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Plastizität: Wie das Gehirn lernt

Sobald wir neues Wissen speichern, ändert sich die Signalübertragung zwischen den Nervenzellen. Aber das ist nicht der einzige neurobiologische Mechanismus, der dem Lernen zu Grunde liegt.

Egal, ob wir das nette Gespräch mit unseren Freunden beim letzten Abendessen Revue passieren lassen oder ob wir beim Fahrradfahren die in jungen Jahren eingeübten Bewegungsabläufe abspulen – jedes Mal, wenn wir uns an etwas erinnern, feuern Millionen von Nervenzellen in den verschiedensten Regionen des Gehirns im Gleichklang. Denn eines ist beim Gedächtnis besonders wichtig: Was wir uns merken, sollte ein stimmiges Bild ergeben. Sehreize, Geräusche, Gerüche, Gefühle und andere gespeicherte Erfahrungen verschmelzen dabei zu einem Gesamteindruck.

Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckte der Psychologe Donald Hebb (1904–1985) die neurobiologische Grundlage, auf der solche Lern- und Gedächtnisvorgänge beruhen. Feuern zwei Nervenzellen gleichzeitig, verstärkt das die Verbindungsstellen zwischen ihnen, die Synapsen. So entstand der in der Fachwelt bekannte Satz: »Cells that fire together wire together«, was im Deutschen so viel heißt wie: »Zellen, die gemeinsam feuern, verknüpfen sich.«

Lange Zeit nahm man an, diese so genannte hebbsche Lernregel bilde das wesentliche Fundament für jegliche Gedächtnisprozesse. Doch nach und nach wurde klar, dass das nicht alles sein kann. Wie Experimente zeigten, kann die Stärkung einer Synapse allein keine Erinnerung erzeugen – mit Ausnahme der elementarsten Reflexe in einfachen neuronalen Schaltkreisen. Es musste noch weitere Veränderungen im Gehirn geben, jenseits der winzigen Verbindungsstellen ...

9/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Gehirn&Geist 9/2020

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  • Quellen

Dutta, D. J. et al.: Regulation of myelin structure and conduction velocity by perinodal astrocytes. PNAS 115, 2018

Fields, R. D.: A new mechanism of nervous system plasticity: Activity-dependent myelination. Nature Reviews Neuroscience 16, 2015

Steadman, P. E. et al.: Disruption of oligodendrogenesis impairs memory consolidation in adult mice. Neuron 105, 2020.