Das Gehirn "verdrahtet" sich täglich neu
Neue Forschungsergebnisse des Brain Mind Institute der Schweizer École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) zeigen, dass das Hirn kontinuierlich neue Verbindungen herstellt, wenn es mit neuen Erfahrungen konfrontiert wird. Dieser Prozess der "Neuverdrahtung" erfordert nur wenige Stunden. Es ist bekannt, dass das Gehirn in der Entwicklungsphase sehr flexibel ist und sich schnell neu verdrahten kann. Forscher wissen auch, dass im Gehirn eines Erwachsenen die Stärke der neuronalen Verbindungen je nach Stärke des Gedächtnisses variieren kann. Diese Art der kontinuierlichen Neuverdrahtung war jedoch bislang unbekannt. Im Rahmen des Forschungsprojekts, dessen Ergebnisse in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurden, untersuchte das Team, nach welchen Kriterien Neuronen ihre Verbindungen wählen. Neuronale Verbindungen, so die Forscher, können schnell ein- und wieder ausgeschaltet werden, was das Gehirn als Gesamtsystem sehr anpassungsfähig macht. Es ändert sozusagen ständig die Schaltkreise. "Die Verdrahtung eines Hirns ist wie ein soziales Netzwerk", erklärt Henry Markram, Co-Autor der Studie. "Es sind immer nur einige Menschen direkt miteinander verbunden. Die Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass das Hirn ständig seine Verbindungen ändert, sich neuen 'Freundeskreisen' anschließt, um Informationen besser verarbeiten zu können." Die Untersuchungen, die an Ratten durchgeführt wurden, zeigte auch, dass die Neuronen keine Vorlieben für ein spezifisches anderes Neuron haben, sondern dass sie sich unterschiedslos mit jedem anderen Neuron zusammenschließen können. Sie können auch Verbindungen schnell herstellen, unterbrechen und wieder aufnehmen. Die Schweizer Resultate bestätigen die Forschungsergebnisse eines britischen Teams, die kürzlich veröffentlicht wurden und darauf hinweisen, dass Menschen schneller lernen, wenn sie mit neuen Bildern konfrontiert werden. Das heißt, es besteht eventuell eine dynamische biologische Basis für diesen Lernprozess. In den Schweizer Versuchen wurden neuronale Proben mit Glutamat aktiviert, um neue Erfahrungen zu simulieren, was zu einem Anstieg der Rekonfigurationsrate führte. Das deutet darauf hin, dass sich das Hirn an neue Erfahrungen anpasst und seine Verbindungen neu konfiguriert, um so besser auf eine neue Situation reagieren zu können. "Diese kontinuierliche Neuverdrahtung der Mikroschaltkreise des Hirns ist wie ein darwinistischer Evolutionsprozess", erklärt Dr. Markram. "Jede neue Erfahrung löst eine Welle neuer Verbindungen zwischen den Neuronen aus, und nur die besten Verbindungen überleben." Diese Ergebnisse werfen auch neues Licht auf Forschung zu Funktionen, Entwicklung und Störungen des Gehirns. "Die Entdeckung eröffnet völlig neue Forschungsperspektiven, da wir jetzt versuchen können, den Evolutionsprozess zu verstehen, der ein Gehirn auf einen bestimmten Weg bringt. Vielleicht werden sogar Möglichkeiten gefunden, um das Hirn daran zu hindern, bestimmte pathologische Verdrahtungen wie Epilepsie aufzubauen", so Dr. Markram.
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