Das Gehirn auditiert verschiedene Zellen, wenn es eine Aufgabe lernt, manche machen den Schnitt nicht

Anonim

Seit Jahrzehnten haben Neurowissenschaftler sich gefragt, wie das Gehirn weiterhin neue Fähigkeiten erlernen kann, ohne über die Lebensdauer eines Menschen in Größe oder Volumen wachsen zu müssen. Beweise legen nahe, dass die Anzahl der Gehirnzellen - wie Neuronen und Gliazellen - anfänglich zunimmt, während wir lernen, aber viele werden schließlich weggeschnitten oder anderen Rollen zugewiesen. Forscher aus Deutschland und Schweden präsentieren diese Theorie am 14. November im Review Journal Trends in Cognitive Sciences.

"Das Volumen der Hirnmasse steigt in den Anfangsphasen des Lernens und renormiert sich dann teilweise oder vollständig", sagt Erstautorin Elisabeth Wenger, Neurowissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung in Berlin. "Dies scheint eine effektive Möglichkeit für das Gehirn zu sein, zuerst die Möglichkeiten zu erforschen, verschiedene Strukturen und Zelltypen aufzurufen, die besten auszuwählen und diejenigen loszuwerden, die nicht mehr benötigt werden."

Sie beschreibt Gehirnzellen als Schauspieler, die für einen Film vorsprechen, für den das Gehirn der Direktor ist: Das Gehirn ruft die Kandidaten an, indem es neue Zellen bildet, und dies bewirkt, dass es makroskopisch im Volumen wächst. Das Gehirn probiert dann verschiedene Funktionen für sie aus - Sehen, das die Information am besten speichern oder tragen kann. Basierend darauf, welche Zellen am effizientesten funktionieren, entlässt das Gehirn die anderen Kandidaten oder weist sie verschiedenen Rollen zu.

Als Beweis sprechen die Forscher über eine Studie, in der Rechtshänder mit ihren linken Händen schreiben und zeichnen lernten. Nach einem Monat hatte sich ihr Gehirnvolumen erhöht, aber drei Wochen später war es fast wieder normal. Forscher beobachteten ähnliche Ergebnisse in anderen Studien, in denen Affen lernten, einen Rechen zu verwenden, um Nahrung oder Ratten zu finden, die erlernt haben, zwischen Tönen zu unterscheiden.

Wenger und ihre Co-Autoren, darunter Claudio Brozzoli, Ulman Lindenberger und Martin Lövdén, waren überrascht, wie oft das Phänomen der Gehirnausdehnung und Renormierung bereits in Tierversuchen aufgezeichnet wurde, und sagen voraus, dass es auch für menschliche Gehirne gilt. "Wir sind definitiv nicht die Ersten, die das Expansions-Renormierungsmodell vorschlagen oder vorstellen", sagt Wenger. "Ich denke, wir sind gerade diejenigen, die es jetzt auf dem Gebiet der Volumenänderungen der grauen Substanz in Menschen fördern."

Die Forscher glauben, dass diese Theorie beeinflussen sollte, wie Forscher neuronale Studien entwerfen. "In gewisser Weise ist es jetzt offensichtlich, dass das typische Design nicht ausreicht, um den vollen Umfang der Veränderungen zu zeigen", sagt Wenger. "Diese Theorie erfordert Studiendesigns mit mehr Messzeitpunkten, um Veränderungen des Hirnvolumens richtig darzustellen."