Forschung

Gehirnforschung: Synapsen wachsen nach Schäden nach

Das Gehirn erwachsener Menschen ist keineswegs fest verdrahtet. Die sogenannte neuronale Plastizität spielt nicht nur eine Schlüsselrolle für das Lernen. Sie ermöglicht dem Gehirn auch, sich von Schäden zu erholen.

Synapsen können nach Schäden nachwachsen und sich neu bilden. Das Gehirn ist also flexibel. (Foto: Flickr/dierk_schaefer/CCBY2.0)

Synapsen können nach Schäden nachwachsen und sich neu bilden. Das Gehirn ist also flexibel. (Foto: Flickr/dierk_schaefer/CCBY2.0)

Das menschliche Gehirn verändert sich ein Leben lang. Ständig bilden sich neue Verbindungen aus, während unnütze Synapsen gekappt werden. Wie genau dieser Prozess abläuft, ist bisher nicht bekannt. Dem Neuroinformatiker Markus Butz ist es nun gelungen, die Neuvernetzung im visuellen Kortex auf eine einfache homöostatische Regel zurückzuführen, wie sie auch vielen anderen selbstregulierenden Prozessen in der Natur zugrunde liegt.

Gemeinsam mit seinem Amsterdamer Kollegen Arjen van Ooyen liefert er damit zugleich eine neue Theorie für die Plastizität des Gehirns – und einen neuen Ansatz für das Verständnis von Lernvorgängen sowie die Therapie von Schädigungen und Erkrankungen des Gehirns, berichtet DocCheck.

Es ist noch nicht lange bekannt, dass sich im erwachsenen Gehirn nicht nur bestehende Synapsen anpassen, sondern sich darüber hinaus auch neue Verbindungen aufbauen und reorganisieren. Bislang wusste man aber nicht, wie genau dieser Prozess vor sich geht.

„Die sogenannte Strukturplastizität des Gehirns ist sehr wahrscheinlich die Basis für Langzeitgedächtnisbildung“, so Butz. Nicht nur beim Lernen, sondern auch nach der Amputation von Körperteilen, Hirnverletzungen oder Schlaganfällen bilden sich massiv neue Synapsen aus, um das Gehirn an die dauerhafte Veränderung der eingehenden Reize anzupassen.

Der Mechanismus greife auch umgekehrt; überschreitet das Aktivitätslevel eine Obergrenze, reduziere sich die Anzahl der synaptischen Verbindungen, um einer übermäßigen Erregung entgegenzuwirken.

Ohne eine gewisse Erregung gehe es aber auch nicht: „Eine Nervenzelle, die keine Reize mehr erhält, verliert noch zusätzlich Synapsen und stirbt nach einer gewissen Zeit ab“, sagt Butz. Dies sei entsprechend berücksichtigt worden, damit die Ergebnisse in Simulation und Beobachtung übereinstimmten.

Kommentare

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  1. Wie schnell geht denn diese Bildung neuer Synapsen?
    Ich kann mir vorstellen, dass man damit erklären kann, wie sich neue Verhaltensweisen bilden. Aber wenn ich ein paar Vokabeln lerne oder ein paar neue Namen von bisher Unbekannten, kann ich sie deswegen behalten, weil sich in Sekundenschnelle neue Synapsen gebildet haben?
    Für das Lernnen von neuen Fakten, Namen, Zahlen usw. scheint mir diese Erklärung sehr fragwürdig.