Lernblockaden auf der Spur: Was unser Lernen beeinflusst
Mercator Research Center Ruhr fördert gemeinsames Forschungsprojekt der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und der Universität Duisburg-Essen
Wie Botenstoffe das Lernen beeinflussen
Im Fokus des Projektes steht ein bestimmtes Übertragungssystem von Botenstoffen im menschlichen Gehirn (sogenanntes Neurotransmitter-System). Solche Systeme stellen die Informationsübertragung zwischen den Nervenzellen im Gehirn sicher. Dabei unterscheidet man erregende und hemmende Botenstoffe, die also entweder die Ausbreitung von Nervenreizen fördern oder verringern. Zur Gruppe der hemmenden Botenstoffe gehört die Gamma-Aminobuttersäure (GABA). Sie ist für das Lernen von entscheidender Bedeutung: "Wenn wir lernen, müssen sich die Nervenreize weiter ausbreiten können", sagt Prof. Tegenthoff. "Dann wird im Gehirn die Ausschüttung von reizhemmenden Botenstoffen verringert." Somit bestehe ein enger Zusammenhang zwischen der Aktivität des GABA-Systems und der Lernleistung unseres Gehirns.
Magnetresonanz-Spektroskopie bei 7 Tesla
Welche Faktoren diesen Zusammenhang beeinflussen, wollen die Forscher genauer bestimmen: Dazu messen sie, wie sich die GABA-Konzentration bei Versuchspersonen verändert, wenn diese bestimmte sensorische und motorische Lernaufgaben ausführen. Möglich werden solche Messungen durch eine hochkomplexe, nicht-invasive Technik, der hochauflösenden Magnetresonanz-Spektroskopie bei 7 Tesla. Damit können chemische Substanzen im Gehirn ohne Beeinträchtigung der Versuchsperson identifiziert und messbar gemacht werden. Mit der enormen Feldstärke wird eine hohe räumliche Auflösung erreicht, so dass sehr genaue Einblicke in den menschlichen Körper möglich sind. Für diesen Teil der Kooperation ist Prof. David Norris verantwortlich, Direktor des Erwin L. Hahn Instituts und Professor am Donders Centre for Cognitive Neuroimaging in Nijmegen. Er erforscht mit seinem Team die 7 Tesla-Technologie und die Bedingungen, unter denen damit die GABA-Konzentration gemessen werden kann.
Neue Instrumente zur Therapie von Hirnschäden
"Fernziel unserer Forschung ist die Entwicklung von Verfahren, mit denen man die Konzentration des GABA-Botenstoffes gezielt beeinflussen kann", erklärt Prof. Tegenthoff. "Dann hätten wir ein wirksames Instrument, um die Lernleistung von Patienten verbessern zu können. Gehirnerkrankungen und deren Folgen, zum Beispiel Lähmungen nach einem Schlaganfall, könnten so besser therapiert werden." Solche Verfahren ließen sich wahrscheinlich auf der Basis spezieller Elektro- oder Magnetstimulationstechniken entwickeln.
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