Verstehen, wie sich das Gehirn anpasst
Plastizität findet im Gehirn auf allen Ebenen statt, von Teilen einzelner Neuronen bis hin zu großen, vernetzten Hirnregionen. Die Klärung der Wechselwirkungen ist kompliziert, aber eine notwendige Voraussetzung für die Entwicklung medizinischer Interventionen, die bei Hirntraumata oder Krankheiten Heilung und Regeneration fördern. So bündelten neun europäische Partner unter dem Dach des EU-finanzierten Projekts ABC (Adaptive brain computations) ihre Kräfte, um ein Schulungsnetzwerk für 14 Nachwuchsforscherinnen und -forscher zu schaffen. Ziel der Initiative war, die Erforschung des Lernens und der Plastizität des Gehirns zu verknüpfen, um die Lebensqualität zu fördern und Interventionen im gesundheitlichen Bereich zu verbessern. Das Konsortium integrierte Methoden und Fachwissen aus Bereichen der zellulären Neurobiologie, Physiologie, Pharmakologie, Hirnbildgebung, den Verhaltensneurowissenschaften und der Computermodellierung. Die dabei entstehenden Synergien befähigten die Forscher dazu, die Plastizität auf zellulärer, systemischer und verhaltensbezogener Ebene besser zu verstehen. Computermodelle zur Validierung der Versuchsergebnisse dienten der Ergänzung der experimentellen Arbeit. Die Resultate wiesen den Weg zu potenziellen neurobiologischen Mechanismen und dienten als Quelle der Inspiration für neue Hypothesen. Mit den neuen Versuchsaufbauten, Methoden und Modellen stand nun erstmals ein Instrumentarium zur Bearbeitung einer Vielzahl von wichtigen Themen zur Verfügung. Diese wurden zur Untersuchung des sensomotorischen Umlernens, der Kopplung des Blutflusses und elektrophysiologischer Veränderungen und sogar der Erregung einzelner Neuronen mit einem Neurotransmittermodulator in vivo verwendet. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse deuteten auf Mechanismen der Modulation und Anpassung einzelner Nervenzellen sowie die Rolle bestimmter Neurotransmittersysteme für die Plastizität und das Arbeitsgedächtnis hin. Kombinierte Verhaltens- und funktionelle Bildgebungsstudien an gesunden älteren Probanden zeigten, dass sie in der Lage sind, mittels Rückmeldung über Bildgebung die Aktivierung des Motorkortex zu steuern. Durch das Training waren die Probanden in der Lage, die Aktivierung auszulösen oder rückgängig zu machen, ein Prozess, der Plastizität in der weißen Substanz induzierte. Die von ABC durchgeführte Arbeit wird eine Hilfe bei der Entwicklung von Hilfstechnologien für die Ausbildung und Rehabilitation von Personen sein, die durch Schlaganfall oder andere sensorische Defizite beeinträchtigt wurden. Zudem wird man durch die Arbeit die Verfahren zur Früherkennung verbessern sowie zu einer besseren Prognose und wirksamen Interventionen gelangen, da man nun die Plastizität des Gehirns besser versteht. Mediziner, Patienten und die Forschungsgemeinschaft sowie auch das Gesundheitssystem der EU werden von der Forschung im Rahmen von ABC profitieren.
Schlüsselbegriffe
Plastizität des Gehirns, Gesundheitswesen, Gesundheitsversorgung, ABC, Neurotransmitter, Arbeitsgedächtnis
