Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie wir aus Fehlern lernen

07.12.2007
Eine genetische Variation des Dopamin-D2-Rezeptors im Gehirn beeinflusst, wie wir mit positivem und negativem Feedback umgehen

Der Austausch einer Base innerhalb des Gens für den Dopamin-D2-Rezeptor - einer Andockstelle für den Botenstoff Dopamin im Gehirn - gibt Hinweise darauf, wie Menschen aus positiven oder negativen Rückmeldungen lernen. Das hat ein Forscherteam um Markus Ullsperger vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig herausgefunden. Versuchspersonen, bei denen die Rezeptordichte verringert war, nutzten negatives Feedback weniger häufig zum Lernen als Versuchspersonen mit höherer Rezeptordichte. Dieser genetisch verursachte neurobiologische Mechanismus könnte die Entstehung von Sucht und selbstschädigendem Verhalten begünstigen, vermuten die Wissenschaftler (Science, 7. Dezember 2007).

Lerne aus Deinen Fehlern, ist ein Rat, den wir nur allzu oft zu hören bekommen. In der Regel fließen sowohl positive als auch negative Rückmeldungen in unser Handeln ein: Sie bestärken uns entweder in einem bestimmten Verhalten oder veranlassen uns, anderes, fehlerhaftes Verhalten zu vermeiden. Doch was sind die neurobiologischen Grundlagen dafür? Tatsächlich variiert die Fähigkeit, aus Erfolgen und auch aus Fehlern zu lernen, zwischen verschiedenen Individuen. Beeinflusst möglicherweise unsere genetische Ausstattung die Art und Weise, wie wir lernen? Ein wichtiger Faktor scheint der Botenstoff Dopamin im Gehirn zu sein. Die Dichte der entsprechenden Dopamin-Rezeptoren, also Andockstellen für diesen Botenstoff, variiert je nachdem, welche genetische Variante des entsprechenden Rezeptorgens die Person besitzt. So führt die Variante A1 zu einer Reduktion der Rezeptordichte. Und das könnte möglicherweise auch zu einem Defizit in der Fähigkeit führen, aus Fehlern zu lernen.

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften haben in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universitäten Bonn und Gießen sowie vom Max-Planck-Institut für neurologische Forschung mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT) die neuronale Aktivität untersucht, die dem Fehlerlernen zugrunde liegt. Die Versuchspersonen mussten lernen, aus Symbolpaaren, die in einer zufälligen Reihenfolge präsentiert wurden, jene zu wählen, die häufiger mit positivem Feedback belohnt wurden. "Zu Beginn des Experiments war somit noch völlig offen, welche Symbolwahl mit positivem Feedback verknüpft war", sagt Tilmann Alexander Klein vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig. Bei positivem Feedback zeigten die Wissenschaftler den Probanden einen lachenden Smilie, negatives Feedback wurde durch einen grimmig schauenden Smilie vermittelt.

In einem Transfertest kontrollierten die Wissenschaftler dann, ob die Versuchspersonen bevorzugt aus positiven oder negativen Rückmeldungen gelernt hatten. Hierbei stellte sich heraus, dass Träger der A1-Genvariante, die mit einer geringeren Dopamin-D2-Rezeptordichte verbunden ist, negative Rückmeldungen weniger zum Lernen nutzten als Versuchspersonen, deren Genotyp mit eine höheren Rezeptordichte einhergeht. Das Lernen aus positiven Rückmeldungen war bei beiden Versuchsgruppen nicht verändert. "Dieses Verhalten wird durch die Befunde aus der funktionellen Magnetresonanztomografie gestützt", erklärt Klein. "Die A1+ Gruppe zeigt eine geringere Reaktivität im posterioren medialen frontalen Kortex (pMFC), auf negative Rückmeldungen." Diese Gehirnregion ist maßgeblich an der Überwachung von Handlungsergebnissen beteiligt. Und erstmalig konnten die Forscher auch ein funktionelles Zusammenspiel zwischen diesem Hirnareal und dem Hippocampus nachweisen, der für das Lernen entscheidend ist. "Dieses Zusammenspiel ist bei Personen der A1+ Gruppe abgeschwächt", so der Neurowissenschaftler.

Darüber hinaus wurde das Entscheidungsverhalten der Versuchspersonen mittels eines Computermodells simuliert, das ermöglicht, die Bedingungen zu schätzen, unter welchen menschliche Entscheidungen zustande kommen. So bestimmten die Forscher beispielsweise einen Wert für die Antwortsicherheit der Versuchspersonen. Dieser Wert gab an, wie sicher sich die Versuchspersonen im Moment der Antwortabgabe waren. Versuchsteilnehmer mit einer reduzierten Dopamin-D2-Rezeptordichte waren - in Übereinstimmung mit den übrigen Befunden - bei der Antwortabgabe unsicherer als Probanden mit einer "normalen" Rezeptordichte. Der Neurotransmitter Dopamin spielt also offenbar eine entscheidende Rolle bei der Handlungsüberwachung und den damit verbundenen Lernvorgängen. "Die geringere Empfindlichkeit der Probanden mit reduzierter Dopamin-D2-Rezeptordichte gegenüber negativen Handlungskonsequenzen liefert erste Hinweise", so Klein, "auf einen möglichen neurobiologischen Mechanismus, der die Entwicklung von Sucht und selbstschädigendem Verhalten begünstigen könnte."

Originalveröffentlichung:

Klein, T. A., Neumann, J., Reuter, M., Hennig. J., von Cramon, D. Y., & Ullsperger, M.
Genetically Determined Differences in Learning from Errors
Science, 7. Dezember 2007

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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