Die Neuronen des alten Hundes erschweren neue Tricks
Seit Jahren haben Neurowissenschaftler Probleme zu verstehen, warum das Lernen mit zunehmendem Alter schwieriger wird.
Jetzt haben Forscher wissenschaftliche Beweise dafür, warum es schwieriger ist, „einem alten Hund neue Tricks beizubringen“.
Die neuen Erkenntnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur, zeigen, wie sich eine Komponente der Schaltkreise des Gehirns - hemmende Neuronen - in kritischen Lernphasen verhält.
Das Gehirn besteht aus zwei Arten von Zellen - inhibitorischen und exzitatorischen Neuronen. Netzwerke dieser beiden Arten von Neuronen sind für die Verarbeitung sensorischer Informationen wie Bilder, Töne und Gerüche sowie für die kognitiven Funktionen verantwortlich.
Ungefähr 80 Prozent der Neuronen sind anregend. Traditionelle wissenschaftliche Instrumente haben jedoch die Untersuchung inhibitorischer Neuronen eingeschränkt.
„Wir wussten aus früheren Studien, dass exzitatorische Zellen Informationen verbreiten. Wir wussten auch, dass hemmende Neuronen eine entscheidende Rolle bei der Schaffung einer erhöhten Plastizität bei jungen Menschen spielten, aber Ideen darüber, was genau diese Zellen taten, waren umstritten.
"Da wir die Zellen nicht untersuchen konnten, konnten wir nur eine Hypothese aufstellen, wie sie sich während kritischer Lernperioden verhalten", sagte Sandra J. Kuhlman, Ph.D., Assistenzprofessorin für Biowissenschaften an der Carnegie Mellon.
Die vorherrschende Theorie zu inhibitorischen Neuronen war, dass sie mit zunehmender Reife ein erhöhtes Aktivitätsniveau erreichen, das optimale Lernperioden fördert. Aber wenn das Gehirn bis ins Erwachsenenalter altert und die hemmenden Neuronen weiter reifen, werden sie bis zu dem Punkt noch stärker, an dem sie das Lernen behindern.
Neu entwickelte genetische und bildgebende Verfahren ermöglichen es Forschern nun, hemmende Neuronen im Gehirn zu visualisieren und ihre Aktivität als Reaktion auf eine Vielzahl von Reizen aufzuzeichnen.
Joshua T. Trachtenberg, Ph.D., Kuhlman und ihre Kollegen verwendeten diese neuen Techniken, um die Aktivität inhibitorischer Neuronen während kritischer Lernperioden aufzuzeichnen.
Sie fanden heraus, dass die hemmenden Neuronen während erhöhter Lernphasen nicht mehr als erwartet feuerten. Sie feuerten viel seltener - bis zu halb so oft.
"Wenn du jung bist, hast du nicht viel erlebt, also muss dein Gehirn ein Schwamm sein, der alle Arten von Informationen aufnimmt. Es scheint, dass das Gehirn die Hemmzellen ausschaltet, um dies zu ermöglichen “, sagte Kuhlman.
"Als Erwachsene haben wir bereits eine Vielzahl von Dingen gelernt, sodass unser Gehirn nicht unbedingt jede Information aufsaugen muss. Dies bedeutet nicht, dass Erwachsene nicht lernen können, sondern nur, dass sich ihre Neuronen beim Lernen anders verhalten müssen. "
Carnegie Mellon Universität
