Bei altersbedingt abnehmender kognitiver Funktion stellt das steigende Renteneintrittsalter Arbeitgeber und -nehmer vor wachsende Herausforderungen. Der Aufbau der kognitiven Reserve (CR) durch geistig stimulierende Aktivitäten verspricht eine Resilienz gegenüber neuropathologisch bedingten kognitiven Defiziten. In der vorliegenden Arbeit wird die Rolle der CR in Bezug auf die kognitive Leistungsfähigkeit und die neuronale Informationsverarbeitung gesunder Erwachsener im Berufsalter untersucht. Unter Ableitung des Elektroenzephalogramms bearbeiteten Probanden mittleren und hohen Erwerbsalters (34-45 J. und 46-62 J.) im 2-Jahres-Abstand Aufgaben zu drei Domänen exekutiver Funktionen: Arbeitsgedächtnis (AG), kognitive Flexibilität und Inhibitionskontrolle. Hoch-CR-Probanden wiesen aufgabenübergreifend schnellere Reaktionen und geringere Fehlerraten auf. Reduzierte Leistung ließ sich in der Gering-CR-Gruppe tendenziell bei älteren Probanden und in anspruchsvollen Aufgabenbedingungen beobachten. Nach 2 Jahren zeigten Gering-CR-Ältere eine numerisch abnehmende AG-Kapazität, während Hoch-CR-Ältere ihre hohe Leistung steigern konnten. Die P3-Amplitude variierte in Abhängigkeit von der CR und dem Alter. Hoch-CR-Jüngere wiesen im Vergleich zu Gering-CR-Jüngeren höhere P3-Amplituden auf, während Hoch-CR-Ältere im Gegensatz zu Gering-CR-Älteren kleinere P3-Amplituden generierten. Zudem legten kürzere P3-Latenzen in der Hoch-CR-Gruppe eine schnellere neuronale Verarbeitungsgeschwindigkeit nahe. In der Aufgabe zur kognitiven Flexibilität ließ sich bei Gering-CR-Probanden ein Anterior-Shift der P3 beobachten. Die Untersuchungsergebnisse konnten nach 2 Jahren repliziert werden. Alterungsrelevante Leistungsvariablen und neuronale Informationsverarbeitungsprozesse zeigten sich bereits im Berufsalter sensitiv gegenüber der CR. Das mittlere Erwachsenenalter sollte bei der Erarbeitung und Evaluation CR-basierter Maßnahmen zur Prävention kognitiver Defizite stärker berücksichtigt werden. / The increasing retirement date accompanied by an age-associated decline of cognitive functions poses growing challenges to employers and employees. The cognitive reserve (CR) promises a resilience to brain damage-associated cognitive deficits through intellectually stimulating lifestyle activities. The present study examines the role of CR relating to cognitive performance and neuronal information processing of healthy adults in working age. Using an electroencephalogram, subjects of middle and high working age (34-45 years and 46-62 years of age, respectively) completed tasks on three domains of executive functions: working memory, cognitive flexibility and inhibition control. Follow-up assessments were conducted after two years. High-CR subjects performed better across tasks than Low-CR subjects, with faster reaction times and lower error rates. Reduced performance in the Low-CR group tended to be more common among older participants and during the more challenging task conditions. In addition, after two years, Low-CR older workers showed a decreased working memory capacity while older High-CR individuals improved their higher performance. The P3 amplitude of the event-related brain potential varied systematically as a function of CR and age. High-CR younger individuals revealed higher P3 amplitudes compared to Low-CR younger individuals, while High-CR older individuals generated smaller P3 amplitudes than Low-CR older individuals. The shorter P3 peak-latencies of the High-CR group suggested moreover a difference in neural processing speed. When testing cognitive flexibility an anterior shift of the P3 was observed in older Low-CR subjects. The results were almost completely replicated after two years. Age-related performance variables and neuronal information processes revealed to be sensitive to CR already at working age. These findings recommend more research on early adulthood in the development and evaluation of CR-based programs to prevent cognitive deficits.

The studies investigated the impact of predictive visual information about the pitch and location of a forthcoming sound on the sound processing. In Symbol-to-Sound matching paradigms, symbols induced predictions of particular sounds. The brain’s error signals (IR and N2b components of the event-related potential) were measured in response to occasional violations of the prediction, i.e. when a sound was incongruent to the corresponding symbol. IR and N2b index the detection of prediction violations at different levels, IR at a sensory and N2b at a cognitive level. Participants evaluated the congruency between prediction and actual sound by button press. When the prediction referred to only the pitch or only the location feature (Exp. 1), the violation of each feature elicited IR and N2b. The IRs to pitch and location violations revealed differences in the in time course and topography, suggesting that they were generated in feature-specific sensory areas. When the prediction referred to both features concurrently (Exp. 2), that is, the symbol predicted the sound´s pitch and location, either one or both predictions were violated. Unexpectedly, no significant effects in the IR range were obtained. However, N2b was elicited in response to all violations. N2b in response to concurrent violations of pitch and location had a shorter latency. We conclude that associative predictions can be established by arbitrary rule-based symbols and for different sound features, and that concurrent violations are processed in parallel. In complex situations as in Exp. 2, capacity limitations appear to affect processing in a hierarchical manner. While predictions were presumably not reliably established at sensory levels (absence of IR), they were established at more cognitive levels, where sounds are represented categorially (presence of N2b).

Personen mit Morbus Parkinson (MP) erleben Herausforderungen beim Erinnern, Planen und Ausführen täglicher Abläufe, die über motorische Symptome hinausgehen. Störungen in der Verarbeitung von Alltagsereignissen könnten eine zentrale Rolle spielen, jedoch sind potentielle Defizite und neuronale Mechanismen unzureichend untersucht. In Studie 1 untersuchten wir das Segmentierungsverhalten während der Betrachtung von naturalistischen Filmen und dessen Beziehung zum Ereignisgedächtnis. Die Ergebnisse zeigten Abweichungen im Segmentierungsverhalten bei MP, wobei größere Abweichungen mit mehr Fehlern im Gedächtnisabruf der zeitlichen Ereignisabfolge einhergingen. Darüber hinaus weisen wenige Verhaltensstudien auf eine gestörte zeitliche Ereignisverarbeitung bei MP hin, aber zugrundeliegende Mechanismen wurden selten untersucht. Resultate zur Struktur und zum Abruf von Ereigniswissen im Langzeitgedächtnis sind uneindeutig. In Studie 2 analysierten wir daher Verhaltensleistungen und ereigniskorrelierte Potenziale (ERPs) als Reaktion auf zeitliche und inhaltliche Verletzungen in Ereignissequenzen. Personen mit MP zeigten höhere Fehlerraten und verlangsamte Reaktionszeiten in Antwort auf zeitliche Ereignisfehler im Vergleich zu Kontrollprobanden. Neurophysiologisch deutete ein vorzeitiger Latenzbeginn der „late posivitive component“ (LPC) in Reaktion auf die zeitlichen Ereignisfehler bei MP darauf hin, dass diese unerwartet waren und hohe neuronale Ressourcen zur Verarbeitung erforderten. Bei inhaltlichen Verletzungen zeigten Kontrollprobanden einen N400-Effekt, der auf eine semantische Mismatch-Reaktion zwischen dem fehlerhaften Ereignis und Ereignismodell hinwies. Dieser Effekt fehlte bei der MP-Gruppe, was auf Beeinträchtigungen beim Abruf strukturierter Ereignisrepräsentationen hindeutet. Kombiniert belegen die Ergebnisse eine beeinträchtigte Alltagsereignisverarbeitung bei MP mit möglichen Auswirkungen auf Verhaltensdefizite in alltäglichen Routinen. / Persons with Parkinson’s disease (PD) encounter challenges in remembering, planning, and executing daily routines. Beyond the typical motor symptoms, impairments in processing everyday events could play an essential role in this context. However, deficits and associated underlying neuronal mechanisms of event processing in PD have hardly been investigated. In Study 1, we examined the segmentation behavior during naturalistic movie viewing (i.e., event segmentation) and its relation to event memory in PD, as respective impairments can be expected due to dysfunctions in dopaminergic striatal-cortical networks. Results showed that persons with PD deviated from healthy controls' segmentation patterns and that the more the segmentation differed from the normative pattern, the more errors persons with PD made in recalling the temporal order of the perceived events. Further, some behavioral studies suggest impaired temporal event processing in PD, but underlying mechanisms are rarely examined. Findings on long-term event knowledge are so far inconclusive. Thus, in Study 2, we analyzed behavioral performance and event-related potentials (ERPs) in response to temporally and content-related violated event sequences. Persons with PD exhibited less accurate performance and slowed reaction times to temporal violations compared to controls. On the neurophysiological level, persons with PD expressed a premature latency onset of the late positive component (LPC) upon temporal violations compared to controls suggesting that temporal errors were highly unexpected, demanding high neuronal resources to process in PD. In response to content violations, controls expressed a N400 indicating a semantic mismatch reaction between the erroneous event and the event model, which was absent in the PD group, suggesting impaired retrieval and disorganized event representations. Combined findings highlight impaired event processing in PD, shedding light on behavioral deficits in daily routines.