Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nervenzellen im Krähengehirn ordnen Bilder richtig zu

24.11.2015

Während des Lernens entstehen Reaktionsmuster, die relevante Zusammenhänge anzeigen ‒ ähnlich wie beim Säugetier

Krähen sind dafür bekannt, dass sie schnell Zusammenhänge herstellen können: nur so können sie sich erfolgreich in unseren Städten zurecht finden und lernen, wie man mit Ampeln umgeht, wer ihnen Nüsse mitbringt, und welche Menschen man besser meiden sollte.


Rabenkrähen lernten, beliebige Bilder in zwei Gruppen einzuteilen. Einzelne Nervenzellen reagierten auf alle Bilder, die in eine bestimmte Gruppe gehörten ‒ unabhängig vom Bildmotiv.

Abbildung: Lena Veit

Wie das Gehirn der Krähen solche Lernaufgaben meistert, das konnten jetzt Forscher der Universität Tübingen in einer Studie zeigen, die im Fachjournal PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) erschienen ist.

In der Aufgabe ging es darum, beliebige Bilder in zwei verschiedene Gruppen einzuteilen – manche Bilder waren der Farbe „blau“ zugeordnet, andere der Farbe „rot“. Nachdem sie einen Vogel gesehen hatten, mussten die Krähen z.B. ein rotes Quadrat mit dem Schnabel berühren, wohingegen ein Blumenbild die Auswahl eines blauen Quadrates erforderte.

Zunächst mussten die Krähen durch Ausprobieren/Raten lernen, welche Bilder zu welcher Farbe gehörten. Durch Belohnung für jede richtige Antwort lernten die Krähen innerhalb weniger Wiederholungen die passenden Zusammenhänge für jedes neue Bild.

Durch die gleichzeitige Messung von Hirnströmen konnten die Forscher zeigen, was sich während des Lernens im Gehirn der Krähen abspielt. Einzelne Nervenzellen reagierten unterschiedlich auf die verschiedenen Bilder.

Dabei gab es Zellen, die mit ihrer Aktivität die Bilder je nach der erforderlichen Antwort gruppierten: Eine der Zellen antwortete stark auf alle Bilder der Gruppe „blau“, eine andere auf Bilder der Gruppe „rot“, trotz unterschiedlicher Bildmotive.

Die Zellen speicherten also nicht die Bildmotive im Arbeitsgedächtnis, sondern gleich die mit den Bildern assoziierten Antwortgruppen. Dabei spielte es keine Rolle, ob die Krähen die richtige Antwort erst erlernt hatten, oder ob sie die Bilder schon länger kannten.

Den Neurobiologen gelang es, einzelne Nervenzellen über den Lernprozess zu verfolgen. So konnten sie zeigen, dass sich diese Selektivität innerhalb weniger Minuten ausbildet: „Es ist schon erstaunlich, wie schnell die Krähen diese Assoziationen lernen können – und wie man den Nervenzellen beim Lernen zusehen kann“, sagt Erstautorin Dr. Lena Veit.

„Während des Ratens reagierten viele Zellen kaum auf ein unbekanntes Bild, aber nach wenigen Versuchen, sobald die Krähe die richtige Antwort gelernt hatte, zeigten sie für das gleiche Bild die richtige Antwort an.“

Diese Art der Speicherung im Arbeitsgedächtnis macht offensichtlich Sinn: man muss sich weniger Details merken, und ist gleich auf die richtige Antwort vorbereitet. „Bisher kannte man diese Art der Verarbeitung nur bei Affen“, sagt Projektleiter Professor Andreas Nieder.

„Es verwundert, dass wir ähnliche Lernstrategien in den unterschiedlich aufgebauten Endhirnen von Vögeln und Säugetieren finden“. Die Forscher fanden aber auch kleine Unterschiede zum Lernen bei Säugetieren. „Die große Frage ist nun, was der unterschiedliche Aufbau des Gehirns für das Zusammenspiel verschiedener Hirnregionen beim Lernen bedeutet.“

Publikation:
Lena Veit, Galyna Pidpruzhnykova, Andreas Nieder. Associative learning rapidly establishes neuronal representations of upcoming behavioral choices in crows. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. Online Early Edition, Nov 23-27, 2015. http://www.pnas.org/content/early/recent

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Nieder
Universität Tübingen
Institut für Neurobiologie – LS Tierphysiologie
Phone: + 49 7071 29-75347
andreas.nieder[at]uni-tuebingen.de

Antje Karbe | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Krebszellen Winterschlaf halten
16.07.2018 | Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

nachricht Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit
16.07.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

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