Erforschung des Lernens
Auch wenn die Wissenschaft in den letzten 100 Jahren rasante Forschritte gemacht hat, ist es ihr bisher dennoch nicht gelungen, umfassend zu erklären, wie uns sensorische Informationen aus der Außenwelt beeinflussen und unser Verhalten kontrollieren. Es ist zwar bekannt, dass die Konditionierung auf positive oder negative Erfahrungen eine große Rolle spielt, aber die Aktivität der Großhirnrinde oder "neuronale Verschaltung" hinter diesem Phänomen ist noch weitgehend unklar. Das von der EU finanzierte Projekt "The cortical circuits of associative learning" (SomatoLearning) ist bestrebt, die Mechanismen im Zusammenhang mit der Verschaltung der Großhirnrinde beim assoziativen Lernen hervorzuheben. Es ist bereits bekannt, dass die verschiedenen Bereiche der Großhirnrinde stets mit spezifischen sensorischen Reizen verknüpft sind. Wenn man beispielsweise an den Barthaaren einer Maus zieht und ihr gleichzeitig einen Stromschlag versetzt, wird ein ganz spezieller Teil der Großhirnrinde vergrößert. Was jedoch dahinter steckt, konnte bisher nicht erklärt werden. Erkenntnisse auf diesem Gebiet hätten viele Auswirkungen auf die Verhaltensweise bei Angst, den diese Verschaltungen steuern. SomatoLearning ist dabei, die Verschaltungen der Großhirnrinde zu ermitteln, die den Änderungen beim Lernen zugrunde liegen, und die daran beteiligten Zellmechanismen zu untersuchen. Genauer gesagt erforschen die Wissenschaftler den Zusammenhang zwischen den Verschaltungsänderungen und der Verhaltensreaktion. Anhand von Konditionierungsversuchen an Mäusen im Labor scannen die Forscher die Zellen mit Laseroptik und anderen modernen Technologien, um die genauen Neuronenverbindungen zu untersuchen, die mit assoziativem Lernen verknüpft sind. Bevor es derartige Technologien gab, mussten die Wissenschaftler bei den herkömmlichen Methoden die Verbindung der spezifischen Zellen mit einem Neuron mühsam einzeln aufzeichnen und daraus eine Karte erstellen. Die Technik hat diesen Prozess deutlich beschleunigt, sodass er jetzt nur eine einige Minuten dauert. Das eröffnet eine wichtige neue Dimension beim Verständnis des Lernens und es wurden durch dieses Projekt mit der neuen Technologie bereits viele Hypothesen belegt und widerlegt. Das Wichtigste ist jedoch, dass die Erkenntnisse zur Streitfrage bezüglich der Rolle der Flexibilität der Großhirnrinde - oder Plastizität - im assoziativen Gedächtnis beitragen. Die genauen Zusammenhänge zwischen Plastizität der identifizierten Projektionen und der Eigenschaften der Angstreaktion werden aufgezeigt. Schließlich ermöglicht die präzise Ermittlung der am Lernen beteiligten Verschaltungen die Untersuchung der molekularen Mechanismen und die Erkennung der Ursachen für Lernschwächen.
