Neue Hinweise darauf, wie viel das Gehirn eines Erwachsenen verändern kann

Beliebte neurowissenschaftliche Bücher haben in den letzten Jahren viel dazu beigetragen, dass das Gehirn eines Erwachsenen in der Lage ist, verlorene Funktionen wiederherzustellen oder sogar die Wahrnehmung durch anhaltende geistige oder körperliche Aktivitäten zu verbessern.

Beliebte neurowissenschaftliche Bücher haben in den letzten Jahren viel dazu beigetragen, dass das Gehirn eines Erwachsenen in der Lage ist, verlorene Funktionen wiederherzustellen oder sogar die Wahrnehmung durch anhaltende geistige oder körperliche Aktivitäten zu verbessern. Ein oft zitierter Beweis ist eine 14-jährige Studie, aus der hervorgeht, dass Taxifahrer in London vergrößerte Hippocampi, Gehirnbereiche, in denen eine mentale Karte der Umgebung gespeichert ist. Es wird angenommen, dass Taxifahrer ein besseres räumliches Gedächtnis haben, da sie ständig die Straßen und Wahrzeichen von Shepherd´s Bush von denen von Brixton unterscheiden müssen.

Eine Mini-Industrie verkauft jetzt Bücher mit Titeln wie Das Gehirn, das sich verändert oder Rewire your brain: Denke deinen Weg zu einem besseren Leben. Neben Selbsthilfeführern ist der Wert von Spielen, die die sogenannte Neuroplastizität verbessern sollen, immer noch Gegenstand heftiger Debatten, da niemand sicher ist, ob er Intelligenz, Gedächtnis, Reaktionszeiten oder andere Aspekte der Wahrnehmung verbessert.

Über die Kontroverse hinaus haben Wissenschaftler in den letzten Jahren jedoch einige Schritte unternommen, um die grundlegenden biologischen Fragen zu beantworten, die letztendlich zu einem tieferen Verständnis der Neuroplastizität führen können. Bei dieser Art von Forschung wird nicht untersucht, ob psychologische Tests zur Beurteilung von kognitiven Defiziten mit cartoonähnlichen Grafiken umgestaltet und als Spiele vermarktet werden können, die die mentalen Fähigkeiten verbessern sollen. Vielmehr versuchen diese Studien eine einfache Definition zu geben, wie veränderlich das Gehirn in allen Lebensstadien, vom Säuglingsalter bis zum Erwachsenenalter, wirklich ist.

Eine grundlegende Frage, die die Grundlagenwissenschaftler beschäftigt, die diese Forschungslinie verfolgen, ist die Frage, wie alltägliche Alltagsaktivitäten - Schlaf, Wachheit oder auch jede Art von Bewegung - die Fähigkeit beeinflussen können, Dinge in der Umgebung wahrzunehmen. Einer der Anführer bei diesen Bemühungen ist Michael Stryker, der an der University of California in San Francisco die Neuroplastizität erforscht. Stryker leitete eine Gruppe, die 2010 eine Studie veröffentlichte, was passiert, als Mäuse auf einer Styroporkugel liefen, die in der Luft schwebte. Sie fanden heraus, dass Neuronen in einer Hirnregion, die visuelle Signale verarbeitet - den visuellen Kortex - ihre Feuerrate beinahe verdoppelten, als die Mäuse auf dem Ball liefen.

Die Forscher untersuchten dieses Jahr weiter und veröffentlichten dieses Jahr eine bestimmte Schaltung, die als eine Art neuronaler Lautstärkeregler im visuellen Kortex dient. Es stellt sich heraus, dass eine bestimmte Art von Neuronen - die vasoaktiven intestinalen Peptidneuronen (ja, dies sind Gehirnzellen) - auf eingehende Signale aus einer Struktur tief im Gehirn reagieren, die signalisiert, dass das Tier in Bewegung ist.Die VIP-Neuronen geben dann einen Aufruf aus, um das Abfeuern von Zellen im visuellen Kortex zu beschleunigen. (Wie immer beim Gehirn ist es nicht ganz so einfach: Die VIP-Neuronen unterdrücken die Aktivität anderer Neuronen, deren Aufgabe es ist, die "erregenden" Neuronen, die die Verarbeitung visueller Informationen beschleunigen, abzulehnen.)

"In der Maus hängt der Stromkreis in der visuellen Kortikalis an der Fortbewegung, was ihn in einen Zustand mit hoher Verstärkung bringt", sagt Styker. "Das ist eine vernünftige Sache, denn wenn Sie sich durch die Umgebung bewegen, möchten Sie, dass das sensorische System, das Sie über Dinge in der Ferne informiert, aktiver ist und ein größeres Signal gibt."Die Forscher postulieren, dass diese Neuronen Teil eines Allzweck-Kreislaufs sein könnten, der den jeweiligen Verhaltenszustand eines Tieres erkennt und darauf reagiert, indem er verschiedene Teile des Kortex reguliert, die Seh-, Hör- und andere sensorische Informationen verarbeiten.

Ende Juni führten die Forscher ihre Studien in eine neue Richtung, mit einer Publikation, die die möglichen klinischen Vorteile der Einwahl ihres neu identifizierten neuronalen Knopfes zeigte. In einer Studie wurde gezeigt, dass der Kreislauf, der die VIP-Neuronen umfasst, eine entscheidende Rolle bei der Wiederherstellung des Sehvermögens einer Maus spielt, die während einer kritischen Phase im Säuglingsalter der Sehkraft entzogen wurde, wenn das Tier es entweder benutzen oder verlieren muss. Sie haben ein Auge in die junge Maus für eine Zeit genäht - eine Amblyopie, ein Zustand, der bei menschlichen Kindern als „faules Auge“ bezeichnet wird, und somit zu Sehverlust führt. Sie warteten, bis die Mäuse die kritische Entwicklungsphase durchlaufen hatten, nahmen die Stiche heraus und schalteten dann die VIP-Neuronen im Verhaltens-Plastizitätskreislauf ein, indem sie die Mäuse zum Laufen ließen. Dadurch wurde das Sehvermögen wieder auf ein normales Niveau gebracht, jedoch nur, wenn die Tiere gleichzeitig verschiedenen Formen von visuellen Reizen ausgesetzt waren - entweder einem Gittermuster oder einem zufälligen Geräusch, ähnlich einem Fernsehbild, wenn ein Sender nicht in der Luft ist.

Die Ermittler planen, zu sehen, ob dieselbe Schaltung beim Menschen in ähnlicher Weise funktioniert. Ein Hinweis an die Entwickler von Gehirnspielen: Der Erfolg dieser Experimente bei der Erlangung der Plastizität - das heißt, die Sehkraft wiederherzustellen - war sehr empfindlich für die besonderen Bedingungen, unter denen die Experimente durchgeführt wurden. Der visuelle Kortex eines laufenden Nagetiers, das dem Gittermuster ausgesetzt war, konnte später eine ähnliche geometrische Darstellung besser unterscheiden, nicht aber ein Bild von schneeähnlichem Rauschen.

Das bedeutet, dass das einfache Erstellen eines Spiels aus einem N-Back- oder Stroop-Test oder einem anderen psychologischen Assay für diese Angelegenheit möglicherweise nicht so gut zur Verbesserung des Gedächtnisses oder der Selbstkontrolle ist, es sei denn, Neurowissenschaftler gehen mit dem gleichen detaillierten Level von über Analyse, die Stryker und Kollegen zum Tragen gebracht haben. "Wir wissen immer noch nicht, welche Veränderungen in den Schaltkreisen für diese Phänomene der Erwachsenenplastizität verantwortlich sind, weil wir nicht über ein solides anatomisches Verständnis verfügen", sagt Stryker. Ohne die erforderlichen Einsichten kann es sein, dass Gehirnspiele Sie zu einem Ass machen, wenn Sie psychologische Tests durchführen beurteilen Erkenntnis, aber diese Tests können mit der Verbesserung der mentalen Fähigkeiten wenig oder nichts zu tun haben. Sie können die ganze Zeit damit verbringen, die Wahrnehmung zu schärfen und als nichts anderes als ein sehr geübter Testteilnehmer zu enden.

Bleiben Sie dran in den kommenden Jahren, da die Gehirnforschung versucht, den Kunststoff vom Unelastischen zu trennen.

Bildquelle: Nationales Augeninstitut

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