Neue Big-Data-Studie zeigt klaren Zusammenhang zwischen „Dosis“ des Gehirntrainings und kognitiven Verbesserungen in allen Altersgruppen

SAN FRANCISCO, Kalifornien, 17. Juli 2023 -- Eine Studie unter Leitung des Psychologen Allen Osman, PhD, und des Forschungsteams von Lumos Labs nutzt Big Data aus Lumosity-Spielsitzungen, um neue Erkenntnisse über die Auswirkungen kognitiven Trainings auf die kognitive Leistung zu liefern. Die in PLOS ONE veröffentlichte Studie zielte darauf ab, die Limitationen mehrerer früherer Studien zu adressieren, indem eine groß angelegte Analyse an einer Real-World-Kohorte von über 100.000 Personen durchgeführt wurde. Die Ergebnisse deuten auf einen starken, konsistenten Zusammenhang zwischen dem Trainingsumfang und signifikanten Leistungsverbesserungen in mehreren kognitiven Domänen für alle Altersdemografien hin. Darüber hinaus legen die Befunde nahe, dass fehlende Verbesserungen durch kognitives Training in einigen Studien auf eine unzureichende Trainingsdosis zurückzuführen sein könnten.

Dr. Osman erläutert: „Die Begeisterung für Gehirntraining rührt von seinem möglichen Einsatz zur Verbesserung normaler Kognition oder zur Linderung kognitiver Störungen her, aber frühere Forschung führte zu gemischten Befunden. Was diese Studie besonders gut leistet, ist nicht nur zu zeigen, dass eine Dosis-Wirkungs-Beziehung über den gesamten Erwachsenen-Lebensverlauf und mehrere kognitive Domänen hinweg allgegenwärtig ist, sondern auch, dass frühere Misserfolge bei der Feststellung von Effekten durch Gehirntraining auf kleine, unzureichende Dosen zurückzuführen gewesen sein könnten.“

Die Studie nutzte einen massiven, anonymisierten Datensatz von Lumosity-Nutzern aller Demografien, die während ihres Trainings zu mehreren Zeitpunkten auch eine separate Reihe neurokognitiver Tests absolvierten. Das Lumosity-Programm, bestehend aus einer Bibliothek kognitiver Trainingsaufgaben, die in kurze Spiele umgewandelt wurden, kategorisiert diese Spiele in mehrere kognitive Domänen, darunter Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Problemlösung, kognitive Flexibilität, Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit, Sprache und Mathematik.

Personen in der Studie absolvierten außerdem den NeuroCognitive Performance Test (NCPT), der validierte, computergestützte neurokognitive Tests umfasst, die Kurzzeitgedächtnis, Arbeitsgedächtnis, Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit, logisches Denken und andere kognitive Domänen erfassen. Die NCPT-Tests, die nicht gamifiziert sind, sind von den in Lumosity-Spielen verwendeten Aufgaben getrennt. Die Studie überwachte NCPT-Leistungsveränderungen im Verlauf des Lumosity-Trainings und ermöglichte es den Forschern, „Transfer des Lernens“ zu messen – das Ausmaß, in dem Training mit Lumosity-Spielen auf die Leistung bei unterschiedlichen kognitiven Tests überträgt.

Dr. Osman weist darauf hin, dass der Transfer des Lernens von Lumosity bereits durch frühere Studien nachgewiesen wurde, einschließlich einer großen, randomisierten, aktiv kontrollierten Studie von Hardy und Kollegen (2015). „Aber anders als in einer traditionellen Studie ermöglichte unser Big-Data-Ansatz, die Dosis-Wirkungs-Funktion zwischen Training und Testleistung präzise zu messen; das ist die Art und Weise, wie unterschiedliche Trainingsmengen mit unterschiedlich großen Verbesserungen der neurokognitiven Leistung korrespondieren.“

Diese Dosis-Wirkungs-Funktionen waren über verschiedene kognitive Domänen und diverse Gruppen nach Alter, Geschlecht und Bildungsniveau hinweg konsistent. Mehr Training führte zu größeren NCPT-Verbesserungen, und ein erheblicher Anteil der maximalen Verbesserung konnte mit etwa 20 Stunden kumulativem Lumosity-Training erreicht werden.

Die Studie wirft außerdem weiteres Licht darauf, ob die Wirksamkeit kognitiven Trainings über den Erwachsenen-Lebensverlauf variiert. Interessanterweise wurde in allen Altersgruppen die gleiche Menge an Lerntransfer beobachtet, was bedeutet, dass die Wirksamkeit kognitiven Trainings mit dem Alter nicht abnahm – ein positives Signal für ältere Personen, die kognitives Training betreiben. Dieser Befund repliziert ähnliche Ergebnisse von Ng und Kollegen (2020), die die Wirksamkeit kognitiven Trainings für ältere vs. jüngere Erwachsene in der kontrollierten experimentellen Studie von Hardy und Kollegen (2015) verglichen.

Schließlich liefert die Studie einige aufschlussreiche Hinweise zu Mechanismen des Lernens und der kognitiven Alterung. Leistungsverbesserungen im NCPT könnten entweder aus dem Transfer des Lernens durch kognitives Training oder einfach aus der wiederholten Durchführung des NCPT resultieren. Der analytische Ansatz der Autoren ermöglichte es, zwischen Verbesserungen durch kognitives Training und direkte NCPT-Übung zu unterscheiden. Die Datenanalyse ergab, dass ältere Erwachsene im Vergleich zu jüngeren Personen weniger Gewinn aus direkter NCPT-Übung sahen, der transferbezogene Verbesserungsgewinn jedoch in allen Altersgruppen konsistent war. Dr. Osman erklärt: „Die Dissoziation zwischen direkter Übung und Transfer deutet darauf hin, dass diese beiden Formen des Lernens nicht identische kognitive Prozesse betrafen und dass diejenigen, die an Effekten kognitiven Trainings beteiligt sind, über den Erwachsenen-Lebensverlauf erhalten blieben.“

Der Artikel mit dem Titel „Transfer of learning: Analysis of dose-response functions from a large-scale, online, cognitive training dataset“ ist Open Access und online auf der PLOS ONE-Website verfügbar.

Über Lumos Labs

Lumos Labs, der Entwickler von Lumosity, ist ein Pionier im Bereich kognitive Gesundheit und digitale Medizin mit der Mission, allen Menschen zu ermöglichen, herauszufinden, was ihr Geist leisten kann. Das Lumosity-Programm des Unternehmens hat über 100 Millionen Mitglieder aus mehr als 180 Ländern angezogen und einen Datensatz von über 7,5 Milliarden gespielten kognitiven Spielen aufgebaut, der mehr als 100 Kooperationen mit universitären Forschungsgruppen unterstützt. Lumosity DTx, die medizinische Division von Lumos Labs, steht an der Spitze der Entwicklung FDA-zugelassener digitaler Medizin. Ausgezeichnet vom Future of Privacy Forum für Data Stewardship, unterstützt Lumos Labs die Weiterentwicklung der kognitiven Forschung und schützt gleichzeitig die Privatsphäre seiner Mitglieder. Weitere Informationen unter: https://www.lumoslabs.com/

Referenzen

Osman, A. M., Jaffe, P. I., Ng, N. F., Kerlan, K. R., & Schafer, R. J. (2023). Transfer of learning: Analysis of dose-response functions from a large-scale, online, cognitive training dataset. PLOS ONE, 18(5), e0281095. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0281095

Ng, N. F., Osman, A. M., Kerlan, K. R., Doraiswamy, P. M., & Schafer, R. J. (2021). Computerized Cognitive Training by Healthy Older and Younger Adults: Age Comparisons of Overall Efficacy and Selective Effects on Cognition. Frontiers in Neurology, 11, 564317. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2020.564317/full

Hardy JL, Nelson RA, Thomason ME, Sternberg DA, Katovich K, Farzin F, et al. (2015) Enhancing Cognitive Abilities with Comprehensive Training: A Large, Online, Randomized, Active-Controlled Trial. PLoS ONE 10(9): e0134467. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134467