Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Studie gelang der neuronale Nachweis für den Geistesblitz!

10.06.2010
In der Ausgabe der Fachzeitschrift Neuron vom 13. Mai 2010 untersuchten Daniel Durstewitz vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim und sein Kollege Jeremy Seamans von der University of British Columbia, Vancouver, Kanada, die Aktivität von Gruppen präfrontaler kortikaler Neurone bei Ratten während eines Lernprozesses. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass Lernen auch bei Tieren das Resultat eines aktiven Entscheidungsprozesses - also eines Geistesblitz - sein kann.

Häufig wird angenommen, dass Tiere Assoziationen zwischen sensorischen Ereignissen, dem eigenen Verhalten und den Umweltkonsequenzen (z.B. Belohnung) in einem langsamen, schrittweisen Prozess durch häufige Wiederholung aufbauen. Im Gegensatz dazu können Menschen Regelmäßigkeiten in Ereigniszusammenhängen in nur wenigen Schritten durch „plötzliche Einsicht“ erschließen.

In der Ausgabe der Fachzeitschrift Neuron vom 13. Mai 2010 untersuchten Daniel Durstewitz vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim und sein Kollege Jeremy Seamans von der University of British Columbia, Vancouver, Kanada, die Aktivität von Gruppen präfrontaler kortikaler Neurone bei Ratten während eines Lernprozesses, in dem die Tiere von einer bekannten „visuellen“ Regel zu einer neuen „räumlichen“ Regel wechseln mussten, ohne dass den Tieren andere Hinweise über den plötzlichen Wechsel der Regel zugänglich waren als die veränderte Assoziation ihres Verhaltens mit Futterbelohnungen.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Neuronengruppen der beteiligten kortikalen Areale oft plötzliche Wechsel in ihren Aktivitätsmustern in enger zeitlicher Assoziation mit plötzlichen Änderungen in der Verhaltensstrategie der Tiere zeigten. Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass Lernen auch bei Tieren oft ein aktiver Entscheidungsprozess ist und weniger durch die stufenweise Verstärkung neuronaler Verbindungen mit wiederholter Erfahrung erklärt werden kann.

Im Kontext der untersuchten Problemlösesituation, in der die Tiere eine neue Regel durch Versuch und Irrtum erschließen mussten, könnten solche relativ plötzlichen Änderungen der neuronalen Antwortmuster und im Verhalten möglicherweise mit Momenten plötzlicher Einsicht korrespondieren, spekuliert

Dr. Daniel Durstewitz vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim.

Auch beim Menschen spielt der präfrontale Kortex eine zentrale Rolle bei höheren kognitiven Prozessen der Entscheidungsfindung, Planung und Problemlösung. Ein wichtiges diagnostisches Tool für präfrontale Störungen (z.B. bei der Schizophrenie) ist der sogenannte Wisconsin-Card-Sorting-Test, der analog zu dem Versuch mit Ratten das Erschließen neuer Regeln durch Versuch und Irrtum erfordert. Die in der Neuron-Arbeit beschriebenen Experimente könnten daher wichtige Erkenntnisse in Bezug auf die Problemlöseverhalten zugrundeliegenden neuronalen Prozesse und deren mögliche Störungen liefern.

Publikation
Abrupt Transitions between Prefrontal Neural Ensemble States Accompany Behavioral Transitions during Rule Learning. Neuron 66, 438-448.
Durstewitz, Daniel 1,4, Vittoz, Nicole M. 2,4, Floresco, Stan B. 3 and Seamans Jeremy K. 2

1RG Computational Neuroscience, Central Institute of Mental Health and Interdisciplinary Center for Neurosciences, University of Heidelberg, J 5, 68159 Mannheim, Germany; 2Brain Research Centre, Psychiatry, Faculty of Medicine, University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 2B5, Canada; 3Psychology Department, University of British Columbia, Vancouver, BC V6T 2B5, Canada; 4These authors contributed equally to this work

Kontakt:
Dr. Daniel Durstewitz
Zentralinstitut für Seelische Gesundheit
Tel.: 0621 / 1703-2361
E-Mail: daniel.durstewitz@zi-mannheim.de

Sigrid Wolff | idw
Weitere Informationen:
http://www.zi-mannheim.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Studie zu Bildungsangeboten für die Industrie 4.0 in Österreich
05.02.2018 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Schildkrötengehirne sind komplexer als gedacht
05.02.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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