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Lernen auf zellulaerer Ebene



Bochum, 15.01.1998
Nr. 10

Lernen und Gedächtnis
Neues zum Pawlowschen Hund
Ausgezeichnete Untersuchung zum visuellen Cortex


Selbst im Erwachsenenalter ist das Gehirn noch erstaunlich
anpassungsfähig: Logopäden können deshalb häufig, z.B. nach
Schlaganfällen, eine Milderung der Funktionsstörungen erreichen.
Gezieltes Lernen  kann sogar eine Neubildung von Verzweigungen
zwischen betroffenen Zellgruppen im Gehirn bewirken. Welcher Stimulus
diese Adaptionen auf zellulärer Ebene auslöst, dieser Frage geht der
Bochumer Biologe Dr. Hans-Jürgen Köppen nach in seiner Untersuchung
,Assoziative Plastizität im visuellen Cortex adulter Ratten". Die
Arbeit wurde kürzlich mit dem ,Ruth Massenberg-Preis 1997"
ausgezeichnet. Prof. Dr. Klaus-Peter Hoffmann (Allgemeine Zoologie und
Neurobiologie, Fakultät für Biologie der RUB) hat diese Dissertation
betreut.

Lernen auf zellulärer Ebene

Lernen bedeutet unter anderem, neue Repräsentationen der mit den
Sinnen erfaßten Realität im Gehirn zu schaffen. Dazu bilden sich
zwischen den zuständigen Zellgruppen, z.B. in der Hirnrinde, dem
Cortex, neue Verbindungen, oder alte werden ausgelöscht oder die
Übertragungsstärke der Signale zwischen den Zellgruppen wird
verändert. Das Gehirn reagiert also ,plastisch".

Vom Pawlowschen Hund

Hans-Jürgen Köppen hat ,assoziative Plastizität" untersucht: Dabei
löst die gleichzeitige Stimulation des Cortex über verschiedene
Eingänge den Lernvorgang aus. Klassisches Beispiel ist der
`Pawlowsche Hund'. Dieser hatte gelernt, allein auf den Ton einer
Glocke mit Speichelfluß zu reagieren, nachdem man ihm eine Zeit lang
Futter (Geschmackssinn) und Glocke (Hörsinn) gleichzeitig präsentiert
hatte. Der Bochumer Wissenschaftler hat ein assoziatives Reizmuster
direkt an Hirnschnitt-Präparaten erwachsener Ratten erprobt.

Material und Methode

Dazu hat er frische Hirngewebeschnitte aus dem visuellen Cortex,
deren Stoffwechsel ständig durch Versorgung mit Sauerstoff und
Glukose aufrechterhalten wurde, mit zwei Reizelektroden gleichzeitig
stimuliert. Mit einer Elektrode wählte er das vertikal verlaufende
,afferente Eingangssystem", also den Weg, den auch ein Signal von
der Retina zum Cortex nehmen würde. Mit der anderen Elektrode erregte
er Axonkollateralen, d.h. das horizontal verlaufende
Verbindungssystem zwischen den Nervenzellen. Eine Ableitelektrode gab
Spannungsveränderungen - ein Maß für Lernvorgänge - im Präparat an.


Ergebnisse

Dr. Köppen konnte in dieser Konfiguration mit einer
Wahrscheinlichkeit von bis zu 82% corticale Plastizität auslösen. Die
Beteiligung der Axonkollateralen ist dabei von großer Bedeutung, denn
sie helfen, Reorganisationsprozesse z.B. nach Hirnverletzungen zu
vermitteln. Möglicherweise bedienen sich die Logopäden deshalb später
auch einmal assoziativer Lernprogramme.

Weitere Informationen

Dr. Hans-Jürgen Köppen, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für
Biologie, 44780 Bochum, Tel. 0234/700-7246 oder privat 02325/37997


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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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