Direkt nach einer neuen Erfahrung spielt das Gehirn die Ereignisse wie ein Videorekorder im schnellen Rücklauf noch einmal in umgekehrter Reihenfolge ab. Das haben amerikanische Forscher bei Tests mit Ratten beobachtet, die durch verschiedene Labyrinthe liefen. Das Gehirn der Tiere produzierte dabei nicht nur während des Laufs charakteristische Muster an Nervenaktivität, sondern wiederholte diese auch in den Pausen zwischen den einzelnen Tests ? allerdings innerhalb weniger Sekundenbruchteile und in entgegengesetzter Abfolge. Wahrscheinlich hilft dieses Zurückspulen den Tieren, die neue Erfahrung fest im Gehirn zu verankern.
In vielen Situationen wie beispielsweise der Orientierung in einer bekannten Umgebung benötigt das Gehirn Informationen, die zeitlich geordnet sind. Eine Schlüsselrolle beim Abspeichern und Verarbeiten solcher Daten spielt der Hippocampus, hatten bereits früheren Studien gezeigt. So führt der Hippocampus beispielsweise im Schlaf immer wieder eine Art Zeitreise durch und wiederholt ganz genau die Abfolge an Nervenaktivitäten, die während eines bestimmten Ereignisses stattgefunden haben. Diese Wiederholungen sind offenbar wichtig, um Erinnerungen zu festigen und daraus zu lernen.
Während die Wiederholungen im Schlaf exakt das Muster wiedergeben, das auch im Moment des Erlebens abläuft, wird beim nun entdeckten Zurückspulen die zeitliche Reihenfolge genau umgekehrt, berichten David Foster und Matthew Wilson vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Auch erfolgt die Wiederholung nicht irgendwann nach der neuen Erfahrung, sondern direkt anschließend und dann meistens sogar mehrmals hintereinander. Der Zweck dieser Wiederholung scheint jedoch der gleiche zu sein wie bei der Wiederholung im Schlaf ? das zeige schon die Beobachtung, dass die Rückspulaktivität nach dem Lauf durch ein unbekanntes Labyrinth sehr viel stärker ist als in einer vertrauten Umgebung, so die Wissenschaftler.
Auch die umgekehrte Reihenfolge macht ihrer Ansicht nach Sinn: Auf diese Weise lernen die Tiere, den Ausgang und die Folgen einer neuen Erfahrung direkt mit den zugehörigen Ereignissen zu assoziieren. Stehen sie später noch einmal vor einer ähnlichen Situation, können sie die möglichen Konsequenzen sehr viel besser abschätzen als ohne diese Lernphase, schreiben die Forscher. Sollte sich zeigen, dass es beim Menschen einen ähnlichen Rückspulmechanismus gibt, könnte das beim Verstehen von Lernstörungen helfen. So haben hyperaktive Menschen möglicherweise deswegen Lernprobleme, weil das Gehirn aufgrund fehlender Ruhepausen keine Chance hat, Erfahrungen zurückzuspulen.
David Foster und Matthew Wilson (Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge): Nature, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/nature04587 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
