Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zweidimensionales Lernen: Computerbilder verändern Nervenzellverbindungen nachhaltig

26.09.2011
RUB-Forscherinnen berichten in Cerebral Cortex

Das Betrachten zweidimensionaler Raumbilder, wie sie etwa in Computerspielen auftreten, beeinflusst die Verbindungsstärken von Nervenzellen im Gehirn nachhaltig. Das berichten Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan und Anne Kemp aus der RUB-Abteilung für Neurophysiologie in Cerebral Cortex.

In einer Hirnstruktur, die eine wichtige Rolle für das Langzeitgedächtnis spielt (Hippocampus), beobachteten sie eine Veränderung in der Kommunikation der Nervenzellen, wenn sie Ratten neue Umgebungen auf einem Computerbildschirm präsentierten. Somit zeigten die Forscherinnen zum ersten Mal, dass eine aktive Erkundung der Umgebung für diesen Effekt nicht erforderlich ist.

„Unsere Ergebnisse helfen zu verstehen, in welchem Ausmaß das digitale Lernen im Gehirn mit dem Lernen in der realen Umwelt konkurriert“, so Manahan-Vaughan. „Das ist zum Beispiel interessant, um neue Strategien für die Nutzung digitaler Medien in der Schule zu entwickeln. Solche Strategien können nützlich sein, wenn Kinder wenig Interesse an herkömmlichen Lehrmethoden zeigen.“

Zwei unterschiedliche Lernmechanismen im Gehirn

Im Hippocampus arbeiten zwei unterschiedliche Mechanismen zusammen, um neue Informationen für lange Zeit zu speichern. Die so genannte Langzeitpotenzierung führt dazu, dass Nervenzellen vermehrt miteinander kommunizieren. Die Langzeitdepression hingegen schwächt die Verbindungen zwischen den Zellen. „Laut unseren Ergebnissen reagieren Nervenzellgruppen zunächst mit einer Potenzierung, z. B. wenn wir einen neuen Raum betreten“, erläutert Manahan-Vaughan. „Die Langzeitdepression ermöglicht es uns dann, diese neue zelluläre Information zu modifizieren, um die Details und Eigenschaften des Raums zu speichern.“

Lernen ohne Bewegung

Das Bochumer Team zeigte, dass in einem bestimmten Bereich des Hippocampus Langzeitdepression einsetzt, wenn Ratten aktiv einen Raum erkunden. „Wir konnten jedoch nicht sagen, ob die Veränderungen in den Nervenzellen durch die Bewegung beinflusst werden oder nur aufgrund des Erlernens neuer Objekte auftreten“, erklärt Manahan-Vaughan. Die Forscherinnen trennten erstmals beide Effekte, indem sie den räumlichen Kontext am Computerbildschirm präsentierten und somit keine aktive Erkundung erforderlich war, um mit den neuen Objekten in Kontakt zu kommen. Auch ohne aktive Erkundung trat die Langzeitdepression auf, d.h. sie scheint wichtig für das passive Lernen im Hippocampus zu sein.

Computer und Fernsehen konkurrieren mit der Schule

„Lehrer, vor allem in der Grundschule, beobachten immer häufiger, dass die neuen Generationen von Schulkindern oft eine kürzere Aufmerksamkeitsspanne und ein schlechteres Merkvermögen haben“, erzählt Manahan-Vaughan. „Eine mögliche Erklärung dafür ist die zunehmende Nutzung digitaler Medien nach der Schule. Unsere Ergebnisse zeigen in der Tat, dass Säugetiere genauso gut lernen, wenn sie Informationen passiv auf einem Computerbildschirm präsentiert bekommen, wie wenn sie für diese Informationen aktiv ihre Umgebung erkunden. Fernsehen oder Computerspielen nach der Schule könnten mit der in der Schule gelernten Information konkurrieren.“

Weitere Informationen

Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan, Abteilung für Neurophysiologie, Research Department of Neuroscience, Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-22042, Denise.Manahan-Vaughan@rub.de

Titelaufnahme

A. Kemp, D. Manahan-Vaughan (2011). Passive Spatial Perception Facilitates the Expression of Persistent Hippocampal Long-Term Depression, Cerebral Cortex, doi:10.1093/cercor/bhr233

Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht Weiterbildung – für die Arbeitswelt von morgen unerlässlich!
15.02.2018 | Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB)

nachricht Roboter als Förderer frühkindlicher Bildung – Neues Forschungsprojekt an der Uni Paderborn
07.02.2018 | Universität Paderborn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics