646 GERONTOPSYKIATRI Godt nyt om gamle hjerner Henning Kirk Den kognitive neurovidenskab peger på nye muligheder for hjernens livskarriere Dette er en fremragende artikel med den nyeste viden om den normale hjernes livskarriere. Læs den, lær noget nyt, læs om gode råd til patienter og bliv optimist på din egen pensionisttids vegne. BIOGRAFI: Forfatter er speciallæge i samfundsmedicin, tidligere leder af Gerontologisk Institut, nu selvstændigt virkende som forfatter og seniorkonsulent. Han har skrevet en række bøger om aldring, sundhed og forebyggelse, senest»med hjernen i behold kognition, træning og seniorkompetencer«. FORFATTERS ADRESSE: Mosegård Park 73, 3500 Værløse. E-mail: kirk@dadlnet.dk Det er et almenmenneskeligt træk, at vi oftere tænker på problemer end muligheder, når vi tænker på hjernens aldring. Denne ambivalens føler vi også som læger. Hospitalslæger oplever typisk ældre patienter, hvis kognitive ressourcer er reduceret på grund af sygdom, enten som følge af depression, demens, Parkinsons sygdom eller lignende eller som sekundær manifestation til hjerte-kar-sygdom eller anden somatisk sygdom. I almen praksis møder man imidlertid også raske, kognitivt velbevarede ældre personer, som f.eks. henvender sig for at få fornyet kørekortet. Ambivalensen afspejler epidemiologiske fakta. Man finder markant voksende individuelle forskelle i kognitiv funktion med årene. Dette ses f.eks. i Fig. 1, der viser aldersrelaterede ændringer i intelligenskvotient (IK)-værdier hos personer, som blev fulgt, fra de var 50 år til de var 80 år (1). Ser man på resultaterne hos de 80- årige, vil de laveste af værdierne i stor udstrækning skyldes sygdomme, der direkte eller indirekte reducerer disse individers kognitive funktion. Spredningen i»feltet«afspejler imidlertid ikke kun raske versus syge individer, men i høj grad også forskelle i forvaltning af hjernens livskarriere. Jeg vil i det følgende give en oversigt over, hvad man ud fra den kognitive neurovidenskab kan sige om vores individuelle muligheder for at udvikle og vedligeholde de kognitive funktioner med
GERONTOPSYKIATRI 647 Fig. 1. Intelligensmålinger hos personer, der er fulgt fra 50- til 80-års-alderen. Befolkningsundersøgelserne i Glostrup (1). Kurverne repræsenterer længdesnitsresultater med medianværdier for intelligenskvotient (WAIStest) for alle de testede og værdier for henholdsvis de 10% bedste og de 10% ringeste præstationer. Intelligenskvotient 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 50 60 70 80 Alder, år 10% med det mindste fald Gennemsnitlige testpræstationer 10% med det største fald alderen. En mere omfattende gennemgang kan findes andetsteds (2). Aldring og kognitiv neurovidenskab Den fortsatte udvikling inden for funktionel magnetisk resonans (MR)-skanning har muliggjort en stadig større integration af viden fra henholdsvis neurobiologisk og psykologisk forskning. Og inden for et sådant samarbejde oplever man nu også en stærkt øget interesse for at udforske hjernens livskarriere (neurocognitive lifespan research). Emnerne følger de kognitive processer fra opmærksomhed (attention) via perception, arbejdshukommelse, indlæring, langtidshukommelse, genkendelse/genkaldelse til problemløsning (3, 4). Dette forskningsområde er en stor udfordring ikke kun for forskningen, men også for vores fortsat udbredte fordomme knyttet til aldring og ældrebilleder. Er vi hjernemæssigt forskelligt udrustet fra fødslen, bliver de individuelle forskelle mere og mere udtalte med årene. Nu ved vi imidlertid, at de individuelle forskelle afspejler hjernens plasticitet. Den formes efter, hvordan den bliver brugt for at udtrykke det i korthed. Kognitionsforskningen kan nu vise, at stimulation og læring i barndom og ungdom sætter tydelige spor senere i livet, bl.a. udtrykt ved begrebet kognitiv reserve. Men hjernen formes hele livet, i takt med det levede liv. I biologisk forstand kan hjernens livskarriere beskrives som et livslangt byggeprojekt hvor der både bygges op, bygges til, rives ned og bygges om. Med årene rives der mere ned, end der bygges op. Faktisk dør der flest neuroner tidligt i livet. Indtil teenageårene overstiger nydannelsen imidlertid tabene, og hjernens netværk når et modningspunkt i 25 30-års-alderen. Herefter går det ned ad bakke hjernens volumen aftager i gennemsnit med ca. 0,18% pr. år (5).
648 GERONTOPSYKIATRI Foto: Thyra Hilden. Mekanik og pragmatik Hvis vores kognitive formåen alene afhang af hjernens volumen og antallet af neuroner, ville udsigterne for alderdommen ikke være lovende. Heldigvis findes der en række, til dels nyopdagede kompensatoriske mekanismer, som i forening med individuelle strategier kan bidrage til en god vedligeholdelse. Det er alles erfaring, at vi med årene bliver noget langsommere til at lære, især hvis der er tale om helt nyt stof. Børn og unge vil altid vinde over voksne i memory-spil, og det afgørende er her, at erfaring ikke er til nogen fordel. Alle er»på herrens mark«afhængige af den kognitive mekanik (tidligere betegnet»flydende intelligens«), dvs. af kapaciteten af nye netværksressourcer til brug for opmærksomhed, arbejdshukommelse og indkodning til langtidshukommelse. Hjernens kognitive mekanik begrænses af»båndbredden«til indlæring af helt nye informationer, og denne båndbredde bestemmes bl.a. af netværkskapaciteten i hippocampus. I voksenårene har vi derimod store fordele i de tilfælde, hvor vores indlæring kan bygge på erfaring; hvor det er muligt at bruge allerede etablerede netværk, som kan genfinde og genkende mønstre i det nye. Man taler om kognitiv pragmatik (tidligere betegnet»krystalliseret intelligens«). Den kognitive pragmatik kan opfattes som en»erfaringsportal«, hvis kapacitet især beror på præfrontale netværk. Vores kognitive livskarriere indebærer således, at hjernens (hippokampale) båndbredde til ny indlæring reduceres fra ungdommen, men kompenseres af en voksende erfaringsportal, der er knyttet til præfrontale netværk. Alderens pragmatiske kognitive muligheder ligger således i, at vi kan bruge vores erfaring til fortsat indlæring af nyt. Men det forudsætter, at det nye kan relateres til vores erfaringsområde. Erfaring er ingen hjælp ved memory-spil. Adskillige undersøgelser viser, at det er muligt ikke blot at vedligeholde, men også at videreudvikle den kognitive pragmatik. Dette ses især inden for sproglige færdigheder, og der synes specielt at være vækstmuligheder hos flersprogede personer. Pragmatik, mønsterudvidelse og -genkendelse At vi med årene bruger hjernen på en anden måde i kognitive funktioner, kan
GERONTOPSYKIATRI 649 vises ved funktionel MR-skanning. Man kan tale om en»akse«mellem hippocampus og den præfrontale cortex, en akse, der ændres med årene i takt med ændringerne i de kognitive processer mindre mekanik, mere pragmatik. I de yngre år bruges hippocampus relativt mere end senere i livet i forbindelse med indlæring og hukommelse, idet vi med årene samtidig bliver mere afhængige af det præfrontale netværk. Inden for den kognitive psykologi beskrives den erfaringsbaserede indlæring med begreberne»mønsterudvidelse«og»mønstergenkendelse«(6). I moden alder har vi mange erfaringer, både hvad angår forståelsen af omverdenen og løsningsforslag til en lang række problemer. Når vi konfronteres med noget nyt, forsøger vi (mere eller mindre bevidst) at rubricere det nye i forhold til noget, vi i forvejen kender. Vi går efter at genkende mønstre. Denne ændring i indlæringsstrategi og dertil relaterede akseforskydning fra hippocampus til den præfrontale cortex giver os mange fordele på længere sigt. Ulemperne er imidlertid, at den præfrontale cortex bliver mere og mere sårbar med årene, ligesom kapaciteten mindskes. Det har imidlertid vist sig, at vi kan udvikle reservekapacitet ved at bruge netværk i begge hemisfærer (bilateralisering) i situationer, hvor vi som yngre alene brugte den ene hemisfære (lateralisering). Studier har således vist, at ældre voksne, der løser bestemte opgaver bedre end andre jævnaldrende, har større tendens til bilateralisering (7). Det er langtfra klarlagt i detaljer, hvad bilateralisering er udtryk for, men der er ingen tvivl om, at der er tale om en kompensatorisk mekanisme. Den ses således også hos personer, der har demenssygdom og tilsyneladende kompenserer for manglende netværksressourcer. Selv om vi med årene udvikler præfrontale ressourcer som kompensation for den faldende hippokampale båndbredde, er vi dog stadig meget afhængige af hippocampus og dens kapacitet i løbet af livet. Og det har især vist sig, at den yder væsentlige netværksressourcer i den autobiografiske hukommelse, dvs. den hukommelse, der knytter sig til vores personlige erfaringer (8). Vi er imidlertid også til en vis grad i stand til at gå uden om hippocampus under indlæring. Det sker, hvis indlæringen vedrører bevægelse og handling. Generelt er vores potentiale til bevægelsesrelateret hukommelse meget stort. Vi er gode til at huske noget, der er relateret til vores håndelag noget vi kan»på fingrene«. Træning, automatisering og»udlicitering«når man skal forstå de kognitive aldersforandringer, er det en fordel at tage udgangspunkt i hjernens opbygning set i evolutionært perspektiv. Den præfrontale cortex, som er den evolutionært nyeste del af hjernen, er mere kompleks i opbygning og funktion men altså også mere sårbar med alderen. Præfrontale processer er meget energikrævende og afhængige af intakt kredsløb. Jo mere i dybden under hemisfærerne og nedad mod rygmarven strukturer og processer befinder sig, des ældre er de evolutionært set og samtidig mere robuste og billigere i drift. Især lillehjernen (og dens relationer til basalganglierne) har vist sig at være interessant for den kognitive vedligeholdelse
650 GERONTOPSYKIATRI med alderen. Lillehjernen kan ikke længere betragtes alene som»bevægelsernes automatpilot«. Den har vist sig at have en betydelig rolle i vores kognitive funktioner. I takt med at vi udvikler vores sproglige færdigheder, bliver lillehjernen også sprogets automatpilot (9). Det ser ud til, at vi med opøvningen af de sproglige færdigheder kan»udlicitere«væsentlige dele af de kognitive funktioner fra cortex til netværk knyttet til lillehjernen og basalganglierne. Set i et aldringsperspektiv har det i hvert fald to store fordele:»driftssikkerhed«og»driftsbesparelser«. Når jeg anvender disse økonomiske metaforer, er det, fordi aldringens kompensatoriske muligheder bl.a. beror på økonomi»hjerneøkonomi«. Det drejer sig faktisk om at»få mere ud af mindre«. Vi kan med årene opnå betydelige kognitive fordele ved, at vores hjerne udliciterer kortikale, især præfrontale funktioner, til subkortikale netværk. Omfanget af sådanne forskydninger kan endnu ikke klarlægges, bl.a. fordi det hidtil har været vanskeligt at undersøge subkortikale processer ved fmr-skanning. Men det forhold, at lillehjernen i forhold til cortex er mindre sårbar over for aldring (og Alzheimers sygdom), rummer spændende perspektiver. Indtil flere mellemregninger bliver kendt, kan vi forfølge gevinsterne ved de faktorer, som nu er dokumenterede. Det drejer sig om: 1) hjernens»miljø«, 2) sprog og 3) træning, øvelse og repetition. Fysisk aktivitet og hjernens miljø Den biologiske aldring omfatter selvsagt både neuronerne, netværket og gliavævet med dets omfattende understøttende funktioner. Betingelserne for de neurokognitive funktioner med årene skal derfor ses i sammenhæng med hjernens samlede biologiske miljø. En afgørende faktor er blodforsyningen, ikke mindst de relativt set markante energibehov i den præfrontale cortex. Med alderen bliver vi mere og mere sårbare over for svigtende blodtilførsel i cortex. Der er næppe tvivl om, at det fænomen, der tidligere blev betegnet som»alderdomssvækkelse«, i stor udstrækning ud fra nutidens viden må tolkes som delvis reversibel kredsløbssvækkelse. Kredsløbet betyder meget mere end alderen. F.eks. viser nye studier, at fysisk træning og påfølgende bedre kredsløb kan reducere aldersbetinget kognitiv reduktion (10). At opmærksomhed, indlæring, hukommelse og problemløsning kan forbedres gennem fysisk træning skyldes imidlertid ikke kun kredsløbseffekter. Kognitionsforbedringer kan også forklares ud fra bedre stresskontrol og ved, at muskelaktivitet ad flere kemiske veje stimulerer neural aktivitet. F.eks. er det påvist, at muskelaktivitet kan føre til nydannelse af neuroner i hippocampus gennem bl.a. frigørelse af BDNF (brain derived neurotrophic factor). Mere kompliceret er det at udrede betydningen af de psykologiske effekter af fysisk træning. Fysisk form medfører forbedringer i selvbillede, selvtillid og motivation, f.eks. tilskyndelsen til et fortsat aktivt socialt liv op i årene. Sproget vedligeholder hjernen Det har længe været kendt, at vigtige aspekter af vores sproghåndtering, f.eks. ordforråd, fortsat kan udvikles højt op i
GERONTOPSYKIATRI 651 Vær fysisk aktiv - mindst 30 min daglig med pulsen i vejret Vær bevidst om, hvad du er god til Træn og vedligehold det, du er god til Bliv endnu bedre til det, du er god til Sæt dig også ind i noget, der ligger uden for det, du har forstand på Træf nye mennesker også nogen, du kan være uenig med Brug tid til samvær med børn leg og lyt Lær/genopfrisk fremmedsprog det er aldrig for sent Lyt til musik også noget, du ikke er vant til at høre. Og spil selv Bevar nysgerrigheden og pas på mageligheden. Boks 1. Hjernens vedligeholdelse 10 gode råd. årene. Det forudsætter dog fortsat læring og træning, ikke mindst når det gælder det aktive ordforråd. I de senere år er der kommet særligt fokus på betydningen af flersprogethed. Det er blevet påvist, at flersprogede personer generelt bevarer de kognitive funktioner i høj alder bedre end andre, og ved at undersøge komplet tosprogede personer er det nu muligt at indkredse nogle årsagssammenhænge. At skifte mellem to sprog træner ens arbejdshukommelse, formentlig ved at man opøver en evne til at filtrere»uvedkommende støj«(11, 12). Det er netop et af de største kognitive problemer med årene, at vi bliver mere sårbare over for uvedkommende støj, dvs. signaler og informationer, der kan forstyrre vores opmærksomhed og indlæring. Et praktisk eksempel på betydningen af sprog og kommunikation i moden alder er vist hos piloter. I et studie sammenlignede man færdigheder i cockpittet hos yngre og ældre piloter, som blev fulgt i en treårsperiode. Alle piloterne var selekterede som»ekspertpiloter«ud fra deres resultater ved de årlige simulatortest. Det viste sig, at flere af de ældre piloter i løbet af de tre år forblev på et højere scoringsniveau end de yngre, først og fremmest når det gjaldt sproglig kommunikation (13). Musik som kognitiv forstærker Et område af voksende interesse er musikkens betydning for vores hjerne, både når det gælder emotion, kognition, bevægelse og psykosociale aspekter. Musikken synes i særlig grad at kunne»slå bro mellem hjernen og resten af kroppen«ved at emotioner og bevægelse (med eller uden muskelaktivitet) påvirker vores kognitive muligheder. Der er efterhånden samlet en del viden på området, hvilket bl.a. afspejles i en oversigt af den kendte amerikanske forfatter og neurolog Oliver Sacks (14). Effekten af musik på kognitive funktioner er især beskrevet ved den såkaldte Mozarteffekt, dvs. anvendelsen af visse stykker klassisk musik, der har dokumenteret styrkende effekt på bl.a. indlæring og hukommelse. Det er endnu ikke tilstrækkeligt belyst, hvilken betydning denne sammenhæng har set i et livsperspektiv, men det er velkendt, at mange kendte musikere og dirigenter forbliver aktive i en meget høj alder. Hjernens vedligeholdelse gode råd til praksisbrug Det må forventes, at især den alment praktiserende læge i stigende grad vil blive stillet spørgsmål om, hvordan hjernen og de kognitive funktioner bedst kan styrkes og vedligeholdes med årene. Her tænkes både på forebyggelse af demens
652 GERONTOPSYKIATRI og på kompensering for aldringens konsekvenser i almindelighed. I begge tilfælde er buddet klart: træning af såvel fysiske som psykiske færdigheder. Af pædagogiske årsager vil det være en fordel, at man over for patienten kan informere om de kognitive gevinster ved fysisk aktivitet, herunder angive de tidligere omtalte fire årsagsfaktorer: kredsløb, stresskontrol, musklernes»endokrine«funktioner samt psykisk velbefindende og funktion. Det er også af væsentlig pædagogisk betydning, at man i dag kan fastslå, at egentlig kognitiv træning er mulig på samtlige områder og i alle aldersgrupper. Det gælder opmærksomhed, arbejdshukommelse, indlæring, langtidshukommelse, problemløsning, sprogfunktion mv. I den forbindelse er det vigtigt at tænke både på den kognitive mekanik og den kognitive pragmatik. Som nævnt forringes mekanikken markant med årene, men det er på den anden side vigtigt, at den udfordres, at man sørger for også at beskæftige sig med noget, der ligger helt uden for ens erfaringsområde. Hvis man i ti punkter skal summere gode råd om hjernens vedligeholdelse, kunne de f.eks. lyde som angivet i Boks 1. I al deres banalitet er rådene i overensstemmelse med anbefalinger, der bygger på den nye forskning inden for aldring og kognitiv neurovidenskab, hvortil der er henvist i denne artikel. Økonomiske interessekonflikter: ingen angivet. LITTERATUR 1. Mortensen EL, Høegh P. A gender difference in the association between APOE genotype and age-related cognitive decline. Neurology 2001;57:89 95. 2. Kirk H. Med hjernen i behold. Kognition, træning og seniorkompetencer. København: Akademisk Forlag, 2008. 3. Baltes PB, Reuter-Lorenz PA, Rössler F, red. Lifespan development and the brain. The perspective of biocultural co-constructivism. Cambridge: Cambridge University Press, 2006. 4. Cabeza R, Nyberg L, Park D, red. Cognitive neuroscience of aging. Linking cognitive and cerebral aging. Oxford: Oxford University Press, 2005. 5. Raz N, Rodrique KM. Differential aging of the brain: patterns, cognitive correlates and modifiers. Neurosci Biobehav Rev 2006;30:730 48. 6. Goldberg E. Visdommens paradoks. København: Dansk Psykologisk Forlag, 2005. 7. Reuter-Lorenz PA, Lustig C. Brain aging: reorganizing discoveries about the aging mind. Curr Opin Neurobiol 2005;15:245 51. 8. Maguire EA, Frith CD. Aging affects the engagement of the hippocampus during autobiographical memory retrieval. Brain 2003;126:1511 23. 9. Schmahmann JD. The cerebellum and cognition. Int Rev Neurobiol 1997;41:273 94. 10. Hillman CE, Erickson KI, Kramer AF. Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. Nature Rev Neurosci 2008;9:58 65. 11. Kavé G, Eyal N, Shorek A et al. Multilingualism and cognitive state in the oldest old. Psychol Aging 2008;23:70 8. 12. Bialystok E, Craik FIM, Klein R et al. Bilingualism, aging, and cognitive control: evidence from the simon task. Psychol Aging 2004;19:290 303. 13. Taylor JL, Kennedy Q, Noda A et al. Pilot age and expertise predict flight simulator performance: a 3-year longitudinal study. Neurology 2007;68:648 54. 14. Sacks O. Musicophilia. Tales of music and the brain. London: Picador, 2007.