Embodied cognitive reserve in the cortico-subcortical premotor network

Das SFB-Subprojekt C01 untersucht die neurobiologischen Grundlagen einer embodied cognitive reserve, die es älteren Menschen ermöglicht, motorische und visuell-räumliche Leistungen trotz altersbedingter körperlicher und neuronaler Degeneration aufrechtzuerhalten. Im Fokus stehen sekundäre motorische Netzwerke (prämotorischer Kortex, SMA) als potenzielle Reserve-Schaltkreise, die motorisches Lernen, Gleichgewichtskontrolle und visuell-räumliche Kognition unterstützen.

Zentral ist die Unterscheidung zwischen stabilen, nicht-modifizierbaren strukturellen Eigenschaften des Gehirns („neurobiologisches Kapital“, z. B. kortikale Faltungsgeometrie) und trainingsinduzierter plastischer Anpassung auf mikrostruktureller Ebene (z. B. Neuriten- und Myelinveränderungen). In einer randomisierten, longitudinalen Balance-Trainingsstudie mit multimodaler 3T- und 7T-MRT werden diese Reserve- und Plastizitätsmechanismen systematisch untersucht und mit individuellen Unterschieden in motorischem Lernen, posturaler Kontrolle und visuell-räumlicher Leistung in Beziehung gesetzt.

Das Projekt kombiniert quantitative strukturelle und diffusion-basierte MRT, biophysikalische Modellierung, Traktographie, netzwerkanalytische Ansätze sowie multivariate Statistik und Machine-Learning-Methoden. Ziel ist es, zu klären, wie stabile Hirnmerkmale und erfahrungsabhängige Plastizität gemeinsam altersbedingte physische Fragilität kompensieren und interindividuelle Unterschiede in motorischer und kognitiver Leistungsfähigkeit erklären. Damit leistet C01 einen zentralen Beitrag zum SFB-Ziel, Mechanismen von Reserve und Ressourcennutzung im alternden Gehirn zu verstehen.