Auswirkungen von Erfahrung auf die Reorganisation des adulten Cortex

Wie eingangs erwähnt, sollen in diesem Kapitel zwei aktuelle Forschungsansätze zur adulten Neuroplastizität betrachtet werden. Der zweite Forschungsansatz beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Erfahrung auf die Reorganisation des adulten Cortex.

Erfahrung im Erwachsenenalter kann eine Reorganisation der sensorischen und motorischen Karten bedingen. Zum Beispiel entdeckten Mühlnickel und Kollegen (1998), dass Tinnitus (ein Klingeln in den Ohren) eine größere Reorganisation des primären auditorischen Cortex hervorruft. Elbert und Kollegen (1995) wiesen nach, dass erwachsene Musiker, die Saiteninstrumente spielen, die mit den Fingern der linken Hand kontrolliert werden (z. B. eine Violine), eine vergrößerte Repräsentation des Handareals in ihrem rechten somatosensorischen Cortex aufweisen. R°s' sini und Kollegen (1994) schließlich zeigten, dass eine Anästhesie des zweiten und vierten Fingef deren Repräsentationen im kontralateralen somato sensorischen Cortex verringerte.

Exkurs - Das plastische und individuelle Gehirn

Das Gehirn des Menschen besteht aus 80-100 Milliarden Nervenzellen, wobei jede Nervenzelle 10.000 bis 100.000 Verbindungen zu anderen Nervenzellen aufweist. Damit ist das Gehirn des Menschen im Hinblick auf Nouronen-anzahl und Vernetzung im Vergleich zu den Gehirnen aller anderen Here außergewöhnlich. Dieses dicht geknüpfte Netzwerk wird nicht nur durch genetische, sondern auch durch vielfältige andere biologische Einflüsse moduliert. Ein wichtiger Einfluss ist die individuelle Erfahrung und das Lernen, denn diese Erfahrungen werden in diesen Netzwerken in Form von synaptischen Kontaktmustern abgelegt. Die durch Erfahrung und Lernen entstandenen und modifizierten Netzwerkeigenschaften überlagern sich mit den genetisch- und reifungsbedingten Netzwerkeigenschafton. In der modernen kognitiven Neurowissenschaft erkennt man die durch Lernen und Erfahrung entstandenen Netzworkeigonschaften anhand bestimmter Netzwerkaktivierungsmuster, aber auch anhand bestimmter neuroanatomischer Besonderheiten. So führt Lernen und Übung zu charakteristischen neurophysiologischen und neuroanatomischen Veränderungen, wobei die neurophysiologischen Aktivierungsveränderungen oft bereits nach wenigen Übungsdurchgängen feslzustellen sind. Die neuroanatomischen Veränderungen (meist veränderte Volumina der grauen und/oder weißen Substanz, aber auch veränderte Konnektivitätsmuster) kann man etwas später - meistens nach mehre

ren Tagen - nachvollziehen. In anderen Worten, das menschliche Gehim ist im Hinblick auf Neuroanatomie und Neurophysiologie bemerkenswert individuell (brain finger print), da es durch genetische und individuelle Einflüsse moduliert wird. Diese Individualität des Gehirns konnten wir mittels struktureller MRT nachvollzie-hen (Valizadeh et al., 2018). ebenso trainingshedingte Individualität bei Exporten, die ihre Expertise durch spezifisches TYaining erworben haben, z. B. Musiker (siehe Münte, Altenmüller & Jäncke, 2002) oder Golfspieler (siehe Abb. unten; Bezzola et al. 2011). Unsere Studien belegen aber auch, dass schon der kurzfristige Nichtgebrauch des Arms (eingegipster Arm nach einem Knochenbruch) zu deutlichen neuroanatomischen Veränderungen in den Himgebieten. welche den immobilisierten Arm kontrollieren (hier Abnahme der kortikalen Dicke), und zu kompensatorischen neuroanatomischen Veränderungen in den Himgebieten, welche den noch frei beweglichen Arm kontrollieren (Zunahme der kortikalen Dicke) führt (Langer et al.. 2012). Bemerkenswert ist, dass das menschliche Gehim sowohl neurophysiologisch wie auch neuroanatomisch bis ins hohe Alter plastisch ist. Insofern ist die Metapher ..use it or läse it" nicht nur hilfreich, um die Plastizität des menschlichen Gehirns zu beschreiben, sondern kann auch als „Aufforderung“ bzw. Lebensmaxime für das lebenslange Lernen dienen.

Zunahme der Dichte der grauen Substanz (gray matter

Abbildung: Zunahme der Dichte der grauen Substanz (gray matter: GM) nach einem Golftraining in Himgebieten die> an K°(-ohen. Golfspiels beteiligt sind. Dargestellt sind die Unterschiede zwischen der Experimental- und ontro gruppe $tunden Golf-

der Standardabweichung normierte Mittelwertsd.fferenzen) Die Versuchspersonen de. Experimente gruppe haben ubeM ^«If training genossen, während die Versuchspersonen der Kontrollgruppe kein besonderes raining urc ge 1 ' (vpMC) intraparietaler

änderungen konnten in folgenden Himgebieten festgestellt werden: Sulcus central« SC), ventraler Pramoto cortex (vPMC), mtrapanetaler Sulcus (IPS), Lobulus parietalis inferior (LPi), parieto-occipitales Übergangsgebiet (POj) (aus ezzo a e a .,

Eine Studie zur adulten neuronalen Plastizität verlangt besondere Beachtung, da sie einen wichtigen Aspekt der Plastizität nachweist. Hofer und Kollegen (2005) zeigten, dass die Elimination des visuellen Inputs eines Auges von erwachsenen Mäusen die Größe der okularen Dominanzsäulen dieses Auges in Schicht IV des primären visuellen Cortex reduziert. Noch wichtiger aber war, dass sie nachwiesen, dass die Reduktion der Größe der okularen Dominanzsäulen schneller auftrat und langanhaltender war, wenn die erwachsenen Mäuse schon zuvor einmal eine visuelle Deprivation im selben Auge erfahren hatten. Das bedeutet also, wenn das Gehirn sich einmal an eine abnorme Umwelt angepasst hat, erwirbt es auch die Fähigkeit, sich effektiver anzupassen, wenn es nochmals auf diese Bedingungen trifft.

Die Entdeckung der adulten neuronalen Plastizität verändert die Ar t, wie wir Menschen über uns selbst denken. Besonders wichtig für Personen mit Hirnleistungsstörungen ist, dass dies einige viel versprechende Behandlungsmöglichkeiten aufgezeigt hat. Sie werden in Kapitel 11 mehr darüber erfahren.

 
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