Balance control is more affected in older than younger adults by repeated visual perturbations during walking

Om rechtop te blijven lopen, vertrouwt het menselijk lichaam op een constante, stille conversatie tussen de zintuigen. De hersenen combineren wat de ogen zien, wat het binnenoor voelt met betrekking tot beweging en oriëntatie, en wat de spieren en huid rapporteren over de positie van het lichaam. Deze zintuiglijke versmelting stelt ons in staat om in te schatten waar ons zwaartepunt zich bevindt en waar onze voeten moeten landen om te voorkomen dat we vallen. Naarmate mensen ouder worden, verslechteren de sensoren zelf vaak; het binnenoor wordt minder gevoelig en het vermogen van het lichaam om deze signalen te verwerken vertraagt. Als gevolg hiervan vertrouwen oudere volwassenen vaak zwaarder op het zicht om hun evenwicht te bewaren. Visie kan echter soms een bedrieger zijn. Wanneer de visuele wereld op een manier beweegt die in strijd is met de werkelijke beweging van het lichaam, kan dit een illusie van vallen of afdrijven creëren, wat de hersenen dwingt tot snelle, vaak onnodige correcties die een persoon juist kunnen destabiliseren. Het begrijpen van hoe de verouderende hersenen met deze visuele trucs omgaan, is cruciaal, niet alleen voor het begrijpen van de menselijke beweging, maar ook voor het achterhalen van de reden waarom vallen later in het leven gebruikelijker wordt.

Onderzoekers aan de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit van Antwerpen zetten zich af om te testen hoe oudere en jongere volwassenen reageren wanneer hun visuele wereld doelbewust in verwarring wordt gebracht terwijl ze lopen. Ze rekruteerden gezonde jongvolwassenen, met een gemiddelde leeftijd van 23 jaar, en gezonde oudere volwassenen, met een gemiddelde leeftijd van 75 jaar. Alle deelnemers liepen op een loopband met een constante snelheid terwijl ze een veiligheidsharnas droegen. De onderzoekers projecteerden een visuele scène op een groot scherm voor hen en introduceerden drie verschillende soorten visuele verstoringen. In één scenario bewogen de achtergrondstrepen naar rechts terwijl de deelnemers de opdracht kregen om naar een vaste rode stip in het midden te staren. In een tweede scenario bleef de achtergrond stil, maar bewoog de rode stip naar rechts, en kregen de deelnemers de opdracht om deze met hun hoofd te volgen. In het derde scenario bewoog de stip ook naar rechts, maar dit keer moesten de deelnemers hun hoofd perfect stilhouden en de stip alleen met hun ogen volgen. Deze visuele trucs werden ongeveer veertien keer herhaald tijdens elke loopsessie om te zien of de deelnemers konden leren de verwarrende signalen te negeren.

De studie mat hoeveel de lichamen van de deelnemers zijwaarts zwiepen, ook wel bekend als het zwaartepunt, en hoe hun voeten landden. De onderzoekers hadden verwacht dat oudere volwassenen meer zouden zwiepen in het algemeen en dat zij trager zouden adapteren aan de herhaalde visuele trucs. Verrassend genoeg vertoonden oudere volwassenen, wanneer naar de gehele loopsessie werd gekeken, geen grotere algehele instabiliteit dan de jongere groep. Echter, het verhaal veranderde wanneer de onderzoekers nauwkeurig keken naar de momenten waarop de visuele trucs plaatsvonden. In de conditie waarin de achtergrond bewoog terwijl het doelwit stil bleef, zwiepten de jongere volwassenen consequent naar links, de tegenovergestelde richting van de bewegende achtergrond, alsof hun hersenen werden bedrogen door te denken dat ze die kant op vielen. De oudere volwassenen vertoonden echter niet deze consistente reactie. In plaats daarvan begonnen de oudere volwassenen, na enkele herhalingen van de truc, in de tegenovergestelde richting te zwiepen, namelijk naar rechts, in dezelfde richting als de bewegende achtergrond. Dit suggereert dat de hersenen van de oudere volwassenen mogelijk de focus op het vaste doel hebben verloren en begonnen de bewegende achtergrond te volgen, of dat ze een andere, snellere strategie begonnen te gebruiken om hun evenwicht te corrigeren die betrokken was bij hun standbeen in plaats van hun voetplaatsing.

Wanneer de deelnemers een bewegend doelwit moesten volgen, werden de verschillen nog duidelijker. In de conditie waarin zij een bewegende stip volgden met hun hoofd, begonnen de oudere volwassenen veel eerder te zwiepen naar rechts dan de jongere volwassenen, en zwiepten zij veel intenser. Hun lichamen bewogen in de richting van het doelwit, maar de omvang van deze beweging was ongeveer acht keer groter tijdens de initiële bewegingsfase en bijna vier keer groter tijdens de stationaire fase vergeleken met de jongere groep. Dit geeft aan dat wanneer het hoofd beweegt, de oudere volwassenen moeite hebben om de beweging van hun eigen lichaam te scheiden van de beweging van de visuele wereld, wat leidt tot een veel sterkere, en potentieel gevaarlijke, reactie. In de conditie waarin zij het doelwit alleen met hun ogen volgden, zwiepten beide groepen in de richting van het doelwit, maar de oudere volwassenen begonnen eerder te reageren.

Misschien wel de meest onthullende bevinding betrof hoe de deelnemers hun gedrag in de loop van de tijd veranderden. Wanneer de visuele trucs werden herhaald, behielden de jongere volwassenen over het algemeen een consistente reactie. De oudere volwassenen vertoonden echter een opmerkelijk vermogen om te leren. In de oogvolgingsconditie nam hun zwiepende beweging aanzienlijk af naarmate de herhalingen vorderden, wat suggereert dat zij erin slaagden te leren de verwarrende visuele signalen te negeren en te vertrouwen op andere zintuigen. Dit vermogen om de invloed van onbetrouwbare visuele informatie te "downweighten" of te verminderen, bleef intact op oudere leeftijd. Toch vond dit leren niet plaats wanneer zij hun hoofd moesten bewegen. In dat scenario vertoonde geen van beide groepen een vermindering in hun reactie, waarschijnlijk omdat het bewegen van het hoofd ook de zintuigen in het binnenoor en de nek verstoort, waardoor het voor de hersenen te moeilijk wordt om te bepalen welke signalen ze moeten vertrouwen.

De studie concludeert dat hoewel oudere volwassenen het vermogen behouden om te leren van herhaalde visuele verwarring en hun evenwichtsstrategieën aan te passen, hun initiële reacties vaak groter zijn en eerder optreden dan die van jongere volwassenen. Dit suggereert dat het primaire probleem niet een totaal verlies van evenwichtskontrole is, maar eerder een moeilijkheid bij het nauwkeurig inschatten van de eigen beweging wanneer visuele informatie botst met andere zintuigen. De oudere hersenen lijken meer moeite te hebben met het wegfilteren van de visuele ruis, vooral wanneer het hoofd beweegt, wat leidt tot uitvergrote correcties die het risico op een val kunnen vergroten in reële situaties waarin de visuele omgeving voortdurend verschuift.