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Neuronale Plastizität: Alles zu seiner Zeit

Die meisten neuronalen Schaltkreise entstehen während sensibler Phasen in der Kindheit. Wissenschaftler wollen diese Entwicklungsfenster gezielt öffnen, um Hirnerkrankungen besser behandeln zu können.
Durchbruch

"Ich habe mich schon immer gefragt, warum man als junger Mensch so leicht Sprachen lernt und warum es einem in fortgeschrittenem Alter so schwerfällt." Takao Hensch weiß, wovon er redet. In einem Vorort von New York aufgewachsen, lernte er Deutsch von seinem Vater, Japanisch von seiner Mutter – und Englisch von seinem sozialen Umfeld. Heute versucht Hensch als Neurowissenschaftler am Boston Children's Hospital Fragen wie die nach dem Spracherwerb auf molekularer Ebene zu beantworten.
Offenbar gibt es "sensible Phasen" in der Hirnentwicklung, in denen die entsprechenden neuronalen Schaltkreise besonders leicht durch Erfahrung geformt und grundlegend verändert werden können. In diesen Perioden lernen Kinder erstaunlich schnell zu sprechen, sie beginnen Gesichter zu erkennen, und sie machen bedeutende Fortschritte beim räumlichen Sehen. Doch binnen weniger Monate oder Jahre schließen sich die Entwicklungsfenster eins nach dem anderen, und es wird schwierig, wenn nicht gar unmöglich, in dem jeweiligen Bereich noch Neues zu lernen.
Oder doch nicht? Wie Hensch und andere Kollegen auf dem kleinen, aber sich rasch entwickelnden Forschungsfeld herausfanden, können die Entwicklungsfenster durchaus wieder aufgestoßen werden ...

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  • Quellen

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Hensch, T. K. et al.: Local GABA Circuit Control of Experience-Dependent Plasticity in Developing Visual Cortex. In: Science 282, S. 1504-1508, 1998

Li, R. W. et al.: Video-Game Play Induces Plasticity in the Visual System of Adults with Amblyopia. In: PLoS Biology 9, e1001135, 2011

Morishita, H. et al.: Lynx1, a Cholinergic Brake, Limits Plasticity in Adult Visual Cortex. In: Science 330, S. 1238-1240, 2010

Pizzorusso, T. et al.: Reactivation of Ocular Dominance Plasticity in the Adult Visual Cortex. In: Science 298, S. 1248-1251, 2002

Reiter, H. O., Stryker, M. P.: Neural Plasticity without Postsynaptic Action Potentials: Less-Active Inputs Become Dominant when Kitten Visual Cortical Cells Are Pharmacologically Inhibited. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 85, S. 3623-3627, 1988

Rokem, A. Silver, M. A.: Cholinergic Enhancement Augments Magnitude and Specificity of Visual Perceptual Learning in Healthy Humans. In: Current Biology 20, S. 1723-1238, 2010

Rubenstein, J. L. R., Merzenich, M. M.: Model of Autism: Increased Ratio of Excitation/Inhibition in Key Neural Systems. In: Genes, Brain and Behavior 2, S. 255-267, 2003

Southwell, D. G. et al.: Cortical Plasticity Induced by Inhibitory Neuron Transplantation. In: Science 327, S. 1145-1148, 2010

Sugiyama, S. et al.: Experience-Dependent Transfer of Otx2 Homeoprotein into the Visual Cortex Activates Postnatal Plasticity. In: Cell 134, S. 508-520, 2008

Wiesel, T. N., Hubel, D. H.: Single-Cell Responses in Striate Cortex of Kittens Deprived of Vision in One Eye. In: Journal of Neurophysiology 26, S. 1003-1017, 1963

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