Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie das Gehirn Neues lernt

15.06.2011
Forschungsverbund unter Regensburger Leitung präsentiert Ergebnisse

Das Gehirn ist eines der wichtigsten Organe in unserem Körper. Im Gehirn laufen alle relevanten Informationen der Sinnesorgane zusammen und werden verarbeitet.

Allerdings sind die komplexen Prozesse der Informationsverarbeitung und -speicherung bei weitem noch nicht in allen Details bekannt. Insbesondere die Frage, wie das Gehirn mit neuen Informationen umgeht und auf diese Weise „lernt“, beschäftigt die Forschung seit mehreren Jahren.

Ein internationaler Forschungsverbund unter Leitung von Prof. Dr. Mark Greenlee vom Institut für Psychologie der Universität Regensburg ging in diesem Zusammenhang der Frage nach, wie das Gehirn neues Wissen erwirbt. Der Verbund wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziell unterstützt. Die Ergebnisse des Projekts „Hirnplastizität und perzeptuelles Lernen” wurden nun Anfang Juni 2011 während eines Workshops in Regensburg vorgestellt.

An dem Forschungsverbund waren Wissenschaftler der Universitäten in Regensburg, München (LMU), Ulm und Barcelona beteiligt. Das Ziel des Projekts war es, die neuronale Vernetzung im menschlichen Gehirn über Experimente und die Entwicklung von Computermodellen zu untersuchen. Im Zentrum stand dabei die Fähigkeit des Gehirns, sich auf neue und unbekannte Aufgaben einzulassen und sich entsprechend anzupassen. Kenntnisse aus den Neurowissenschaften und der Informatik sollten gezielt kombiniert werden, um die einzelnen Hirnaktivitäten abbilden zu können und darüber hinaus Vorhersagen über künftige Lernprozesse im Gehirn treffen zu können.

Der Forschungsverbund ging zu diesem Zweck arbeitsteilig vor. Das Regensburger Team von Prof. Greenlee konnte durch Kernspinuntersuchungen Veränderungen bei der Aktivierung von Gehirnregionen nachweisen, die an der Betrachtung und Bewertung von komplexen Bewegungsmustern beteiligt waren. Bei den Probanden zeigte sich, dass die Aktivierung der jeweiligen Hirnregionen immer mehr abnahm, je „vertrauter“ die einzelnen Bewegungsmuster wurden. Die Regensburger Forscher konnten zudem nachweisen, dass sich dabei Feedback negativ auf den Lernerfolg auswirkt. Versuchspersonen, denen beständig Auskunft darüber erteilt wurde, ob sie ein Bewegungsmuster richtig oder falsch bewertet hatten, zeigten eine schlechtere Lernleistung als diejenigen, die keinerlei Rückmeldung erhielten. Für die Analyse wurde ein neuartiges Verfahren angewandt, das am Regensburger Institut für Biophysik und physikalische Biochemie unter der Leitung von Prof. Dr. Elmar Lang entwickelt wurde. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es räumliche und zeitliche Zusammenhänge präziser beschreiben kann als konventionelle Ansätze, was auch die Analyse von schnellen Augenbewegungen erleichtert.

In der Münchner Arbeitsgruppe (Prof. Dr. Josef Zihl) widmeten sich die Forscher der Untersuchung von Patienten mit Gesichtsfeldausfällen nach einem Schlaganfall. Hier konnte nachgewiesen werden, dass die Betroffenen durch ein systematisches Wahrnehmungstraining wieder einen größeren Überblick und eine bessere Lesefähigkeit erreichen können, indem sie lernen, den Gesichtsfeldausfall durch Blickbewegungen zu ersetzen. Dabei wurde auch der Einfluss des Alters näher untersucht. Es zeigte sich, dass ältere Probanden zwar verschiedene Aufgaben langsamer lösten als junge Probanden, die Genauigkeit aber unbeeinträchtigt blieb.

Den Wissenschaftlern aus Ulm (Prof. Dr. Heiko Neumann) und Barcelona (Prof. Dr. Gustavo Deco) gelang es, Verfahren zur modellhaften Darstellung von neuronalen Lernprozessen und Lernstrategien weiter zu entwickeln. Die neuen Verfahren sind nun in der Lage, Abweichungen der Hirnaktivität während des Erlernens komplexer Bewegungsmuster vorherzusagen. Während der Entwicklung stellte sich heraus, dass unbewusst wahrgenommene Informationen einen großen Einfluss ausüben. Lernprozesse finden im Modell selbst dann statt, wenn die zum Lernen notwendige Information nur unterschwellig präsentiert wird.

Im Rahmen des Regensburger Workshops wurden die Teilergebnisse der einzelnen Arbeitsgruppen zusammengeführt und diskutiert. Auf dieser Grundlage wollen die Forscher ihre Arbeit in den nächsten Jahren vor allem auf den Gebieten der neuronalen Plastizität und des Lernens fortsetzen.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt unter:
http://brain-plasticity.org/
Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Mark Greenlee
Universität Regensburg
Institut für Psychologie
Tel.: 0941 943-3281
Mark.Greenlee@psychologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://brain-plasticity.org/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie