Elektroschocks als Strafe – und als Belohnung

Wie schön, wenn der Schmerz nachlässt! Diese Erfahrung machen nicht nur Menschen, sondern auch Fruchtfliegen. Wenn man die kleinen Insekten bestraft und sie gleich danach einen bestimmten Duft riechen lässt, dann stufen sie genau diesen Geruch später als positiv ein. Das berichten Forscher von der Uni Würzburg in der neuen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“.

Hiromu Tanimoto, Martin Heisenberg und Bertram Gerber vom Würzburger Biozentrum sind bei ihren Experimenten mit der Fruchtfliege Drosophila einen ungewöhnlichen Weg gegangen. „Fast immer werden Lernversuche so gemacht, dass den Tieren erst ein Reiz vorgesetzt wird, dem dann sofort beispielsweise eine Bestrafung folgt“, erklären die Forscher. Dadurch bewerten die Tiere den Reiz im folgenden als negativ. Das konnten die Würzburger bei ihren Experimenten jetzt bestätigen – aber sie drehten den Versuch auch um.

Einige der Insekten wurden erst mit einem Duft konfrontiert und dann mit einem leichten Elektroschock bestraft. Hatten sie diese Prozedur mehrmals durchlaufen, gingen sie dem Schmerz verheißenden Geruch zielstrebig aus dem Weg. Die Wissenschaftler untersuchten nun die andere Seite der Medaille: Eine weitere Gruppe von Fliegen wurde zuerst bestraft und durfte den Duft erst danach schnuppern. Jetzt verbanden die Tiere den Geruch mit etwas Positivem – dem Nachlassen des Schmerzes. Der Beweis: Bekamen sie anschließend verschiedene Düfte zu riechen, so hielten sie sich am liebsten im Dunstkreis desjenigen Duftes auf, den sie nach dem Schockereignis wahrgenommen hatten.

Ein einziger Duft, eine einzige Bestrafungsmethode – aber entgegengesetzte Lernergebnisse. „Womöglich erzeugt jedes Schockereignis immer zwei entgegengesetzte Gedächtnisse“, sagen die Würzburger Forscher: Die vor dem Schmerz registrierten Sinneseindrücke bleiben als unangenehm in Erinnerung, als Zeichen für Gefahr. Hört der Schock dann auf, werden die direkt folgenden Eindrücke im Gehirn in der Schublade für Positives, Rettendes abgelegt.

Auf das Verhalten der Fruchtfliegen wirkt sich das Wegnehmen des Schocks also ähnlich aus wie eine Belohnung. Hier stellt sich den Neurobiologen nun eine spannende Frage. Sie wissen bereits, das verschiedene Nervenzellen die Fliegen beim Lernen dazu bringen, eine Belohnung „gut“ und eine Bestrafung „schlecht“ zu finden. Jetzt wollen die Forscher herausfinden: Was passiert auf der Ebene der Nervenzellen, wenn die Fliege durch das Wegfallen einer Bestrafung „belohnt“ wird? Hiervon versprechen sich die Würzburger weitere Einblicke in die Auswirkungen, die schmerzhafte Erfahrungen auf Gehirn und Verhalten haben.

Weitere Informationen erhalten Sie bei Dr. Bertram Gerber, T (0931) 888-4483, Fax (0931) 888-4452, bertram.gerber@biozentrum.uni-wuerzburg.de