnet?
3 Methoden der Altersforschung
Wissenschaftliche Forschung bedeutet, ausgehend von bestehenden oder neu aufgestellten Theorien oder Modellen Fragestellungen abzuleiten, die diese Theorien oder Modelle bestätigen, erweitern oder widerlegen sollen. Dazu werden Hypothesen generiert, die mit geeigneten Untersuchungsmethoden und Untersuchungsdesigns überprüft werden. Die Basis dafür bilden Daten, die auf unterschiedlichste Art und Weise erfasst oder erfragt, analysiert und interpretiert werden (Abbildung 3.1). Zum detaillierten und vertiefenden Studium von Forschungsmethoden sei auf die zahlreichen entsprechenden Lehrbücher verwiesen. In diesem Kapitel werden wir ausführlich diejenigen Untersuchungsmethoden und Untersuchungsdesigns vorstellen, die insbesondere für die Neuro- und Gerontopsychologie von Bedeutung sind. Dabei beschränken wir uns auf Methoden, die beim Menschen angewandt werden. Das Kapitel gliedert sich dazu in drei Teilbereiche. Zunächst werden Studiendesigns vorgestellt, die geeignet sind, Altersveränderungen zu beschreiben. Von besonderem Interesse sind solche Designs, die es erlauben, tatsächliche Alters- und Alterungseffekte von Kohorteneffekten oder Effekten, die auf bestimmten historischen Ereignissen beruhen, zu unterscheiden. Danach werden quantitative und qualitative Methoden der Datengewinnung und Datenanalyse auf Verhaltensebene vorgestellt. Im letzten Teil geht es dann um moderne bildgebende Verfahren der Hirnforschung. An Beispielen werden Vor- und Nachteile sowie mögliche Einsatzbereiche der vorgestellten Designs und Methoden diskutiert und Möglichkeiten zur Analyse der gewonnenen Daten aufgezeigt.
Abb. 3.1: Forschungsprozess von der Theorie über das Experiment zum Erkenntnisgewinn.
3.1 Untersuchungsdesigns
Quasi-experimentelle Studien
Die spezifische Forschungsfrage bestimmt, neben dem Zugang zu Versuchsgruppen und Versuchsdaten, das zu verwendende Untersuchungsdesign. Als Goldstandard der Forschung gilt vielfach das experimentelle Design. Hierbei wird eine sogenannte unabhängige Variable, zum Beispiel die Aufgabenschwierigkeit, manipuliert und der Effekt dieser Manipulation auf eine oder mehrere abhängige Variablen, zum Beispiel die kognitive Leistung, gemessen. Aus einem solchen Design lässt sich schließen, dass Ausprägungen der unabhängigen Variable unterschiedliche Werte der abhängigen Variablen erklären oder verursachen können.
Variablen in der Altersforschung
Üblicherweise wird in Altersstudien das Lebensalter (chronologisches Alter) als unabhängige Variable verwendet und dessen Wirkung auf oder sein Zusammenhang mit abhängigen Variablen wie der Leistungsfähigkeit in verschiedenen Aufgaben, der Gesundheit oder der Gehirnfunktion untersucht (zu unterschiedlichen Altersbegriffen vgl. Kapitel 1). Allerdings ist die Variable Alter nicht wirklich unabhängig, das heißt, sie kann nicht manipuliert und Versuchspersonen können nicht randomisiert zu Altersgruppen zugeordnet werden. Deshalb spricht man bei Altersstudien von quasi-experimentellen Designs. Alter wird zwar als unabhängige Variable behandelt und kann verwendet werden, um Unterschiede zwischen Untersuchungsgruppen zu beschreiben. Es kann aber nicht darauf geschlossen werden, dass Alter Unterschiede in der abhängigen Variablen verursacht. Lebensalter wird deshalb auch als Trägervariable für andere, häufig mit dem Alter eng verknüpfte Faktoren bezeichnet (Trautner, 1978). Dazu gehören zum Beispiel der Bildungsstand, der sozioökonomische Status, die subjektive und objektive Gesundheit und andere psychophysische Faktoren, die die zu untersuchende abhängige Variable ebenfalls beeinflussen und die Ergebnisse verzerren können. In der Altersforschung ist man deshalb bestrebt, mögliche Effekte dieser sogenannten konfundierenden Variablen und Faktoren auszuschließen, um mit höherer Wahrscheinlichkeit tatsächliche Alterseffekte zu finden. Um Alterseffekte und Altersunterschiede als solche identifizieren zu können, müssen mit geeigneten statistischen Verfahren die Effekte der konfundierenden Variablen kontrolliert werden. Dies ist umso wichtiger, je länger diese Faktoren ihre Wirkung entfalten können, also im höheren Alter. Da sich im Verlauf des Lebens die Effekte der konfundierenden Faktoren kumulativ auswirken, ist folglich die Vorhersagekraft des Alters allein in der Regel relativ gering. Oder anders ausgedrückt, scheinbar zu beobachtende Alterseffekte können in Wirklichkeit ihre Ursache im langfristigen Wirken der konfundierenden Faktoren haben.
Kohorte und Messzeitpunkt
Zwei Faktoren, die insbesondere in der Altersforschung von großer Bedeutung sind und Alterseffekte vortäuschen können, sind die Kohorte, zu der der jeweilige Proband gehört, und der Zeitpunkt der Messung (Tabelle 3.1). Die Kohorte wird durch das Jahr oder die historische Periode bestimmt, in der die Person geboren wurde. Sie wird häufig auch als Generation bezeichnet. Personen einer Kohorte erfahren in der Regel ähnliche historische und soziale Einflüsse, die Personen jüngerer oder älterer Kohorten nicht erfahren. In einem Altersgruppenvergleich kann ein Kohorteneffekt also einen Alterseffekt vortäuschen. Ebenso verhält es sich mit dem Messzeitpunkt, also dem Jahr oder der Periode, in der die abhängige Variable einer Person erhoben wird.
Personen gleichen Alters gehören zum gleichen Messzeitpunkt unausweichlich auch zur gleichen Kohorte. Deshalb ist es in diesem Fall unmöglich zu sagen, ob ein Effekt bezüglich der abhängigen Variablen ein Alterseffekt ist oder auf gemeinsamen Erfahrungen beruht. Eine Lösung wäre die Messung von Personen gleichen Alters zu verschiedenen Messzeitpunkten. Dies birgt aber die Gefahr, dass sich Untersuchungsmethoden und verwendete Untersuchungsmedien oder auch die Erfahrung der Probanden mit diesen Medien über die Jahre verändern. In der Altersforschung wurden deshalb verschiedene Verfahren entwickelt, um Alterseffekte mit möglichst hoher Wahrscheinlichkeit identifizieren zu können.
Tab. 3.1: Übersicht wichtiger Begrifflichkeiten.
| Begriff | Definition | Gemessen wird … |
| Alter | Chronologisches Alter | Veränderung innerhalb des Individuums |
| Kohorte | Jahr der Geburt | Spezifische historische Einflüsse |
| Messzeitpunkt | Datum des Tests | Aktuelle Einflüsse auf das Individuum |
Als Kohorteneffekte werden in der Entwicklungsforschung Verhaltensunterschiede zwischen Personengruppen (Kohorten) bezeichnet, die darauf zurückzuführen sind, dass die Personen in einem bestimmten Zeitraum geboren sind und daher in bestimmten Phasen der Entwicklung vergleichbaren Umwelteinflüssen ausgesetzt waren/sind.
Periodeneffekte beeinflussen relativ unabhängig vom Alter das Verhalten aller Personen einer Population.
Querschnittsstudien
Ein häufig verwendetes Design ist die Querschnittsstudie. In einer Querschnittsstudie werden Personen unterschiedlichen Alters zum selben Messzeitpunkt befragt oder ihr Verhalten gemessen. Schlussfolgerungen zum Effekt des Alters auf Variablen, wie zum Beispiel die Leistung in bestimmten Aufgaben, werden dabei aus dem Vergleich zwischen Personen unterschiedlichen Alters, z. B. jungen und alten Personen, zu einem Zeitpunkt gezogen. Dazu werden die Probanden in der Regel in Altersgruppen zusammengefasst, sodass keine kontinuierliche Abdeckung der gesamten Altersspanne notwendig ist.
Der Vorteil von Querschnittsdesigns liegt darin, dass die Versuchspersonen nur zu einem einzigen Zeitpunkt untersucht werden müssen und dadurch der zeitliche Aufwand der Untersuchung und die Belastung der Probanden minimiert werden.
Problematisch ist allerdings, dass dieses Design keine Auskunft über Veränderungen von Individuen geben kann, sondern mittlere altersbezogene Veränderungen über einen Altersvergleich geschätzt werden. Querschnittsstudien bergen überdies die Gefahr von Kohorten- und Periodeneffekten, indem gefundene Unterschiede auf historisch bedingt unterschiedlichen Lebensumständen und Ereignissen beruhen können. Auch besteht die Gefahr der Selektion bestimmter Individuen, insbesondere innerhalb der älteren Gruppe. Untersucht werden diejenigen, die bis zu diesem Zeitpunkt, aus welchem Grund auch immer, überlebt haben und die körperlich (noch) in der Lage sind, an der Studie teilzunehmen (Abbildung 3.2). Querschnittliche Designs erfordern deshalb eine sorgfältige Auswahl der Versuchsgruppen. Auch muss sichergestellt („validiert“) werden, dass die verwendeten Testprozeduren für die verschiedenen Altersgruppen und damit Alterskohorten gleichermaßen geeignet und vertraut sind. Schlussfolgerungen bezüglich eventueller Alterseffekte sind zumeist vorläufig und sollten in nachfolgenden Studien repliziert werden.
Säkularer Trend
Es gibt zahlreiche Hinweise aus Kohortenstudien, dass veränderte Lebensweisen, wie veränderte Ernährung und verbesserte medizinische Versorgung, im letzten Jahrhundert zu einer Zunahme der Körpermasse und einer beschleunigten körperlichen Entwicklung geführt haben. Auch die Intelligenzleistung zeigt einen solchen säkularen Trend mit einem kontinuierlichen Anstieg über die vergangenen Jahrzehnte („Flynn-Effekt“), der vermutlich ebenfalls mit den veränderten Lebensbedingungen zusammenhängt. Zeigen Ältere heutzutage eine schlechtere kognitive Leistung als junge Erwachsene, könnte dies darin begründet sein, dass sie schon als Kinder ein schlechteres Ausgangsniveau hatten.
Korrelationsstudien
Korrelationsstudien sind eine spezifische Form der Querschnittsstudien. Dabei gibt es jedoch keine abhängigen oder unabhängigen Variablen, sondern die zu untersuchenden Variablen – z. B. Alter und kognitive Leistung – werden miteinander in Beziehung gesetzt und auf einen Zusammenhang getestet. Der sogenannte Korrelationskoeffizient gibt Auskunft über die Stärke des Zusammenhangs (hier zwischen Alter und kognitiver Leistung).
Der Wert einer Korrelation kann sich zwischen -1 und +1 bewegen. Ein Korrelationskoeffizient von 0 bedeutet, dass keine Korrelation vorliegt. Ein negativer (-) Korrelationskoeffizient bedeutet, dass eine Variable zunimmt, während die andere abnimmt. Ein positiver (+) Korrelationskoeffizient bedeutet, dass beide Variablen zu- oder abnehmen.
Korrelative Designs erlauben keine kausalen Aussagen, etwa in dem Sinne, dass z. B. aufgrund des Alters die kognitive Leistung schlechter sei. Es lässt sich für dieses Beispiel lediglich schließen, dass Ältere in der Regel neben dem höheren Lebensalter auch eine schlechtere kognitive Leistung aufweisen.
Der Vorteil des korrelativen Designs liegt insbesondere darin, dass keine Altersgruppen gebildet werden müssen, sondern Alter als kontinuierliche Variable verwendet werden kann (Abbildung 3.2).
Korrelationen können scheinbare Zusammenhänge zwischen Variablen vorspiegeln, wenn beide gleichermaßen oder gegensätzlich von einer dritten Variablen beeinflusst werden. Aus dem Befund, dass ein aktiver Lebensstil positiv mit der kognitiven Leistung älterer Personen korreliert, folgt also keineswegs, dass ein aktiver Lebensstil die kognitiven Fähigkeiten im Alter verbessert oder umgekehrt. So könnte z. B. eine hohe Bildung sowohl einen aktiven Lebensstil als auch die kognitive Leistung positiv beeinflussen, und es könnte dadurch zu einer hohen Korrelation zwischen diesen beiden Variablen kommen.
Korrelationsstudien mit Alter als Variable erfordern in der Regel hohe Fallzahlen, um einerseits einen großen Altersbereich (optimaler Weise den gesamten Lebensverlauf) abzudecken und andererseits genügend statistische Erklärungskraft (statistische Power) für die Kontrolle der konfundierenden Faktoren zu haben. Verwendet werden deshalb häufig große Datensätze aus repräsentativen Umfragen oder Panelstudien mit vielen hundert bis mehreren tausend Individuen.
Eine große sozial- und verhaltenswissenschaftliche Panelstudie in Deutschland ist das sogenannte Sozio-ökonomische Panel (SOEP, s. Linkliste im Anhang). Diese jährliche repräsentative Befragung von ca. 30.000 Personen in fast 11.000 Haushalten läuft bereits seit mehr als 30 Jahren. Auskunft geben die Teilnehmer u. a. zu Einkommen, Beruf, Bildungs- und Familienstand sowie zu Gesundheitsfragen und psychologischen Aspekten, wie z. B. der kognitiven Leistung oder Persönlichkeitsmerkmalen. Diese Studie erlaubt es, individuelle Veränderungen über die Zeit miteinander oder mit langfristigen sozialen oder gesellschaftlichen Veränderungen in Beziehung zu setzen.
Solch große Datensätze wie das SOEP können außer mit Korrelationsanalysen auf unterschiedliche Art und Weise ausgewertet werden. Hierzu gehören die (multiple) Regression, die logistische Regression, Strukturgleichungsmodelle (SEM) oder hierarchische lineare Modelle (HLM).
Multiple Regression
Die (multiple) Regression erlaubt im Unterschied zur einfachen Korrelationsanalyse, die Vorhersagekraft einer unabhängigen Variablen (z. B. Alter) auf die abhängige Variable, aber auch die spezifische und gemeinsame Vorhersagekraft verschiedener unabhängiger Variablen, wie z. B. Alter, Bildung und Gesundheit zu untersuchen. In der Tat findet man häufig, dass scheinbare Alterseffekte (gefunden in der Korrelations- oder einfachen Regressionsanalyse) gar nicht primär dem Alter zugeschrieben werden dürfen, sondern die Vorhersagekraft des Alters geringer wird oder verschwindet, wenn weitere Faktoren in das Regressionsmodell aufgenommen werden. Insbesondere erlauben solche multivariaten Regressionsmodelle jedoch Aussagen über kausale Zusammenhänge, indem die statistische Signifikanz wechselseitiger Einflüsse (von x auf y und von y auf x) bestimmt und verglichen werden kann.
Logistische Regression
Mithilfe der logistischen Regression testen Forscher die Wahrscheinlichkeit, dass ein Individuum einen bestimmten Wert auf einer Ja/Nein-Skala erhält, also zum Beispiel eine hohe Wahrscheinlichkeit hat, an Demenz zu erkranken, oder zu der Gruppe der Survivors zu gehören, also derjenigen Mitglieder einer Kohorte, die bis zum Messzeitpunkt überleben. Strukturgleichungsmodelle oder hierarchische lineare Modelle erlauben gegenüber der multiplen und logistischen Regression noch komplexere Aussagen über die Zusammenhänge zwischen gemessenen und auch über nicht gemessene, sogenannte latente Variablen.
Latente und manifeste Variablen
Unter latenten Variablen versteht man theoretische Konstrukte, die sich nicht direkt beobachten lassen und deshalb durch sogenannte manifeste, d.h. messbare Variablen, operationalisiert werden müssen. Von beobachteten manifesten Variablen kann auch auf das Vorhandensein von latenten Variablen geschlossen werden.
Längsschnittdesigns
In Längsschnittdesigns werden dieselben Probandengruppen (z.B. unterschiedliche Altersgruppen) wiederholt zu verschiedenen Messzeitpunkten untersucht, um Veränderungen im Entwicklungsverlauf festzuhalten. So können gemeinsame Entwicklungsmuster sowie individuelle Unterschiede erkannt werden. Aber auch längsschnittliche Studien haben Nachteile (Abbildung 3.2). Diese sind beispielsweise, neben dem zeitlichen Aufwand und der wiederholten Belastung der Probanden, Veränderungen der ursprünglichen Stichprobe durch mögliches Ausscheiden einzelner Teilnehmer (Selektionseffekte). Auch können durch Wiederholungen der Tests Bekanntheit und Vertrautheit zu verfälschten Ergebnissen führen (Testwiederholungseffekte). Auch bei längsschnittlichen Designs muss der Kohorteneffekt berücksichtigt werden.
Selektionseffekte
Die Anforderungen einer Studie an die Teilnehmer können bereits die Auswahl der Stichprobe beeinflussen. Beispielsweise kann die Teilnahme an einer Studie erfordern, dass die Probanden dazu in der Lage sind, zur Testung das Forschungsinstitut zu besuchen. Potenzielle Teilnehmer, die hierzu nicht mobil genug sind, werden somit von vorneherein ausgeschlossen.
Auch kann im Verlauf der Studie ein solcher Selektionseffekt durch das Ausscheiden von einzelnen Teilnehmern entstehen und die Endstichprobe beeinflussen. Um diesem Problem begegnen zu können, müssen Selektivitätsanalysen durchgeführt werden. Hierbei wird untersucht, ob sich die Stichprobe am Ende der Studie in wesentlichen Kriterien signifikant von der Ausgangsstichprobe unterscheidet. Wenn dies der Fall ist, muss das mit geeigneten statistischen Verfahren kontrolliert werden. Auch ist es erforderlich, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Studienteilnehmer zu motivieren, bis zum Ende an der Studie teilzunehmen.
Sequenzdesigns
Die bisher vorgestellten quer- und längsschnittlichen Designs lassen keine Trennung der altersbedingten, historisch bedingten und nichtnormativen (nicht zeitgebundenen) Einflüsse zu. Zur Lösung dieses Problems werden in Sequenzdesigns deshalb quer- und längsschnittliche Untersuchungsansätze verbunden. So kann die querschnittliche Sequenz beispielweise einen wiederholten Vergleich unterschiedlicher Altersgruppen zu verschiedenen Messzeitpunkten und damit unterschiedlicher Kohorten umfassen. Dabei umfasst die längsschnittliche Sequenz eine zu verschiedenen Zeitpunkten beginnende längsschnittliche Untersuchung von Stichproben unterschiedlicher Geburtskohorten, aber gleichen Alters zu Studienbeginn. So werden verschiedene Altersgruppen über mehrere Jahre hinweg beobachtet (Abbildung 3.3). Kohorteneffekte zeigen sich durch den Vergleich von Personen desselben Alters, aber verschiedener Jahrgänge. Zeitlich umschriebene historische Einflüsse (Periodeneffekte) können ebenfalls identifiziert werden. Ein prominentes Beispiel für ein Kohortensequenzdesign ist die Seattle Longitudinal Study.
Vor- und Nachteile von Forschungsdesigns
Korrelation
+ Beziehungen zwischen Variablen
– Keine Kausalzusammenhänge
Experiment
+ Schlussfolgerungen über Kausalzusammenhänge
– Im Labor: künstliche Bedingungen
– Im Feld: geringere Kontrolle
Querschnitt
+ Kein Dropout
+ Keine Übungseffekte
– Mögliche Kohorten- und Selektionseffekte
– Keine Information über Entwicklungsverläufe
Längsschnitt
+ Information über Entwicklungsverläufe
– Übungs- und Kohorteneffekte
– Mögliche Dropouteffekte
Sequenz-Kohorten-Studie
+ Kontrolle für Kohorteneffekte
+ Erlaubt längs- und querschnittliche Vergleiche
– Zeit- und kostenaufwendig
Abb. 3.2: Vor- und Nachteile von Forschungsdesigns
Abb. 3.3: Prinzip des Sequenziellen Kohortendesigns zur Erforschung unterschiedlicher Einflüsse auf die Entwicklung: Alters- und lebenszeitgebundene Einflüsse wirken auf alle Individuen einer Altersgruppe unabhängig von der historischen Zeit (Kontrolle der Kohorteneffekte). Historisch bedingte Einflüsse sind nur zu einer bestimmten historischen Zeit wirksam und Individuen unterschiedlicher Kohorten werden deshalb durch diese Faktoren in unterschiedlichen Lebensaltern beeinflusst. Nicht-normative (nicht zeitgebundene) Einflüsse können nur bei einzelnen Kohorten, Altersgruppen oder Individuen auftreten.
Seattle Longitudinal Study
Die Seattle Longitudinal Study wurde im Jahre 1956 von Karl Warner Schaie initiiert und ist eine der größtes Studien weltweit, die sich in einem sequenziellen Kohortendesign mit der kognitiven und psychologischen Entwicklung über die Lebensspanne beschäftigt. Die Ausgangsstichprobe umfasste 500 Teilnehmer im Alter zwischen 20 und 60 Jahren. Alle 7 Jahre werden die Teilnehmer erneut zu Befragungen und Untersuchungen eingeladen. Da altersbedingt und aus anderen Gründen immer wieder Teilnehmer ausscheiden, werden zu jeder Welle auch wieder neue Teilnehmer rekrutiert. So haben bis heute über 6000 Menschen zwischen 20 und 101 Jahren an der immer noch laufenden Studie teilgenommen.
3.2 Methoden der Datengewinnung auf der Verhaltensebene
Datentypen
Daten werden dahingehend unterschieden, ob sie individuell oder aggregiert erhoben und interpretiert werden, ob es sich um Primär- oder Sekundärdaten handelt und ob sie durch Selbst- oder Fremdbeurteilung bzw. -beobachtung gewonnen werden. Des Weiteren werden qualitative und quantitative Daten unterschieden.
Individualdaten und Aggregatdaten
Individualdaten geben sehr spezifisch Auskunft über ein Individuum. Ihr Nachteil ist, dass sie in der Regel keine Verallgemeinerung erlauben. Aggregatdaten sind hingegen gemittelte Daten über eine Gruppe von Personen mit bestimmten Merkmalen (z. B. Personen gleichen Alters). Dabei treten individuelle Unterschiede in den Hintergrund.
Primär- und Sekundärdaten
Unter Primärdaten versteht man diejenigen Daten, die im Rahmen einer Studie oder Befragung nur für diesen Zweck erhoben werden. Häufig werden diese Daten jedoch in einer größeren Datenbank zusammen mit Primärdaten aus anderen Studien gespeichert und zusammengeführt. Diese sogenannten Sekundärdaten können dann als Datenbasis für weiterführende oder völlig neue Studien dienen.
Selbst- und Fremdbeurteilung
Für ein Experiment oder eine Studie macht es einen Unterschied, ob die Daten vom Befragten/Untersuchten selbst berichtet werden, oder ob sie vom Studienleiter durch Beobachtung oder über spezifische Tests im Experiment gewonnen werden. So spiegeln objektive Gesundheitsdaten nicht immer den subjektiven Gesundheitszustand wider. Selbst- und Fremdbeurteilung haben Vor- und Nachteile. Einige Daten, z. B. Fragen nach dem subjektiven Erleben, können nur mittels Selbstbeurteilung erfasst werden. Ein Nachteil der Selbstbeurteilung ist jedoch, dass es nicht immer zuverlässig möglich ist, Auskunft zu geben. Dies trifft z. B. bei der Untersuchung unbewusster Prozesse zu. Selbstreporte haben auch den Nachteil, dass ihre Richtigkeit oder Genauigkeit nicht leicht nachzuprüfen ist. Antworten können durch falsche Erinnerungen oder durch den Wunsch, die „richtige“ oder eine vermutlich vom Interviewer gewünschte Antwort zu geben, verfälscht werden („soziale Erwünschtheit“).
Fremdbeurteilung liefert in der Regel objektivere und zuverlässigere Daten. Fremdbeurteilung ist aber nicht bei allen Fragestellungen ausreichend, z. B. wenn das subjektive Erleben von Interesse ist. Zur Fremdbeurteilung kann neben dem Messen von objektiven Daten (z. B. Größe oder Gewicht) auch die Befragung von Personen gehören, die den Teilnehmer/die Teilnehmerin gut kennen. Oft kann eine Kombination von Selbst- und Fremdbeurteilung sinnvoll sein.
Qualitative und quantitative Daten
Qualitative Verfahren haben vorrangig das Ziel, die gesamte Bandbreite an Meinungen, Sichtweisen und Erfahrungen zu erfassen. Qualitative Daten lassen sich nicht direkt numerisch ausdrücken, sondern werden in der Regel in schriftlicher oder audiovisueller Form erhoben und tragen konkrete Bedeutungen. Hierbei sind die Antworten nicht durch den Experimentator vorgegeben, sondern müssen anschließend in aufwendigen Verfahren standardisiert und zu Konzepten zusammengefasst werden.
Quantitative Daten sind hingegen abstrakt und zahlenmäßig darstellbar, wie z. B. physiologische Messwerte, Fragebogenskalenwerte oder Ergebnisse aus psychologischen Leistungstests. Befragungen zur Erfassung quantitativer Daten sind stark standardisiert und sind an der Ausprägung vorgegebener Meinungen, Eigenschaften oder Fähigkeiten interessiert. Der Vorteil liegt in der guten Vergleichbarkeit bezüglich der erfragten Faktoren über Versuchsgruppen hinweg.
Zur Datenerhebung und -erfassung werden verschiedene Untersuchungsmethoden verwendet, die im Folgenden vorgestellt werden.
Untersuchungsstrategien
Laborexperimente
Zur Erfassung der psychischen oder physischen Leistungsfähigkeit werden überwiegend standardisierte Tests im Labor durchgeführt. Auch Persönlichkeitsmerkmale oder Verhaltensmuster in bestimmten Situationen können im Labor untersucht werden. Solche Laboruntersuchungen haben den Vorteil, dass die Versuchsbedingungen und die Reaktionen der Probanden sehr gut kontrolliert und erfasst werden können. Häufig werden Leistungstests am Computer durchgeführt, aber auch auf Arbeitsblättern dargeboten (sogenannte Papier- und Bleistifttests). Die sehr objektive und systematische Durchführung solcher Labortests gibt dem Versuchsleiter die Sicherheit, dass Ergebnisse tatsächlich auf der Manipulation der gewählten unabhängigen Variablen beruhen und nicht durch andere Faktoren, wie z. B. die Stimme des Experimentators, die Qualität der Stimuli oder die Zeitdauer ihrer Präsentation hervorgerufen werden.
Allerdings sind Ergebnisse aus dem Labor nicht unbedingt auf das tägliche Leben – gerade älterer Probanden – übertragbar. Dafür sind mehrere Gründe denkbar. Einerseits ist eine Laborsituation und das dort angewandte Stimulations- und Aufgabenmaterial sehr ungewohnt für die Probanden und gerade ältere Personen könnten Schwierigkeiten haben, sich daran zu gewöhnen. In der Folge sind sie möglicherweise stärker abgelenkt oder benötigen einen Teil ihrer kognitiven Ressourcen zur Anpassung an die Umgebung und die Aufgaben. Andererseits entwickeln ältere Personen in ihren natürlichen Umgebungen häufig Kompensationsstrategien, die ihnen helfen gute Leistungen in kognitiven oder anderen Aufgaben zu erzielen. In der künstlichen Welt des Labors sind solche Strategien dann aber häufig nicht anwendbar, was zu Funktionseinbußen im Vergleich zur Realität führt. Für die Entscheidung, ob eine Laborstudie oder eine Studie in einer realen Situation durchgeführt werden soll, muss somit bedacht werden, ob die Leistung im Alltag oder die theoretische Leistungsfähigkeit unter bestimmten Bedingungen untersucht werden soll.
Limitationen von Laborstudien
Die Umgebung ist sehr unnatürlich und kann dazu führen, dass sich die Probanden ebenfalls unnatürlich verhalten.
Die Probanden wissen, dass sie beobachtet und einem Leistungstest unterzogen werden.
Personen, die an einer Laborstudie teilnehmen, sind möglicherweise nicht repräsentativ für ihre Altersgruppe.
Standardisierte Tests setzen voraus, dass die Versuchspersonen in verschiedenen Situationen gleich reagieren oder dieselbe Leistung zeigen.
Typische Ansätze, die vor allem in der Kognitions- und Neuropsychologie zur Anwendung kommen, sind die mentale Chronometrie und das Testing-the-Limits-Paradigma.
Mentale Chronometrie
In vielen kognitions- und neuropsychologischen Experimenten wird die Reaktionszeit der Probanden gemessen. Dieser Ansatz geht u. a. auf F. C. Donders (1818 – 1889) zurück. Donders nahm an, dass Aufgaben in elementare mentale Prozesse aufgeteilt werden können und dass jeder Prozess eine bestimmte Zeit in Anspruch nimmt. Mittels der Subtraktionstechnik (Abbildung 3.4) kann diese Zeit gemessen werden. Dieser Ansatz war sehr einflussreich und die Subtraktionstechnik ist auch heute noch sehr weit verbreitet, um die zeitliche Struktur mentaler Prozesse zu untersuchen.
Abb. 3.4: Bei der Subtraktionsmethode wird die Reaktionszeit, die für Aufgabe 1 benötigt wird, von der Reaktionszeit für Aufgabe 2 abgezogen, um den Zeitbedarf des Teilprozesses „Stimuluskategorisierung“ zu bestimmen. Um den Zeitbedarf des Teilprozesses „Antwortauswahl“ zu ermitteln, wird die Reaktionszeit für Aufgabe 2 von der Reaktionszeit für Aufgabe 3 subtrahiert.
Zur Illustration der Subtraktionstechnik stelle man sich vor, dass Probanden drei Aufgaben bearbeiten. In der ersten Aufgabe soll einfach nur eine Antworttaste gedrückt werden, wenn ein beliebiger Reiz erscheint, z. B. der Buchstabe „A“ oder „B“. Die involvierten kognitiven Prozesse sind das Wahrnehmen des Reizes und das Ausführen der Antwort. In der zweiten Aufgabe soll die Taste nur bei „A“ gedrückt werden. Hier muss also noch zusätzlich zum Wahrnehmen des Reizes und dem Ausführen der Antwort unterschieden werden, um welchen Reiz es sich handelt. In der dritten Aufgabe soll bei der Darbietung des „A“ die linke und beim „B“ die rechte Taste gedrückt werden. Hierbei sind auch Wahrnehmen des Reizes, Unterscheiden des Reizes und Ausführen der Antwort wichtig, allerdings muss noch die richtige Antwort ausgewählt werden.
Testing the Limits
Unter dem Begriff „Testing the Limits (TtL)“ sind Teststrategien subsummiert, bei denen es nicht um die Erhebung eines momentanen Zustandes, sondern um die Erfassung des Potenzials geht. Hierzu werden die gezielte Interventionsforschung und im Speziellen auch Studien zur Testung des Lernpotenzials gezählt. Als eine grundlegende Prämisse von TtL gilt, dass entwicklungs- und altersbedingte Unterschiede umso stärker hervortreten, je näher man an die absoluten Leistungsgrenzen herankommt. „Testing the Limits“ hat somit zum Ziel, Reserven zu mobilisieren und leistungshemmende Faktoren zu minimieren, um die (kognitive) Plastizität zu quantifizieren (Kühl & Baltes, 1988).
Bei Experimenten mit älteren Personen ist zu beachten, dass Verarbeitungsprozesse und Reaktionen generell verlangsamt sind. Bei der mentalen Chronometrie, aber auch bei anderen Tests, mit denen Reaktionszeiten gemessen und interpretiert werden, muss deshalb diesbezüglich kontrolliert werden.
Feldstudien und Beobachtungen
Mit Feldstudien oder Beobachtungen unter natürlichen Bedingungen will man einige Limitationen der Laborstudien umgehen. Hierbei werden die Probanden unter realen Bedingungen beobachtet und ihr Verhalten aufgezeichnet, ohne diese Bedingungen zu manipulieren oder zu kontrollieren. Eine beliebte Alltagssituation für ein solches Experiment in der Altersforschung ist der Straßenverkehr. Hier müssen die Versuchspersonen gleichzeitig auf viele verschiedene Reize reagieren und ein Ziel verfolgen. Aus dem Vergleich der Leistung in einer solchen realen Verkehrssituation mit der Leistung in ähnlichen Tests im Labor lassen sich ebenfalls Rückschlüsse darauf ziehen, inwieweit die Leistung Älterer durch die künstliche Situation im Labor beeinflusst wird.
Die modernen technologischen Entwicklungen machen es heute möglich, mit sogenannten „virtual realities“ auch im Labor sehr realitätsnahe Bedingungen zu schaffen. Es ist zu erwarten, dass diese Methoden in Zukunft noch besser erlauben, ökologisch valide und dennoch optimal kontrollierte Versuchsbedingungen zu schaffen. Aufgrund der Weiterentwicklung von „Eye trackern“, Geräten zur Blickbewegungsmessung, können Blickbewegungsdaten auch in der Realität gemessen werden, z. B. während einer realen Autofahrt. Blickbewegungen geben beispielsweise Auskunft darüber, worauf ein Proband seine Aufmerksamkeit richtet.
Weitere Strategien zur Datengewinnung
Fragebögen und Interviews
Fragebögen und Interviews werden verwendet, um Informationen über eine Gruppe oder unterschiedliche Gruppen von Personen zu erhalten, die dann für eine größere Population mit ähnlichen Merkmalen generalisiert werden können. Der Umfang solcher Befragungen kann von einem einseitigen Fragebogen bis zu mehrstündigen Interviews reichen. Der Vorteil von Fragebögen liegt darin, dass diese gleichzeitig an viele verschiedene Personen verteilt werden können und damit die Zahl der Untersuchten deutlich höher ist als im Labor. So erreicht man über das World Wide Web heute viele tausend Teilnehmer gleichzeitig. Interviews, sei es persönlich oder telefonisch, sind hingegen ähnlich aufwendig wie Laboruntersuchungen und werden häufig an einer deutlich kleineren Stichprobe durchgeführt. Mit Fragebögen und Interviews können sowohl qualitative als auch quantitative Daten im Selbstreport erfasst werden.
Strukturierte und nicht strukturierte Interviews
Bei qualitativen Interviews unterscheidet man strukturierte (standardisierte), teilweise strukturierte (teilstandardisierte) und unstrukturierte (nicht standardisierte) Verfahren. In (teilweise) strukturierten Interviews sind die Fragen je nach Antwort der Befragten vorgegeben, sodass die nachträgliche Standardisierung der Antworten und die Vergleichbarkeit erleichtert werden.
Fallstudien
Um einen umfassenden und detaillierten Eindruck von einer einzelnen Person zu gewinnen, verwendet man sogenannte Fallstudien. Der Fokus liegt auf den Charakteristiken des Individuums und seinen persönlichen Erfahrungen. Fallstudien werden in der Regel im medizinischen Umfeld durchgeführt, wenn individuelle Diagnosen und daraus abzuleitende Therapien erforderlich sind. Gewonnene Daten aus Fallstudien können nicht generalisiert werden.
Fokusgruppen
Eine weniger formale Forschungsstrategie ist die Fokusgruppe. Darunter versteht man ein Treffen mit mehreren Teilnehmern zu einem bestimmten Thema. Diskussionen in Fokusgruppen werden vom Diskussionsleiter bezüglich des gewünschten Themas gesteuert. Das Ziel kann sein, konkrete Forschungsfragen für zukünftige Studien zu identifizieren oder Eindrücke über die Einsetzbarkeit eines Messinstruments oder einer Intervention zu erhalten. Solche Fokusgruppen haben den Vorteil, dass sie schon im Vorfeld einer geplanten Studie wichtige Probleme und konfundierende Faktoren deutlich machen können, die dann in der Studie selbst noch berücksichtigt werden können. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn erst wenig wissenschaftlich gesichertes Wissen bezüglich des Forschungsthemas vorhanden ist. Nachteilig ist, dass die Methode offensichtlich wenig standardisierte Daten liefert, die weder einfach noch systematisch analysiert werden können.
Metastudien
Die Ergebnisse einzelner Studien – Laborstudien, Befragungen, Fallstudien – können in Metastudien zusammengefasst werden. Vorausgesetzt, die Daten der Einzelstudien sind ausreichend beschrieben oder zugänglich. Die Ergebnisse der einzelnen Studien lassen sich mit geeigneten statistischen Verfahren vergleichen und zu einer größeren Stichprobe zusammenfassen. Die Schlussfolgerungen aus solchen Metastudien sind in der Regel noch aussagekräftiger und besser generalisierbar als die der Einzelstudien.
Evaluationsstudien
Zu Trainings- oder Interventionsstudien werden häufig auch Evaluationsstudien durchgeführt. Diese haben zum Ziel, die Wirksamkeit, Effektivität und Machbarkeit der jeweiligen Intervention zu belegen oder zu quantifizieren.
3.3 Methoden der Hirnforschung
Einschneidende methodische Entwicklungen in der Hirnforschung während der letzten beiden Jahrzehnte haben nicht nur zu einem enormen Aufschwung der kognitiven Neurowissenschaften geführt, sondern auch zu einem neuen Verständnis der Veränderungen des Gehirns während des Alterns unabhängig von pathologischen Altersveränderungen und Alterskrankheiten. So kann die Struktur und Funktion des Gehirns zwischen Individuen oder Altersgruppen verglichen, mit Verhaltensleistungen in Beziehung gesetzt oder auch über die Zeit in ihrer Veränderung beobachtet werden.
Zu nennen ist hier zunächst einmal die Magnetresonanztomografie (MRT), mit der sich nicht nur sehr hoch aufgelöst die anatomische Struktur des Gehirns und seiner verschiedenen Bereiche und Gewebe darstellen lässt, sondern als funktionelle MRT auch die Funktionsweise des Gehirns sichtbar gemacht werden kann. Man kann dem Gehirn also quasi bei der Arbeit zusehen. Aber auch neurophysiologische Verfahren mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung wie die Magnetenzephalografie (MEG) und die Elektroenzephalografie (EEG) erleben aufgrund neuer technischer Möglichkeiten eine Renaissance.
Jede der im Folgenden beschriebenen Methoden kann aber nur einzelne Facetten der Struktur und Funktion des Gehirns darstellen und weist dabei spezifische Vor- und Nachteile auf. Diese sind zum Teil technischer Natur, hängen aber auch mit der Ebene der neuronalen Verarbeitung zusammen, die durch die jeweilige Methode betrachtet wird.
Magnetresonanztomografie
Die MRT-Untersuchung liefert hochaufgelöste anatomische Schnittbilder des Gehirns, die ähnlich wie bei der Computertomografie (CT) von Computerprogrammen dreidimensional dargestellt werden können. Dabei ist die MR-Untersuchung vollkommen nicht-invasiv, das heißt, es werden keine radioaktiven Teilchen verwendet oder Kontrastmittel gespritzt. Die Methode beruht auf den magnetischen Eigenschaften der Protonen (Wasserstoffkerne) als Bestandteile der Wassermoleküle im Gewebe. Da sich der Wassergehalt und damit die Wirkung der Protonen im Bereich des starken MR-Magneten (üblich sind heute 1,5 oder 3 Tesla) in einzelnen Geweben unterscheidet, können im MR-Bild verschiedene Strukturen des Gehirns (graue Substanz, weiße Substanz, Ventrikel, luftgefüllte Hohlräume etc.) unterschieden und sichtbar gemacht werden. Die resultierenden Bilder dienen einerseits zur neuroradiologischen Diagnostik von pathologischen Veränderungen im Gehirn. Andererseits lassen sich mit geeigneten Messsequenzen und analytischen Verfahren aber auch die Dicke und Volumina der grauen und weißen Substanz im gesamten Gehirn oder in einzelnen Gehirnstrukturen bestimmen.
Auch wenn die MRT eine nicht-invasive Methode ist, müssen dennoch wegen des sehr starken Magnetfeldes wichtige Sicherheitsbestimmungen und Ausschlusskriterien eingehalten werden. So dürfen Personen mit Herzschrittmachern oder Implantaten aus Metall grundsätzlich nicht im MRT untersucht werden, es sei denn, die Implantate sind nicht magnetisch. Auch muss beachtet werden, dass kleinere Metallteile wie z. B. Münzen oder Kleidungsbestandteile und Accessoires aus Metall vorher abgelegt werden, weil sie sonst durch das starke Magnetfeld zu gefährlichen Geschossen beschleunigt oder stark erhitzt werden können.
Diffusion tensor imaging
Die diffusionsgewichtete Bildgebung („Diffusion tensor imaging, DTI“) im MRT misst die Diffusion der Wassermoleküle im Gewebe. Die Diffusion innerhalb von Faserverbindungen in der weißen Substanz ist nur quer entlang der Fasern wegen der sie umgebenden Myelinschicht möglich. Mit dieser Methode kann der dreidimensionale Verlauf der Nervenfasern im Gehirn und deren Integrität dargestellt werden.
Die gewonnenen strukturellen und anatomischen Daten dienen darüber hinaus als Basis für die Lokalisation und Interpretation der im Folgenden beschriebenen funktionellen Hirnmessungen.
Funktionelle MRT
Die funktionelle MRT (fMRT) ist eine Variante der MRT, mit der die Aktivierung von Gehirnbereichen während bestimmter Aufgaben oder Verarbeitungsprozesse dargestellt werden kann. Allerdings wird nicht direkt die neuronale Aktivität gemessen, sondern eine daraus resultierende Veränderung in der Sauerstoffsättigung des umliegenden Gewebes. An Hämoglobin gebundener Sauerstoff verändert die magnetischen Eigenschaften des Blutes und führt dadurch zu einer Abschwächung des MR-Signals. Deshalb spricht man vom Sauerstoff auch als endogenem Kontrastmittel und vom BOLD-Signal („Blood oxygenation level dependent“).
Als BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent)-Signal bezeichnet man das von der Sauerstoffsättigung des Gewebes abhängige Signal, das man mit der funktionellen MRT aufzeichnet.
Es handelt sich dabei um ein indirektes Signal, das zudem wegen der zugrundeliegenden hämodynamischen Prozesse mit einer mehrsekündlichen Verzögerung auftritt, sodass die zeitliche Auflösung dieser Methode eher gering ist. Neuere, auf komplexen statistischen Verfahren basierende, analytische Methoden erlauben es dennoch, funktionelle und sogar kausale, d. h. sich gegenseitig induzierende Konnektivitätsmuster zwischen aktivierten Hirnregionen zu definieren. Bei der Nutzung der fMRT in der Altersforschung muss beachtet werden, dass das BOLD-Signal auf physiologischen Prozessen beruht, die u. a. von der Durchblutung des Gehirns abhängig sind. Es ist also zu prüfen, ob eventuelle Altersunterschiede in der Aktivierung im Gehirn tatsächlich auf neuronalen Aktivitätsunterschieden beruhen oder etwa auf altersbedingten Veränderungen der Hämodynamik.
Arterial Spin Labeling
Eine neue Entwicklung der letzten Jahre stellt das Arterial Spin Labeling (ASL) dar. Mit ASL kann nachvollzogen werden, zu welchem Zeitpunkt eines Verarbeitungsprozesses wohin im Gehirn Blut fließt und damit Energie verbraucht wird. Zu diesem Zweck werden die Wasserstoffatome in einer zum Gehirn führenden Arterie durch einen magnetischen Impuls ausgerichtet und dann gemessen, wann und wo im Gehirn diese „markierten“ Wasserstoffatome ankommen.
Zu den bildgebenden Verfahren gehören weiterhin die Positronen-Emissionstomografie (PET) und die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS).
Positronen-Emissions-Tomografie
Mit PET steht eine weitere Methode zur Verfügung, mit der Stoffwechselprozesse sichtbar gemacht werden können, die als Grundlage für die Funktionsweise des Gehirns angesehen werden können. Hierzu werden in der Regel intravenös kurzlebige, schwach radioaktive Substanzen injiziert, die sich in bestimmten Zielregionen des Gehirns anreichern. Beim Zerfall dieser Substanzen entstehen Positronen, die im PET-Scanner aufgefangen werden und daher ein Rückschluss auf den Ort ihres Zerfalls möglich ist. Verwendet werden zum Beispiel radioaktive Zuckermoleküle, die sich in funktionell aktiven Gehirnbereichen akkumulieren. Es gibt aber auch sogenannte spezifische Tracer für einzelne Neurotransmitter wie Dopamin oder Acetylcholin oder deren Rezeptoren. So kann mit dieser Methode die Wirkungsweise und Aktivität dieser Neurotransmitter und Rezeptoren oder die Wirkung bestimmter Medikamente untersucht werden.
Nah-Infrarot-Spektroskopie
Wie die fMRT nutzt NIRS den Zusammenhang zwischen neuronaler Aktivität und Blutfluss bzw. Sauerstoffsättigung. Allerdings werden hier nicht Unterschiede in den magnetischen Eigenschaften des Gewebes sichtbar gemacht, sondern Differenzen in der Lichtabsorption von sauerstofffreiem und -gesättigtem Hämoglobin. Hierzu wird der Schädel mit Nahinfrarotlicht mittels eines Lasers oder einer Leuchtdiode als Lichtquelle bestrahlt. Dieses Licht dringt 1 – 2 Zentimeter in das Gehirn ein und wird zum Teil vom Hämoglobin absorbiert. Nicht absorbierte Lichtteilchen wandern weiter und treten an anderer Stelle wieder aus dem Schädel aus, wo sie mit lichtempfindlichen Sensoren gemessen werden. Da in aktiven Bereichen des Gehirns mehr sauerstoffreiches Blut benötigt und zugeführt wird, entspricht der Anteil des absorbierten Lichts der neuronalen Aktivierung im Gewebe. Nachteil dieser Methode ist neben einer eher geringen räumlichen Auflösung von mehreren Zentimetern die geringe Eindringtiefe des Lichts in das Gehirn. Dadurch ist die Methode nur geeignet, neuronale Aktivität in den äußeren Schichten des Gehirns sichtbar zu machen. Zu den Vorteilen zählt demgegenüber, dass die Methode mittlerweile unter sehr realitätsnahen Bedingungen und sogar während der Bewegung angewendet werden kann.
EEG und MEG
Im Gegensatz zu fMRT, PET oder NIRS, die die Aktivität des Gehirns indirekt über die Messung von Stoffwechselaktivität messen, lässt sich mit der Elektroenzephalografie (EEG) und der Magnetenzephalografie (MEG) die elektrische bzw. magnetische Aktivität von Nervenzellen im Gehirn direkt beobachten. Beim EEG wird über auf dem Schädel platzierte Elektroden das elektrische Feld gemessen, das durch die Aktivität der Nervenzellen im Gehirn entsteht. Das MEG misst demgegenüber mit hochempfindlichen Sensoren, die in einem geschlossenen, helmartigen System über dem Kopf positioniert werden, das magnetische Feld, das durch den elektrischen Strom im Gehirn generiert wird. Beide Methoden messen dabei mit hoher zeitlicher Auflösung sowohl endogen generierte elektrische Oszillationen als auch aufgaben- oder reizabhängige Veränderungen in den Amplituden und Latenzen der elektrischen und magnetischen Signale.
Für MEG müssen die Sensoren mit flüssigem Helium gekühlt werden, um Supraleitfähigkeit zu garantieren. Aus diesem Grund sind die Sensoren, die sogenannten Squids („superconducting quantum interference devices“) in geschlossenen, helmförmigen Apparaturen untergebracht, die an den Kopf angelegt werden.
Die räumliche Auflösung von EEG und MEG hängt von der Anzahl der verwendeten Elektroden bzw. Sensoren ab. Gebräuchlich sind heutzutage beim EEG 64 – 128 Kanäle, beim MEG ca. 256 bis zu 512. Die begrenzende Größe beim EEG ist der zur Verfügung stehende Platz auf dem Schädel, beim MEG die Größe der Sensoren. Wenn man nur an der elektrischen Aktivität in bestimmten Arealen des Gehirns interessiert ist, verwendet man häufig nur wenige, spezifisch über den entsprechenden Orten befestigte EEG-Elektroden. Problematisch ist mit EEG und MEG die Lokalisation von neuronaler Aktivität in tiefen Regionen des Gehirns. Da mit beiden Methoden nur das elektrische bzw. magnetische Feld an der Oberfläche gemessen werden kann, muss die mögliche Quelle (oder die möglichen Quellen) für dieses Feld berechnet werden. Dieses sogenannte „inverse Problem“ hat jedoch in der Regel keine einzelne eindeutige Lösung. Aufgrund von Vorannahmen oder Messungen mit anderen bildgebenden Verfahren (z. B. der fMRT) wird dann die wahrscheinlichste Lösung bestimmt.
Auch wenn das EEG schon Anfang des letzten Jahrhunderts eine bedeutende Rolle in der Hirnforschung gespielt hat und routinemäßig eingesetzt wurde, gab es auch hier in den letzten Jahren methodische Entwicklungen, die zu einer Art Renaissance dieser Methode in der Neuropsychologie geführt haben. Dazu gehören sowohl technische Fortschritte, mit immer mehr und gegenüber den Nervenimpulsen immer empfindlicheren Elektroden, sowie auch enorme Fortschritte in Bezug auf die Analyse der gewonnenen Daten. Letzteres gilt genauso natürlich auch für die oben genannten bildgebenden Verfahren.
Inzwischen gibt es EEG-Systeme zu kaufen, die drahtlos im Feld und auch in Bewegung genutzt werden können, ohne das EEG-Signal maßgeblich zu beeinflussen.
Gehirnstimulation
Neben der Messung von Gehirnfunktionen versuchen Forscher heute auch zunehmend, Gehirnaktivität von außen zu beeinflussen, um etwas über die zugrunde liegenden Mechanismen und die Arbeitsweise des Gehirns zu erfahren. Verbreitete Verfahren sind in der Forschung die transkranielle Magnetstimulation (TMS) und die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS; transcranial direct current stimulation).
Transkranielle Magnetstimulation
Bei der TMS nutzt man die Tatsache, dass durch Stromfluss in einer Spule ein Magnetfeld erzeugt wird. Durch ein sehr schnelles Umschalten der Stromrichtung in der Spule und damit des Magnetfeldes wird wiederum unterhalb der Spule ein schwaches elektrisches Feld erzeugt. Die Stärke dieses elektrischen Feldes reicht aus, um die Nervenfortsätze (Axone) in dessen Bereich zu aktivieren oder zu inhibieren. Ob es zu Aktivierung oder Hemmung kommt, hängt insbesondere von der Stimulationsfrequenz ab – Frequenzen von 5 Hz und höher sind aktivierend, während Frequenzen um 1 Hz oder niedriger inhibierend wirken. TMS kann zum Beispiel genutzt werden, um ganze Hirnareale kurzzeitig ganz auszuschalten. Mit parallel durchgeführten Verhaltensexperimenten kann man dann untersuchen, ob die betreffenden Areale an einer bestimmten Aufgabe oder Funktion beteiligt oder sogar für diese unbedingt notwendig sind. Beide Arten der TMS werden überdies in der Therapie genutzt, um Über- oder Unteraktivierung von Gehirnbereichen zu behandeln (z. B. bei Depression oder Lernstörungen). TMS ist bei sachgerechter Anwendung nicht schmerzhaft oder invasiv. Wird es in der Nähe von Muskeln, z. B. des Gesichts oder des Nackens, angewendet, kann es jedoch zu vorübergehenden Kopf- oder Muskelschmerzen kommen. Auch aus diesem Grund wird TMS zunehmend durch tDCS ersetzt.
Transkranielle Gleichstromstimulation
Bei der tDCS wird über zwei Elektroden auf dem Schädel ein schwaches elektrisches Feld direkt im Gehirn induziert. Dieses elektrische Feld reicht gerade aus, um die elektrische Aktivität an den Synapsen im Gehirn zu verstärken oder abzuschwächen. Die Ströme sind in der Regel allerdings zu schwach, um direkt Nervenimpulse zu induzieren. Deshalb wird tDCS als Methode der Neuromodulation bezeichnet. Vor allem für den Patienten oder Probanden ist diese Methode noch weniger unangenehm als die TMS. Heute ist sie deshalb und wegen der geringen Kosten sowohl in der klinischen Forschung als auch in der Grundlagenforschung sowie in der Therapie weit verbreitet.
Kombination verschiedener Methoden
Strukturelle oder anatomische Daten sind in der Regel eng mit den neurobiologischen Mechanismen kognitiven oder psychologischen Alterns verknüpft. So ist es sehr wahrscheinlich, dass Atrophie im Gehirn Leistungseinbußen hervorruft. Andererseits lassen sich strukturelle Maße in Altersstudien nur schwer direkt mit Verhaltensdaten verknüpfen. Sie zeigen zum Messzeitpunkt das Ergebnis einer längeren oft lebenslangen Entwicklung mit entsprechend zahlreichen internen und externen Einflüssen.
Funktionelle Aktivierungsstudien lassen sich hingegen direkt zum Verhalten in Beziehung setzen und sind damit im Besonderen geeignet für die Untersuchung von funktionellen Reorganisations- und Kompensationsprozessen im alternden Gehirn. Im Unterschied zu strukturellen Methoden fällt es bei funktionellen Messungen allerdings schwer, zwischen neurogenen (biologisches Altern) und psychogenen (verändertes Verhalten) Ursachen zu unterscheiden.
Der Königsweg der neuropsychogerontologischen Forschung besteht heute darin, verschiedene Methoden, zum Beispiel (f) MRT und EEG miteinander zu kombinieren und somit die jeweiligen Vorteile der einzelnen Methoden zu nutzen. Allerdings erhöht dieses Vorgehen auch den Aufwand für die Untersuchenden und die Untersuchten.
Biologisches Altern wird trotz moderner Verfahren in Medizin und Neuropsychologie auch heute noch überwiegend an Tieren untersucht, wie zum Beispiel an Fruchtfliegen (Drosophila) oder Fadenwürmern (Nematoden). Aus Sicht der Forschung betrachtet ist der Vorteil dabei, dass diese Tiere sehr schnelle Generationszyklen haben, also schnell altern. Auch ist ihr Genom bereits sehr gut entschlüsselt und weniger komplex als bei Säugetieren, sodass altersbezogene Gene einfacher identifiziert werden können. Häufig werden auch Mäuse untersucht. Mäuse sind mit dem Menschen näher verwandt und Untersuchungen an Mäusen bieten die Möglichkeit, bestimmte Gene an- oder abzuschalten (Knock-out-Mäuse).
3.4 Zusammenfassung
In der Altersforschung gibt es eine Reihe von methodischen Rahmenbedingungen, die beachtet werden müssen und die über diejenigen bei üblichen neuropsychologischen Studien an Studenten oder jungen Erwachsenen hinausgehen. Besonders längsschnittliche Untersuchungen und Kohortendesigns haben in der Altersforschung eine große Bedeutung. Da der Alterungsprozess über Jahrzehnte von internen (biologischen, genetischen) und externen (Umwelt, Verhalten) Faktoren beeinflusst wird, altert im Prinzip jeder Mensch unterschiedlich. Für diese individuellen Faktoren muss ebenso kontrolliert werden, wie für eventuelle Kohorten- oder Selektionseffekte.
Experimentelle Designs und Testaufgaben müssen an die veränderte Leistungsfähigkeit und das Erfahrungswissen älterer im Vergleich zu jüngeren Probanden angepasst werden, um valide Ergebnisse zu erhalten. Gerade ältere Menschen leiden oft an multiplen Erkrankungen, die neuropsychologische Testergebnisse beeinflussen oder verfälschen können. Auch bei der Anwendung neurowissenschaftlicher Methoden zur Untersuchung des Gehirns müssen Erkrankungen berücksichtigt werden.
Weiterführende Literatur
Leonhart, R. (2008). Psychologische Methodenlehre / Statistik. Ernst Reinhard, München, Basel.
Toga A. W. & Mazziotta J. C. (2002). Brain Mapping: The Methods. Academic Press, San Diego.
3.5 Fragen zum Kapitel
1. Weshalb wird in der Altersforschung häufig von quasi-experimentellen Designs gesprochen? Wie unterscheiden sich diese gegenüber „rein“ experimentellen Designs?
2. Welche Variablenarten spielen in der (Alters-)Forschung eine besondere Rolle?
3. Inwiefern können Kohortenzugehörigkeiten Alterseffekte vorspiegeln?
4. Wie wird bei einer Querschnittsuntersuchung vorgegangen?
5. Welche Vor- und Nachteile bringt ein querschnittliches Untersuchungsdesign mit sich?
6. Worüber können Korrelationsstudien Aussagen treffen und wo liegen die Grenzen bezüglich des Aussagegehalts solcher Studiendesigns?
7. Welche statistischen Verfahren zur weiteren Auswertung einfacher Korrelationsstudien gibt es?
8. Was versteht man unter längsschnittlichen Designs? Welche Vor- und Nachteile bringen diese mit sich?
9. Welche unterschiedlichen Datentypen gibt es und was zeichnet den jeweiligen Typus aus?
10. Welche Schwierigkeiten können bei der Datengewinnung aus der Selbstbeurteilung auftreten?
11. Geben Sie ein Beispiel für quantitative Daten. Wo liegen die Vorteile dieser Daten?
12. Welche Vor- und Nachteile bringt die Datenerfassung per Laborexperiment mit sich und wo liegt der Unterschied zu Feldstudien?
13. Wofür eignen sich Fokusgruppen und wo liegen die Schwierigkeiten dieser Methode?
14. Worin unterscheiden sich MRT und EEG bezüglich der Art der Datengewinnung und welche Aussagen lassen sich über die räumliche und zeitliche Auflösung der jeweiligen Methode treffen?
15. Worin unterscheiden sich strukturelle von funktionellen Untersuchungsmethoden des Gehirns?
4 Physisches Altern
Altern geht mit einer Reihe biologischer Veränderungen einher, verbunden mit einer Reduktion der physischen Reservekapazität (Abbildung 4.1). Diese Altersveränderungen beruhen auf strukturellen (Gewebe, Organe, Zellbausteine) und physiologischen (Zellteilung, Hormone, Immunsystem etc.) Alterungsprozessen. Mit zunehmendem Alter kommt es u. a. zu Veränderungen des Bewegungsapparates (z. B. Knochendichte, Muskel-Fett-Verteilung), des Herz-Kreislauf-Systems (z. B. maximale Herzfrequenz und maximale Sauerstoffaufnahme, Blutdruck), der Funktionsfähigkeit der inneren und äußeren Organe (z. B. Magen- und Darmtrakt, Harn- und Geschlechtstrakt, Auge, Ohr) und des Stoffwechsels. In der Folge können wichtige Körperfunktionen ebenso beeinträchtigt sein wie sensorische oder motorische Funktionen.
Auch das Gehirn bleibt vom biologischen Altern nicht verschont. In der Folge können Einbußen der kognitiven Leistung, der Wahrnehmung oder der motorischen Kontrolle auftreten (s. auch Kapitel 5).
Altersveränderungen resultieren oft auch in Veränderungen des äußeren Erscheinungsbildes und prägen damit unsere Vorstellung vom Altern. Viele physiologische Veränderungen, wie z. B. die Abnahme der maximalen Herzfrequenz, sind allerdings nach außen kaum sichtbar und treten erst in extremen Belastungssituationen in Form von Funktionseinbußen in Erscheinung.
Ursachen des biologischen Alterns
Die Ursachen der biologischen Veränderungen im Alter liegen in intrinsischen (genetischen, Kapitel 1) und extrinsischen (z. B. toxische Substanzen, Lebensstil) Faktoren. Damit treten viele Altersveränderungen weder zwangsläufig mit gegebenem Umfang auf noch sind sie unwiderruflich. Sie können durch einen geeigneten Lebensstil oder Interventionen durchaus verzögert, vermieden oder kompensiert und teilweise sogar wieder rückgängig gemacht werden. Umgekehrt können z. B. beruflich bedingte Belastungen, wie chronischer Stress, fehlende Pausen und monotone Anforderungen, entscheidend zum Altern beitragen.
Altersveränderungen beginnen früh
Die Veränderungen der körperlichen Erscheinung und der Abbau von Körperfunktionen beginnen in der Regel bereits ab dem mittleren Erwachsenenalter, also etwa ab dem 30. bis 40. Lebensjahr (Abbildung 4.1). Die Prozesse verlaufen allerdings so langsam, dass viele Veränderungen noch nicht oder kaum bemerkbar sind, sondern erst im späteren Leben, oftmals auch erst im hohen Alter, deutlich in Erscheinung treten. Besonders im sogenannten vierten Alter (ab ca. 80 Jahre) nimmt die Verletzlichkeit des Organismus, d. h. die Anfälligkeit für gesundheitliche Störungen und funktionelle Einbußen, erkennbar zu.
Abb. 4.1: Altern verschiedener Körpersysteme (nach Whitbourne & Whitbourne, 2001).
In der Folge betrachten wir insbesondere die nachstehenden physischen Funktionen, da sie auch für das psychologische Altern und das Altern des Gehirns und seiner Funktionen relevant sind:
sensorische Funktionen (u. a. Sehen, Hören, Tastsinn),
motorische Funktionen (u. a. Haltungs- und Bewegungsapparat, Gleichgewicht, Gang, Handgeschicklichkeit)
Herz-Kreislauf-Funktionen (u. a. maximale Sauerstoffaufnahme, Vitalkapazität).
4.1 Sensorische Funktionen
Sehen
Schon ungefähr ab dem 30. Lebensjahr kommt es allmählich zu altersbedingten Veränderungen im Sehsystem. Diese Veränderungen betreffen sowohl die Struktur und Funktion des Auges und der Lichtrezeptoren als auch den Sehnerv, also die Reizweiterleitung zum Gehirn. Der Großteil der Menschen mit schweren Sehbeeinträchtigungen (ca. 70 %) ist jedoch 60 Jahre oder älter, und es bestehen große interindividuelle Unterschiede. Etwa 30 % der Menschen im Alter von 85 Jahren und älter erleben eine so starke Verringerung des Sehvermögens, dass dadurch ihr Alltag beeinträchtigt wird.
Altersweitsichtigkeit
Eine Verdickung und Versteifung der Linsen und eine Schwächung der Augenmuskeln führt zu einer Abnahme der Akkomodationsfähigkeit, also der Fähigkeit, durch entsprechende Krümmung der Linse das Bild scharf auf der Netzhaut abzubilden. Der nächste Punkt des schärfsten Sehens („Nahpunkt“) rückt dabei weiter in die Ferne. Ist der Nahpunkt so weit vom Auge entfernt, dass ein scharfes Sehen von nahen Gegenständen oder in der Hand gehaltenen Texten ohne optische Hilfsmittel (z. B. Lesebrille) nicht mehr möglich ist („die Arme werden zu kurz“), spricht man von Alters(weit)sichtigkeit (Presbyopie).
Dämmerungssehen
Eine ganze Reihe von Veränderungen am Auge führen im Alter zu weiteren Sehschwierigkeiten. So schrumpft der maximale Durchmesser der Pupille bei geringen Lichtintensitäten von 7 – 8 mm im Alter von etwa 20 Jahren auf ca. 4 mm im Alter von etwa 80 Jahren. Hinzu kommt, dass Glaskörper und Linse weniger lichtdurchlässig werden und besonders das kurzwellige (blaue) Licht verstärkt absorbieren. Diese Veränderung in der Lichtabsorption äußert sich dann in einer leichten Gelbfärbung der Linse, die auch von Laien mit bloßem Auge erkennbar ist. Trübt sich die Linse grau oder wird gar teilweise undurchsichtig, spricht man von einem Katarakt (s. u.). Insgesamt ist die Menge des Lichts, das die Netzhaut erreicht, im Alter um bis zu 2/3 reduziert. Somit wird das Sehen im Dämmerlicht schwieriger und ältere Menschen benötigen zum Lesen eine stärkere Beleuchtung. Die Sehfähigkeit bei dämmrigem Licht nimmt zweimal so stark ab wie am Tage.
Farbensehen
Die geringere Lichtausbeute des Auges hat auch Auswirkungen auf die Wahrnehmung von Helligkeits- und Farbkontrasten. Da gerade in der Fovea (dem Bereich des schärfsten Sehens) ausschließlich die für das Farbensehen zuständigen Zapfen vorhanden sind, diese aber besonders viel Licht benötigen, sind insbesondere das Farbensehen, die Unterscheidung von Objekten und Gesichtern und das Lesen betroffen. Auch die Tiefenwahrnehmung ist von guten (Farb-)Kontrasten abhängig und damit im Alter schwieriger. Probleme mit der Farbunterscheidung treten allerdings bis zum 80. Lebensjahr hauptsächlich bei geringer Beleuchtung auf, ansonsten scheint das visuelle System einschließlich des Gehirns über Mechanismen zu verfügen, um diese Einbußen durch zusätzliche Verrechnungsschritte kompensieren zu können.
Ein besonders eindrückliches Beispiel für die veränderte Farbwahrnehmung im Alter ist oftmals bei älteren Frauen mit blondierten Haaren zu beobachten: Sie färben ihr Haar häufig bis in den Blaubereich hinein, weil dieser ihnen (noch) blond erscheint.
Dunkeladaptation und Blendung
Veränderungen in der Linse und dem Glaskörper wie z. B. eine höhere Lichtdurchlässigkeit der Hornhaut des Auges führen zu einer stärkeren Lichtstreuung im Auge. Dies erhöht die Empfindlichkeit für grelles Licht (Blendung). Auch die Adaptation an die Dunkelheit, z. B. beim Wechseln von einer hell erleuchteten zu einer dämmrigen Umgebung, wird schwieriger und dauert länger, weil die Pupille weniger flexibel ist.
Auswirkungen im Alltag
Alle Veränderungen am Auge führen zu Seheinbußen, die unmittelbare Auswirkungen auf die Alltagsgestaltung besitzen. So bereiten z. B. Probleme des Nahsehens Schwierigkeiten beim Lesen kleiner Schriftgrößen. Probleme älterer Menschen mit der Tiefenwahrnehmung und der Adaptation an Dunkelheit erhöhen die Wahrscheinlichkeit zu stolpern (das Betreten eines Kinos nach Beginn der Vorstellung wird schwieriger), beim Autofahren wird es in der Dämmerung und nachts schwieriger, Fußgänger zu erkennen. Die erhöhte Lichtempfindlichkeit führt zu einer verstärkten Blendung durch entgegenkommende Fahrzeuge. Für die Wahrnehmung und Wiedererkennung von Gesichtern sind unter anderem Farben und Kontraste sehr wichtig, sodass sich Auswirkungen auch auf soziale Interaktionen ergeben.
Während die sogenannte Altersweitsichtigkeit durch das Tragen einer Brille kompensiert werden kann, sind die weiteren beschriebenen Veränderungen gar nicht oder nur operativ zu behandeln.
Zur Unterstützung der Sehleistung sollte auf eine gute Beleuchtung der Arbeitsplätze, kontrastreiche Bildschirme, ausreichend große und gut lesbare Schriften (z. B. 12 Punkt, keine Serifen) (Adams & Hoffman, 1994) sowie auf deutliche Kontrastmarkierungen (z. B. an Bedienelementen und auf der Tastatur) geachtet werden. Weiterhin sollten grelles Licht sowie bestimmte Farbzusammenstellungen wie Blau-Grün-Kontraste vermieden werden.
Pathologische Veränderungen des Auges
Die oben beschriebenen Veränderungen in der Funktion des Auges und ihre Folgen für das Sehen sind mit zunehmendem Alter normal und müssen von pathologischen (krankhaften) Veränderungen abgegrenzt werden. Krankhafte Veränderungen, die mit zunehmendem Alter häufig zu beobachten sind, sind Katarakt, Glaukom und altersbedingte Makuladegeneration (AMD).
Beim Katarakt (auch Grauer Star genannt) handelt es sich um eine unnatürlich starke Trübung der Linse, die langsam immer weiter voranschreitet. Die Linse wird undurchlässig für Licht und das Bild dadurch matt und verschwommen, die Farbintensität und die Kontraste gehen verloren.
Glaukome (auch Grüner Star genannt) sind Schädigungen des Sehnervs, die z. B. durch erhöhten Augeninnendruck oder Durchblutungsstörungen verursacht werden. Es kommt zu Gesichtsfeldausfällen in den von den geschädigten Sehnerven betroffenen Bereichen der Retina.
Die Altersbedingte Makuladegeneration AMD bezeichnet eine Zerstörung von Sinneszellen in der Fovea (Sehgrube), also dem Bereich des schärfsten Sehens und der Farbwahrnehmung. Diese beiden Funktionen sind deshalb besonders betroffen: Genau dort, wo man gezielt hinschaut, verschwindet das Bild. Die etwas seltenere „nasse“ Form der AMD wird durch eine krankhafte Vergrößerung der Blutgefäße und ein Ausbluten aus den Gefäßen verursacht. Bei der häufigeren „trockenen“ AMD degenerieren die lichtempfindlichen Pigmentzellen in der Retina, die Zapfen und Stäbchen werden unwiderruflich geschädigt.
Hören
Etwa 30 % aller Personen im Alter von 65 Jahren oder älter leiden unter Einschränkungen des Hörvermögens. Dabei nimmt das Hörvermögen von Männern im Allgemeinen früher und etwa doppelt so schnell ab wie das von Frauen. Ein Unterschied, den man auf eine stärkere Lärmbelastung in einigen von Männern dominierten Berufen zurückführt (Brant & Fozard, 1990).
Ursachen für eine Schwerhörigkeit sind in allen Bereichen der beteiligten Organe zu finden: im Außenohr (Ohrmuschel und Gehörgang), im Mittelohr mit den Gehörknöchelchen, im Innenohr, der sogenannten Hörschnecke oder Cochlea, in der sich die auf die Schallempfindung spezialisierten Haarsinneszellen befinden, und auch im Bereich der Hörnerven oder der Hörrinde im Gehirn. Je nach Ursprung oder Ursache spricht man deshalb auch von einer Schallleitungsschwerhörigkeit, wenn Außen- und Mittelohr gestört sind, einer Schallempfindungsstörung, wenn das Innenohr betroffen ist, und von einer neuralen bzw. zentralen Schwerhörigkeit, wenn Veränderungen des Hörnervs oder des Gehirns ursächlich sind.
Schallleitungsschwerhörigkeit
Altersbedingte Ursachen für eine Schallleitungsschwerhörigkeit sind Veränderungen im Außen- und Mittelohr, die die Effektivität der Weiterleitung der Schallwellen ins Innenohr vermindern. Dazu gehören:
Die vermehrte Produktion von Ohrenschmalz und Verstopfung des Gehörgangs,
die Versteifung und geringere Flexibilität von Trommelfell (Übergang vom Außen- zum Mittelohr) und Basilarmembran (Übergang vom Mittel- zum Innenohr),
und die Abnahme der Beweglichkeit der Gehörknöchelchen.
Altersschwerhörigkeit
Im Falle einer Schallempfindungsstörung in Folge von altersbedingten Veränderungen des Innenohrs spricht man von der Altersschwerhörigkeit (Presbyakusis). Ursächlich hierfür ist vor allem ein sich mit der Lebenszeit akkumulierender Verlust von Haarsinneszellen durch mechanische Beschädigungen in Folge zu lauten Schalls, durch sogenannte ototoxische Substanzen (manche Antibiotika), durch Infektionen des Innenohrs oder auch durch eine reduzierte Blutversorgung.
Haarsinneszellen können schon durch einmalige sehr laute Geräusche mechanisch geschädigt werden. Da diese Schäden irreversibel sind, ist es zur Vorbeugung der Altersschwerhörigkeit ratsam, von Kindheit an die Ohren vor zu lauten Geräuschen (z. B. beim Musikhören mit „In-Ear-Kopfhörern“ oder in der Disko) zu schützen. Wichtig ist ggf. auch ein Gehörschutz am Arbeitsplatz.
Zu den funktionellen Einbußen in Folge einer Presbyakusis gehören:
ein Absinken der Hörschwelle (Schwierigkeiten bei der Wahrnehmung leiser Töne, besonders bei hohen Frequenzen),
eine erhöhte Lautstärkeempfindlichkeit,
eine erhöhte Empfindlichkeit für Hintergrundrauschen und Echos,
Störungen des Sprachverständnisses und
Ohrgeräusche (Tinnitus).
Erstes Anzeichen einer beginnenden Altersschwerhörigkeit ist ein bemerkbarer Gehörverlust hoher Frequenzen. Allmählich geht die Beeinträchtigung auf alle Frequenzen über, so dass es im späteren Leben schwieriger wird, menschliche Sprache und leise Geräusche zu erkennen (Abbildung 4.2).
Obwohl die betroffenen Personen Probleme im leisen bis mittleren Lautstärkebereich haben, reagieren sie häufig sehr empfindlich im lauten Bereich (Rekrutierung, Lautheitsausgleich), d. h. trotz eines Hörverlustes bleibt die „Unbehaglichkeitsgrenze“ im Bereich eines „Normalhörers“ (Hellbrück, 1996).
Abb. 4.2: Altersbedingte Schallempfindungsstörungen bei Männern (schwarz) und Frauen (dunkelgrau). Bei der Altersschwerhörigkeit sind vor allem die hohen Frequenzen des Sprachbereichs (hellgrau) betroffen. Dadurch ist das Verständnis von Konsonanten erheblich gestört, was z. B. zu Schwierigkeiten beim Verständnis ähnlich lautender Wörter führt (z. B. Unterscheidung von schlägt und pflegt) (nach Schmidt, Unsicker & Birbaumer et al., 2003).
Komplexe Tonmuster
Zusätzlich wird das Unterscheiden komplexer Tonmuster schwieriger. Das kann z. B. dazu führen, dass im Getöse des Verkehrs gesprochene und nicht gesprochene (z. B. Hupen) Warnungen nicht immer korrekt verstanden und interpretiert werden. Sobald der Fernseher oder das Radio läuft, kann einer Unterhaltung nicht mehr gefolgt und das Telefonklingeln oder das Klopfen an der Tür nicht gehört werden (s. Kasten Cocktail-Party-Effekt).
Schwierigkeiten bei der auditiven Sprachwahrnehmung können häufig durch andere Faktoren kompensiert werden. So kann in einer Unterhaltung der Kontext des Gesprochenen genutzt werden, um undeutlich oder gar nicht wahrgenommene Wörter im Geiste zu korrigieren oder zu ergänzen. Ein mit Alter und Erfahrung anwachsender Wortschatz und ausgeprägtes Sprachvermögen sind hier von großem Vorteil (Kapitel 6).
Eine andere Möglichkeit zur Kompensation von Problemen beim Sprachverständnis aufgrund von Altersschwerhörigkeit ist die Nutzung visueller Informationen. Lippenbewegungen gehen dem Schall bis zu 250 ms voraus. Auch ungeübte Lippenleser können mithilfe ihrer Erfahrung aus unzähligen persönlichen Gesprächen unter Augenkontakt diese Information nutzen, um den zu erwartenden Laut unbewusst vorherzusehen und diesen, auch wenn er rein auditiv nicht eindeutig wahrgenommen werden kann, richtig zu deuten.
Mislokalisation
Ein Beispiel für eine neurale Störung im Alter sind Probleme bei der Lokalisierung von Schallquellen. Die Schalllokalisation beruht auf unterschiedlichen Entfernungen der beiden Ohren zur Schallquelle und damit auch Unterschieden in den Laufzeiten der entsprechenden Signale von den beiden Ohren zum Gehirn. Da im Alter oftmals die Geschwindigkeit der Reizweiterleitung in den peripheren Nerven reduziert ist, kann es zu Fehlern in der Berechnung und damit zu Mislokalisationen kommen. Hier können visuelle (oder auch taktile) Signale bei der Lokalisation helfen.
„Cocktail-Party-Effekt“
Unter dem „Cocktail-Party-Effekt“ versteht man die Fähigkeit, in einer Umgebung mit mehreren sich überlagernden Schallquellen, z. B. einer Cocktail-Party, einzelne Geräusche der jeweiligen Quelle zuzuordnen, die Geräusche einer Quelle zu verstärken und diejenigen anderer Quellen zu unterdrücken. Auf diese Weise kann man z. B. den Worten eines bestimmten Sprechers folgen, auch wenn mehrere Menschen gleichzeitig und gleich laut sprechen. Für diesen Effekt ist das binaurale (also das beidohrige) Hören unbedingt erforderlich, weil es die genaue Lokalisation der ausgewählten Schallquelle erfordert. Ältere Menschen haben deshalb zunehmend Schwierigkeiten, den Cocktail-Party-Effekt zu erzielen.
Hörverlust hat zwar einen geringeren Einfluss auf die Selbstversorgung als Sehverlust, kann aber ebenfalls die Alltagsgestaltung beeinträchtigen. Auch wirkt er sich negativ auf viele Bereiche der Kognition aus (Kapitel 6). Bei Schwerhörigkeit sind Hörgeräte und niedrige Hintergrundgeräusche hilfreich. Außerdem hilft langsames, deutliches Sprechen und guter Augenkontakt. So können ältere Menschen durch die Beobachtung des Gesichtsausdrucks, der Gesten und Lippenbewegungen das gesprochene Wort interpretieren. Bei allen Maßnahmen sollte unbedingt die Lautstärkeempfindlichkeit beachtet werden.
Tastsinn
Ebenso wie beim Sehen und Hören beginnt die Alterung des Tastsinns, also der taktilen Wahrnehmung, schon ab dem frühen bis mittleren Erwachsenenalter. Der Abbau beschleunigt sich jedoch ab einem Alter von ca. 45 Jahren und ab dem 70. Lebensjahr sind fast alle älteren Menschen von Veränderungen des Tastsinns betroffen (Reuter et al., 2012).
Altersbedingte Veränderungen der taktilen Wahrnehmung haben eine große Bedeutung für die Selbstständigkeit im Alter. Ob beim Greifen von Objekten, beim Schnüren von Schuhbändern oder bei der Orientierung im Dunkeln kommt dem Fühlen im Alltag eine Schlüsselrolle zu. Gerade der Tastsinn an den Fingerspitzen ist dabei von großer Wichtigkeit, um zum Beispiel Berührungen wahrzunehmen, kleine Objekte zu unterscheiden, Oberflächen zu identifizieren oder auch Bewegungen von Objekten zwischen den Fingern oder in der Hand zu erkennen.
Wie beim Hören lassen sich auch in Bezug auf den Tastsinn altersbedingte Veränderungen in der Peripherie (also der Haut), in der Reizweiterleitung und in der zentralnervösen Verarbeitung feststellen. Mit zunehmendem Alter kommt es zu einem Verlust von Rezeptoren in bestimmten Hautregionen und zu einer Verlangsamung der Blutzirkulation in den Extremitäten. Zusammengenommen können diese Veränderungen zu einer reduzierten Empfindlichkeit gegenüber Berührungen, Vibrationen und Bewegungen, besonders an den Fingerspitzen, aber auch an Armen, Schultern und Wangen (Stuart et al., 2003) führen.
Auch wird die Haut mit dem Alter weniger elastisch und bekommt Falten. Ob und wie sich diese Veränderungen auf die Empfindlichkeit der Haut und die Verarbeitung taktiler Reize auswirken, ist aber noch ungeklärt. Die wissenschaftlichen Befunde sind diesbezüglich widersprüchlich.
Im Bereich der Reizweiterleitung lässt sich mit zunehmendem Alter ebenfalls eine Abnahme der Zahl und Dichte der Nervenfasern beobachten. Da dadurch unter anderem auch die Leitungsgeschwindigkeit abnimmt, kann weniger Information mit geringerer Genauigkeit verarbeitet werden.
Studien zeigen, dass die Fähigkeit, schnelle Vibrationen auf der Hautoberfläche zu erkennen und zu unterscheiden, stärker vom Alter beeinträchtigt ist als die Unterscheidung langsamer Vibrationen (z. B. Gescheider, 1997). Da unterschiedliche Rezeptoren in der Haut auf schnelle und langsame Vibrationen spezialisiert sind, deuten diese Befunde darauf hin, dass bestimmte Rezeptor-Typen von den Altersveränderungen stärker betroffen sind als andere.
Darmowy fragment się skończył.
