Lexikon der Neurowissenschaft

Plastizität im Nervensystem

Plastizität und Deprivation:

Mit elektrophysiologischen Einzelzell-Ableitungen und Autoradiographie ließ sich zeigen, daß die visuellen Reize in Regionen verarbeitet werden, die über die primäre Sehrinde streifenförmig verteilt sind und ihre Informationen jeweils aus dem einen oder dem anderen Auge erhalten, die Augendominanzsäulen. Ausgangspunkt ihrer Ausbildung sind zufällige Schwankungen in der Anzahl der Innervationen corticaler Neurone durch vorgeschaltete Nervenfasern. Vorangetrieben wird die Entwicklung durch die Koordination gleichzeitig feuernder Fasern, die durch die Stimulation desselben Auges erregt werden, im Wettbewerb mit Eingängen aus den beiden Augen. So erfolgt eine selbstorganisierte gleichmäßige, nicht-überlappende Raumaufteilung. Mit Computersimulationen läßt sich dies in vielen Einzelheiten nachvollziehen. Störungen können während dieser sensiblen, kritischen Phase irreparable Schäden verursachen. Wird beispielsweise ein Auge verschlossen, ist es später nicht oder nur noch eingeschränkt funktionstüchtig. Es zeigte sich auch, daß die Projektionsflächen des intakten Auges in der primären Sehrinde sich auf Kosten der Reiz-deprivierten Felder ausgedehnt haben. Spezifische Deprivationen hinterlassen während dieser Periode ebenfalls irreversible Spuren: Werden Kätzchen beispielsweise in einem Raum gehalten, dessen Wänden ausschließlich mit senkrechten Streifen bemalt sind, werden sie später keine waagrechten Streifen mehr wahrnehmen können. Die als entsprechende Merkmalsdetektoren fungierenden Neuronen sind nicht oder kaum noch erregbar durch die Reize, für die sie bei einer normalen Entwicklung sensibel gewesen wären.

Nicht nur die Einschränkung von Sinnesreizen, sondern auch Übung beeinflußt das Gehirn. Ratten, die in einer komplexen Umwelt gehalten werden, haben im Vergleich zu Kontrolltieren in einer reizarmen Umgebung eine höhere Synapsendichte. Sowohl die Zahl der Synapsen pro Neuron als auch der Verzweigungsgrad der Dendriten und die Anzahl der Vesikel in der Präsynapse sind größer. Ähnliche Ergebnisse sind im Vorderhirn nach Verhaltenstraining und in bestimmten Kleinhirnregionen nach motorischem Training gefunden worden. R.V.

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