Lernen und Langzeitpotenzierungen
Hebbsche Lernregel
Vereinfacht dargestellt besagt die Hebbsche Lernregel, dass die Verbindung zwischen zwei Neuronen zu dem Zeitpunkt verstärkt wird, zu dem beide Nervenzellen aktiv sind. Wenn eine dauerhafte Verstärkung von Synapsen vorliegt, spricht man heute von Langzeitpotenzierungen.
Langzeitpotenzierungen
Ein Beispiel, das für die Veranschaulichung von Langezeitpotenzierungen häufig genutzt wird, ist das eines Dschungels. Wenn wir das erste Mal eine Information aufnehmen oder auf eine bestimmte Art und Weise verarbeiten, ist das so, als ob wir uns das erste Mal einen Weg durch einen dichten Dschungel bahnen würden. Wenn wir den Dschungel das erste Mal durchqueren, schaffen wir höchstens einen kleinen Trampelpfad. Je öfter wir den Dschungel auf die selbe Art und Weise durchqueren, desto breiter wird der Trampelpfad. Wenn wir ihn häufig benutzen, wird er vielleicht mal zu einem Feldweg und irgendwann vielleicht sogar zu einer bequem befahrbaren Autobahn. Übertragen auf das Gehirn bedeutet das: Je häufiger Synapsen genutzt werden, desto stärker wird die Verbindung zwischen den Zellen.
Das Prinzip „Use it- or loose it!” bedeutet im Bezug auf das Dschungelbeispiel:
Wenn wir die Autobahn lange nicht benutzen, sucht sich irgendwann der erste Löwenzahn seinen Weg durch den Asphalt, und nach und nach wird sich die Natur ihren Lebensraum zurück erobern. Wenn von Anfang an nur ein Feldweg oder ein Trampelpfad vorhanden war, wächst der nicht genutzte Weg natürlich entsprechend schneller zu.
Dopamin und BDNF
Bei Langzeitpotenzierungen spielt neben dem Neurotransmitter Glutamat auch der Transmitter Dopamin und BDNF eine wichtige Rolle.
Verschiedene Studien legen nahe, dass die Ausschüttung von Dopamin für Langzeitpotenzierungen verantwortlich ist oder diese zumindest fördert.
Neben Dopamin ist auch BDNF ein Botenstoff, der für die Bildung von Langzeitpotenzierungen von Bedeutung ist. BDNF steht für „brain derived neurotrophic factor“, was auf deutsch so viel heißt wie „vom Gehirn stammender neurotropher (nervennährender) Faktor“.
Es wird angenommen, dass durch BDNF Veränderungen der Neuronen ausgelöst werden, die notwendig sind, um die Synapse zu verstärken. Während Dopamin also die Bildung von Langzeitpotenzierungen ermöglicht oder erleichtert, bewirkt BDNF die zellulären Veränderungen, die für die Verstärkung der Synapsen nötig sind.
Was ändert sich im Alter?
Im Alter ist die Zahl der Neuronen, die Dopamin als Transmitter einsetzen, vermindert, außerdem wird Dopamin seltener freigesetzt als in jüngeren Jahren.
In Gehirnen von alten Menschen wird weniger BDNF produziert als in denen von jungen Menschen. Eine Abnahme von BDNF kann wiederum die Verminderung von Dopamin hervorrufen. In einer Studie mit Ratten konnte durch eine anregende Käfiggestaltung mit Möglichkeiten zum Spielen und Klettern eine Erhöhung des BDNF-Gehalts erreicht werden.
Was heißt das?
Übertragen auf den Menschen scheint es daher erstrebenswert, kognitive Aktivität bis ins hohe Alter aufrecht zu erhalten. Wie wäre es mit Gedächtnistraining?
