Belohnungsassoziiertes Lernen im Alter

Abstract

Gesundes Altern ist mit Veränderungen der kognitiven Leistungsfähigkeit, lokal be-tonter zerebraler Atrophie und einer Verminderung verschiedener Neurotransmitter und ihrer Rezeptoren assoziiert. Unter einer Reihe von kognitiven Veränderungen werden Einbußen in der flexiblen Anpassung an Rückmeldungsaufgaben beschrieben. Dieser Verlust der behavioralen Flexibilität kann durch altersabhängige Veränderungen des zerebralen Belohnungssystems bedingt sein, welche sich in Defiziten des Belohnungslernens äußern. In der vorliegenden Arbeit wurden durch eine neuropsychologische Untersuchung und funktionelle Kernspintomographie (fMRT) altersabhängige Effekte des Beloh- nungsassoziationslernens und dessen zerebrale Repräsentation mittels einer probabilistischen Umlernaufgabe (probabilistic object reversal task, pORT) untersucht. Ältere Probanden sammelten im Vergleich zu jungen Probanden we- niger Punkte und benötigten längere Zeit, Belohnungsasso-ziationen sicher zu lernen. Diese Unterschiede blieben statistisch signifikant nach Korrektur für andere altersabhängige kognitive Defizite. Nach Etablierung des pORT in einer fMRT-Untersuchung bei gesunden jungen Probanden konnten in einer dritten Studie die neuronalen Korrelate für die altersabhängigen behavioralen Unterschiede gefunden werden. Durch Einführung eines Lernkriteriums konnten Effekte des Alters im ventralen Striatum (VST) und im dorsolateralen präfrontalen Kortex (dlPFC) in Abhängigkeit von der Lernphase nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse belegen Defizite im Belohnungsassoziationslernen im Alter und eine zugrunde liegende veränderte frontostriatale Interaktion. Diese Befunde leisten einen wichtigen Beitrag, alltagsrelevantes Entscheidungsverhalten älterer Menschen sowie Symptome neuropsychiatrischer Erkrankungen des Alters besser zu verstehen.

Healthy aging is associated with a number of neuroanatomical and neurochemical alterations that result in various cognitive changes. In addition, older adults display deficits in tasks requiring the adaptation to external feedback of right or wrong. This loss of behavioral flexibility could be due to age- related changes of the cerebral reward system resulting in deficits in reward association learning. Using a probabilistic object reversal task (pORT) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) the effect of aging on reward association learning and its neuronal correlates was examined. Compared to younger adults, older adults scored less points and needed more time to learn reward associations. These differences remained statistically significant after correcting for other age-related cognitive deficits. After studying the neuronal correlates of reward association learning in healthy young participants with fMRI, we examined the neuronal correlates of the age-related behavioral deficit in reward association learning. Using a learning criterion, we found a significant effect of age in the dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) during-decision making and in the ventral striatum (VST) during reward processing depending on the learning stage. These results show deficits in reward association learning and an altered frontostriatal representation of reward associations in old age. The data can afford us a better understanding of the alterations in everyday decision-making of older adults and symptoms related to neuropsychiatric diseases in old age.