Konzentration aufs Wesentliche – was der Mensch von Wüstenrennmäusen lernen kann

Hupe, Martinshorn, Fahrradklingel, Motorengeräusche – unsere Umwelt ist voller akustischer Reize, die beständig auf uns einwirken. Manche Großstädter flüchten sich deshalb gar in eine „Woche der Stille“. Für die restlichen 51 Wochen des Jahres gilt Relevantes von Irrelevantes zu trennen und nur auf die wirlklich wichtigen Signale zu reagieren, wenn man nicht komplett durchdrehen möchte. Ein komplizierter Lernprozess für unser Gehirn, dem Neurobiologen aus Magdeburg nun auf die Schliche gekommen sind – indem sie das Verhalten mongolischer Wüstenrennmäuse beobachteten.

Ein alter Bekannter hilft

Dabei werden besagte Mäuse von einem alten Bekannten unterstützt: Dopamin, ein Neurotransmitter, der im menschlichen Gehirn von gerade einmal 400.000 Nervenzellen im Mittelhirn produziert wird. Ausgeschüttetes Dopamin beeinflusst fast alle Bereiche des Gehirns, in dem es die Kommunikation der Neuronen moduliert.

Das Magdeburger Forschungsteam hat nun an den mongolischen Wüstenrennmäusen untersucht, wie der Neurotransmitter bei Lernaufgaben, welche die Verarbeitung von Tonsignalen erfordern, auf die Schaltkreise der Hörrinde wirkt. Ist der Dopamin-Spiegel in der Hörrinde erhöht, so können gleichzeitig auftretende verhaltensrelevante Umweltreize über die Hörbahn besser in den assoziativen Bereichen des Gehirns repräsentiert werden. Durch die stärkere Assoziationsbildung zwischen relevantem Tonsignal und Verhalten entsteht ein stabiles Gedächtnis.

Wie funktioniert die Verstärkung dieser Gedächtnisspur?

Dopamin verstärkt solche Nerven-Schaltkreise, welche von der Hörrinde auf niedere Stationen der Hörbahn zurückführen und dort deren spezifische Eingangssignale verstärken. Durch solche Feedback-Schleifen werden unter Dopamin-Kontrolle verhaltensrelevante Reize in einem Lernszenario erkannt und bevorzugt verarbeitet – Dopamin ermöglicht es der Hörrinde quasi ihren eigenen Eingang auszuwählen.

Neue Erkenntnisse für die Demenzforschung?

Sind diese Feedback-Schleifen in der Großhirnrinde gestört, dann sind Gedächtnisstörungen, wie sie zum Beispiel beim Morbus Alzheimer auftreten, die Folge. Zurzeit suchen die Forscher nach Möglichkeiten, den Ausfall dieser Verstärker-Mechanismen im Gehirn zu kompensieren, woraus sich ein Zukunftsansatz für mögliche Behandlungen bei Demenz und anderen Erkrankungen eröffnen würde.

(cs / Leibniz-Institut für Neurobiologie)

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