Einfluss von Gehirnrhythmus auf Lernfähigkeit
Je schneller man sich bewegt, desto aktiver werden die Gehirnrhythmen und damit die Lernfähigkeit, so das Ergebnis einer deutsch-amerikanischen Studie, die im Fachblatt Public Library of Science (PLoS) ONE veröffentlicht wurde. Sie soll Forschern helfen, Hirnfunktionen als Voraussetzung für menschliches Lernen und Orientieren besser zu verstehen. Die Forscher um Prof. Mayank Mehta vom Institut für Gehirnforschung der University of California, Los Angeles (UCLA), Vereinigte Staaten, zeichneten den so genannten Gamma-Rhythmus auf, ein elektrisches Hirnsignal, das im Hippocampus produziert wird, der wichtig ist für Lern- und Erinnerungsprozesse in Phasen der Konzentration. Mit Mikrodrähten 20 Mal dünner als ein menschliches Haar zeichneten die Forscher Datenmengen von fast 100 Gigabyte täglich auf, um zu schlussfähigen Ergebnissen zu gelangen. Je schneller die körperliche Bewegung ist, desto stärker wird auch der Gamma-Rhythmus. "Der Gamma-Rhythmus wird, wie bereits bekannt ist, durch Aufmerksamkeit und Lernen gesteuert, aber er wird offensichtlich auch durch die Schnelligkeit körperlicher Bewegung beeinflusst", erklärt Prof. Mehta, Leiter der Studie. "Die Forschungsergebnisse zeigen einen interessanten Zusammenhang zwischen Lernfähigkeit und Bewegung." Wie Prof. Mehta ausführt, ist der Hippocampus für die Überführung von Gedächtnisinhalten aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis zuständig, was hauptsächlich im Schlaf passiert. Schädigungen am Hippocampus können daher die Lernfähigkeit verschlechtern. Ist der Prozess des Lernens erst besser erforscht, könnten daraus neue Therapien für neurologische Störungen wie Epilepsie und Alzheimer entwickelt werden, davon sind die Forscher überzeugt. "Die Entzifferung der Sprache des Gehirns ist eine der größten und schwierigsten Aufgaben der heutigen Forschung", heißt es im Bericht der UCLA-Forscher. "Wenn es möglich ist, diese Hirnoszillationen besser zu interpretieren, könnte man eines Tages erfolgreich intervenieren, sei es bei Lernstörungen bis hin zu posttraumatischem Stress, oder man könnte gar den geistigen Leistungsabbau im Alter aufhalten." Und er erklärt weiter, dass Milliarden von Neuronen im Gehirn für die Weiterleitung elektrischer und chemischer Signale zuständig sind. Die Nervenzellen im Hippocampus liefern orientierungsbezogene (räumliche Daten) und erzeugen hierzu Aktionspotenziale, d.h. "scharfe Impulse, die den Silben dieser Sprache entsprechen". Studienleiter Zhiping Chen vom UCLA sagt hierzu: "Man muss sich das Gehirn wie ein großes Orchester vorstellen: der Gamma-Rhythmus übernimmt etwa die Funktion der ersten Violine und wird von neuronalen Aktionspotenzialen wie von Trommelschlägen punktiert." Hirnsignale sind das Ergebnis einer Kombination unzähliger Rhythmen und neuronaler Aktionspotenziale, die in verschiedensten Teilen des Gehirns erzeugt werden. Den Forschern bleibt nun, die Daten so zusammenzuführen, dass sie die Sprache des Gehirns entschlüsseln und von dort Rückschlüsse auf das Verhalten ziehen können. Die biophysikalischen Gesetze für ein einzelnes Neuron sind recht gut beschrieben", so Prof. Mehta, "ungeklärt ist aber noch, wie diese Milliarden von Neuronen zusammenarbeiten und eben als Gehirn funktionieren." Professor Mehta und seine Kollegen werden den Zusammenhang zwischen Psychologie und Neurowissenschaften noch genauer erforschen. Zhiping Chen, einer der Doktoranden im Team um Prof. Mehta, erklärt: "Die Erforschung der Interaktion einzelner Gehirnzellen kann klären helfen, wie Bewusstsein überhaupt entsteht. Der Hippocampus ist wichtig für die Orientierung. Die dortigen Zellen liefern Daten zur Lage im Raum, aber um sich orientieren zu können, muss man nicht nur wissen, wo man ist, sondern auch seine eigene Geschwindigkeit kennen. Es muss daher ein separates Gehirnsignal geben, das diese Geschwindigkeitsdaten liefert." An der Studie waren Experten des Max-Planck-Institutes für Medizinforschung in Heidelberg, Deutschland, beteiligt.Weitere Informationen unter: UCLA: http://www.ucla.edu/(öffnet in neuem Fenster) Max-Planck-Institut für Medizinforschung: http://www.mpimf-heidelberg.mpg.de/english/institute/instUeberInstitut/instForschungsthemen/index.html(öffnet in neuem Fenster) PLoS ONE: http://www.plosone.org/home.action(öffnet in neuem Fenster)
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