Die Neurowissenschaft des proaktiven vs. hyperreaktiven Denkens

Hyperreaktive kognitive Verarbeitung ist mit schlechter Organisation der weißen Substanz verbunden.

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Quelle: adike / Shutterstock

Kürzlich hat ein internationales Forscherteam herausgefunden, dass eine robuste Konnektivität der weißen Substanz zwischen bestimmten Hirnregionen der Schlüssel für eine proaktive, intelligente Fluiditäts- und Denkweise ist. Umgekehrt fanden die Wissenschaftler heraus, dass die hyperreaktive Verarbeitung der kognitiven Kontrolle mit Angst und schlechter Organisation der weißen Substanz verbunden ist. Diese Ergebnisse sind in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift NeuroImage veröffentlicht .

Diese Studie wurde von Alexander Olsen geleitet, der ein Associate Professor in der Abteilung für Psychologie und Direktor des Clinical Neuroscience Laboratory an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) ist. Olsen ist außerdem klinischer Neuropsychologe am St. Olavs Hospital der Universität Trondheim. In vielen seiner Forschungsprojekte arbeitet Olsen mit dem Center for Early Brain Development und Asta Kristine Håberg von der Trondheim fMRI Group sowie anderen Experten des Imaging Genetics Center der University of Southern California am Stevens Institute for Neuroimaging and Informatics zusammen.

Was ist der Unterschied zwischen proaktivem und hyperreaktivem Denken?

Das menschliche Gehirn nutzt ein proaktives System und ein reaktives System, um das tägliche Leben zu steuern und eine Vielzahl von Denkaufgaben zu erfüllen. Das proaktive System basiert auf flüssiger Intelligenz, um die Punkte verschiedener beweglicher Teile zu verbinden und einen rationalisierten Spielplan zu entwickeln. Auf der anderen Seite versucht das reaktive System, sich neu auszurichten, wenn das Gehirn überrascht wird und Probleme in scheinbar neuartigen Situationen schnell lösen muss.

“Das Gehirn arbeitet ständig daran, aus der Flut von Informationen, die uns in jeder wachen Minute unseres Tages kommen, eine Bedeutung zu schaffen”, erklärte Olsen in einer Erklärung. “Das reaktive System tritt ein, wenn etwas passiert, was nicht erwartet wird. Dann müssen Sie Ihr Verhalten anpassen und auf die neuen Informationen reagieren. Du musst deinen alten Plan wegwerfen und dir einen neuen Plan ausdenken. ”

Geir Mogen/NTNU

Der Chefradiograf Bjarte Snekvik und Associate Professor Alexander Olsen von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) illustrieren, wie Studienteilnehmer die fMRI-Aufgabe durchführen (die Person auf dem Foto war kein Studienteilnehmer). Studienteilnehmer verwendeten speziell gestaltete Antworttasten (wie gezeigt) und konnten die Aufgabe durch eine Videobrille betrachten.

Quelle: Geir Mogen / NTNU

Für diese Studie haben Olsen et al. rekrutierten Teilnehmer aus einer langfristigen, laufenden Studie über die Auswirkungen sehr niedrigen Geburtsgewicht (VLBW) in verschiedenen Phasen des Lebens. Ihr Ziel war es, mögliche Konsequenzen von VLBW auf kognitive Kontrolle und hyperreaktive kognitive Verarbeitung im Erwachsenenalter besser zu verstehen. Die Studienteilnehmer waren zwischen 22 und 24 Jahre alt. Die VLBW-Kohorte wurde mit einer gesunden Kontrollgruppe gleichen Alters verglichen. Die Teilnehmer beider Gruppen wurden mittels fortgeschrittener fMRI-Neuroimaging überwacht, da sie auf verschiedene Hinweise reagierten, die proaktive und / oder reaktive Hirnreaktionen hervorrufen sollten.

Obwohl die VLBW-Studienteilnehmer letztlich die Aufgaben in der fMRT sowie die gesunden Geburtsgewichtskohorten erfüllten, stützten sie sich viel stärker auf reaktive Hirnaktivierung als proaktives Denken. Bemerkenswerterweise wurde diese hyperreaktive Signatur der Gehirnaktivierung von einer schlechteren Organisation der weißen Substanz, einer geringeren Flüssigkeitsintelligenz und höheren Angstzuständen begleitet.

“Ihre Gehirne reagierten, als stießen sie jedes Mal auf etwas Neues”, sagte Olsen. “Es deutet darauf hin, dass ihre Gehirne aufgrund einer suboptimalen Organisation des zentralen Nervensystems hypervigilant sind. Eine Interpretation ist, dass sie jedes Mal weniger vorbereitet und mehr überrascht sind, was zu mehr Angstproblemen führen könnte. ”

Courtesy of Alexander Olsen/NeuroImage

Die orange-gelben Bereiche zeigen, wo Personen mit niedrigem Geburtsgewicht weniger proaktive kognitive Kontrolle (Stable Task-Set Maintenance) im Gehirn hatten. Die blauen / hellblauen Bereiche zeigen, wo sie eine reaktivere kognitive Kontrolle (Adaptive Task Control) hatten, verglichen mit der normalen Geburtsgewichtskontrollgruppe.

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Alexander Olsen / NeuroImage

Eine der wichtigsten Erkenntnisse dieser Forschung ist, dass eine schlechte Organisation der weißen Substanz dazu führen kann, irrelevanten Reizen zu viel Aufmerksamkeit zu schenken. Hyperreaktive Gehirnaktivierungssignaturen sind mit atypischer Top-Down-Modulation proaktiver kognitiver Kontrolle assoziiert. Idealerweise möchten Sie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen proaktivem Planungsverhalten und der Fähigkeit, flexibel zu bleiben und auf unerwartete Umstände schnell zu reagieren, mit reaktiven kognitiven Kontrollprozessen aufrechterhalten.

Wie kann jemand im täglichen Leben proaktiver und weniger reaktiv werden?

Klinisch konzentriert sich Alexander Olsen auf die neuropsychologische Beurteilung von Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen mit erworbenen Hirnverletzungen. Ein Teil seiner laufenden Forschung besteht darin, Komponenten effektiver Neurorehabilitations-Interventionen zu identifizieren, indem modernste bildgebende Verfahren sowie neurokognitive und andere klinische Maßnahmen eingesetzt werden.

Weil Olsen sowohl Forscher als auch klinischer Neuropsychologe ist, sucht er immer nach Wegen, seine Ergebnisse im Labor mit realen Situationen zu verknüpfen. “Wenn wir mit Menschen mit kognitiven Dysfunktionen oder Angstproblemen arbeiten, versuchen wir, ihnen bei der Vorbereitung auf bestimmte Situationen proaktiver zu helfen, sodass sie sich nicht so sehr auf reaktive Problemlösungen verlassen müssen”, sagte Olsen. “Wenn Sie mit kognitiver Verhaltenstherapie oder kognitiver Rehabilitation arbeiten, arbeiten Sie daran, Struktur in das Leben der Menschen zu bringen, damit sie sich nicht zu sehr auf ihre Verarbeitung der kognitiven Kontrolle im Internet verlassen müssen. Wenn du Struktur und Routine in deinem Leben schaffst, werden Ressourcen für die kognitive Kontrolle freigesetzt, die stattdessen effektiver für den Umgang mit Dingen verwendet werden können, die nicht geplant werden können. ”

Als ich siebzehn war, wurde ich viel aktiver und weniger hyperreaktiv, nachdem ich meine Liebe zum Laufen entdeckt hatte und angefangen hatte, regelmäßig Sport zu treiben. Als Jugendlicher, der unter Symptomen von Depressionen und Angstzuständen litt, hat Laufen mein Leben verändert. Basierend auf dieser transformativen anekdotischen Erfahrung war ich neugierig, ob Olsen irgendwelche klinischen Beweise dafür hatte, dass aerobes Training eine wirksame Intervention sein könnte, um Menschen aus allen Lebensbereichen proaktiver und weniger reaktiv zu machen.

In einer E-Mail-Anfrage an Alexander Olsen schrieb ich gestern: “Als Jugendlicher habe ich mich von einem zynischen und depressiven Teenager, der unter lähmenden Ängsten litt, zu einem ehrgeizigen Draufgänger gemausert, der den Tag nach dem Joggen eifrig ergriff wurde zu einem Teil meiner täglichen Routine. Ich weiß auch, dass es empirische Beweise gibt, dass Aerobic-Übungen das Volumen der grauen Substanz und die Integrität der weißen Substanz / funktionelle Konnektivität über die menschliche Lebensdauer verbessern. “(Z. B.” Aerobe Fitness ist verbunden mit größerer Integrität der weißen Materie “, Laura Chaddock-Heyman et al.)

Basierend auf meiner eigenen Lebenserfahrung und der empirischen Evidenz, die körperliche Bewegung und verbesserte weiße Substanz verbindet, fragte ich Olsen: ” Meinen Sie, dass regelmäßige moderate bis starke körperliche Aktivität (MVPA) und die Verbesserung der kardiorespiratorischen Fitness auch die proaktive kognitive Kontrolle durch Verbesserung von Weiß steigern könnten Integrität der Materie (und auch Bereitstellung der täglichen Struktur und Routine)?

Olsen antwortete schnell per E-Mail: “Das ist eine großartige Frage, und meine kurze Antwort ist JA, ich glaube, dass Sie Recht haben! Es ist eigentlich eine Forschungsfrage, an der wir in unserer zukünftigen Arbeit interessiert sind. ”

Neben dieser kurzen Antwort ging Olsen auf meine erste Anfrage in einer späteren E-Mail ein, die viel detaillierter war. Ich teile den Inhalt seiner Antwort vollständig mit den Lesern von Psychology Today , weil es so viel wertvolles Denkanstoß gibt.

Im Folgenden sind Alexander Olsens Erkenntnisse und Hypothesen über die Neurowissenschaften zur Verbesserung der proaktiven kognitiven Kontrollfunktion über moderate bis starke körperliche Aktivität, die er mit mir in einer E-Mail geteilt hat:

“Wie Sie bereits erwähnt haben, gibt es einige wissenschaftliche Erkenntnisse, aber es ist noch ein weiter Weg, bis wir die zugrunde liegenden Mechanismen vollständig verstanden haben. Kognitive Kontrolldysfunktion scheint ein transdiagnostisches Phänomen zu sein, das mit dem Patientenergebnis über verschiedene neurologische und psychiatrische Zustände (und die alltägliche Funktionsweise / Lebensqualität bei “gesunden” Individuen) verbunden ist.

Die Verbesserung der kognitiven Kontrollfunktion oder die Verringerung der Folgen kognitiver Kontrolldysfunktion (z. B. Gedankenkompensation durch neue Strategien) könnte daher ein effizientes Ziel für Interventionen sein. Ich glaube, dass aerobes Training eine sehr interessante und viel versprechende Intervention zur Verbesserung der kognitiven Kontrollfunktion ist.

In der Tat haben wir kürzlich eine Studie durchgeführt, die die gleiche Art von Aufgabe verwendet, die auch in der fMRI-Studie verwendet wurde, um grundlegende Mechanismen zu untersuchen, die an den möglichen Vorteilen von aerobem Training zur kognitiven Kontrollfunktion beteiligt sind. In dieser Studie untersuchten wir die akuten Auswirkungen verschiedener Intensitäten des aeroben Trainings auf diese Aufgabe.

Das interessanteste Ergebnis dieser Studie war, dass die Reaktionszeit nach der Belastung bei der kognitiven Kontrolle linear mit zunehmender Trainingsintensität abnahm, was darauf hindeutet, dass eine höhere Trainingsintensität mit Prozessen verbunden sein kann, die neuronale Effizienz (und möglicherweise proaktive kognitive Kontrollverarbeitung) ermöglichen. wir wissen das nicht, da wir in dieser Studie keine fMRI durchgeführt haben). Dieser Effekt schien jedoch vorübergehend zu sein, da sich die Reaktionszeit innerhalb von 20 Minuten nach der Trainingseinheit wieder normalisierte.

Es gibt viele Studien, die zeigen, dass Menschen, die mehr Sport treiben, auch eine bessere kognitive Kontrolle haben. In vielen dieser Studien ist es jedoch nicht möglich festzustellen, ob Menschen eine bessere kognitive Kontrollfunktion erhalten, weil sie mehr Sport treiben oder wenn sie mehr Sport treiben, weil sie eine bessere kognitive Kontrollfunktion haben …

Unsere Studie und andere ähnliche unterstützen, dass Übung selbst tatsächlich eine bessere kognitive Kontrollfunktion verursachen kann. Obwohl die Effekte in unserer Studie vorübergehend waren, können sie Prozesse widerspiegeln, die für die Optimierung der Gehirnfunktion vorteilhaft sind und dadurch möglicherweise die neuronale Plastizität und Organisation der weißen Substanz erleichtern (insbesondere wenn sie sich im Laufe der Zeit wiederholen).

Wir haben im Jahr 2017 ein Paper veröffentlicht, “Intensitätsabhängige Auswirkungen auf die kognitive Kontrollfunktion während und nach einer Akutlaufbandrennen bei jungen gesunden Erwachsenen”, wo wir auch die Ergebnisse detaillierter diskutieren.

Daher gibt es Hinweise darauf, dass aerobe Übungen für die kognitive Kontrollfunktion von Vorteil sind. Wie es das Gleichgewicht zwischen den proaktiven und reaktiven Systemen beeinflusst, ist immer noch eine offene Frage. Meine Hypothese ist, dass dies mit einer Verlagerung zu einer proaktiveren Aktivierung der Hirnaktivierung einhergehen würde, da dies (einschließlich unserer Studie) mit den positiven Wirkungen verbunden war, die typischerweise mit körperlicher Bewegung verbunden sind (zB weniger Angst, höherer IQ).

Wir haben uns auch die proaktive (stabile Task-Set-Maintenance) und reaktive (adaptive Task-Control) Systeme und deren Veränderung nach traumatischen Hirnverletzungen in einer Studie “Veränderte kognitive Kontrolle Aktivierungen nach mittelschwerer bis schwerer traumatischer Hirnverletzung” angeschaut Ihre Beziehung zu Verletzungsschwere und Alltagsfunktion. ”

Alex, herzlichen Dank für deine Hingabe an diese Forschung und dafür, dass du dir die Zeit genommen hast, diese wertvollen Erkenntnisse mit mir und den Lesern von Psychology Today zu teilen. Sehr geschätzt!

Verweise

Alexander Olsen, Emily L. Dennis, Kari Anne I. Evensen, Ingrid Marie Husby Hollund, Gro CC Løhaugen, Paul M. Thompson, Ann-Mari Brubakk, Live Eikenes, Asta K. Håberg. “Frühgeburt führt zu Hyper-Reactive Kognitive Kontrolle Verarbeitung und schlechte Weiße Materie Organisation im Erwachsenenalter.” NeuroImage . Band 167, 15. Februar 2018, Seiten 419-428. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2017.11.055

Martin Wohlwend, Alexander Olsen, Asta K. Håberg und Helen S. Palmer. “Intensitätsabhängige Auswirkungen auf die kognitive Kontrollfunktion während und nach dem Akutlaufband bei jungen gesunden Erwachsenen.” Frontiers in Psychology (2017) DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.0406

Alexander Olsen, Jan Ferenc Brunner, Kari Anne Indredavik Evensen, Torun Gangaune Finnanger, Anne Vik, Toril Skandse, Nils Inge Landrø, Asta Kristine Håberg. “Veränderte kognitive Kontrolle Aktivierungen nach Moderate-to-schweren traumatischen Hirnverletzung und ihre Beziehung zu Verletzungen Schweregrad und Alltag Funktion.” Cerebral Cortex (2014) DOI: 10.1093 / cercor / bhu023

Laura Chaddock-Heyman, Kirk I. Erickson, Joseph L. Holtrop, Michelle W. Voss, Matthew B. Pontifex, Lauren B. Raine, Charles H. Hillman und Arthur F. Kramer. “Aerobe Fitness ist mit größerer Integrität der weißen Substanz bei Kindern verbunden.” Frontiers in Human Neuroscience (2014) DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.0406

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