Wer sich nur schlecht Tanzschritte oder andere Bewegungsabfolgen merken kann, darf seinem Gehirn die Schuld daran geben – genauer gesagt, einem Hirnbotenstoff namens GABA: Dessen Konzentration spielt nämlich eine Schlüsselrolle beim Lernen von Bewegungen, haben britische Wissenschaftlerinnen bei einer Studie mit 12 Freiwilligen entdeckt. Die Probanden, deren GABA-Level als Reaktion auf einen bestimmten äußeren Reiz schnell sank, lernten auch dabei schneller. Auch die Ausgangkonzentration des Signalstoffs scheint wichtig zu sein, zeigte die Auswertung: Probanden mit einem hohen Grund-GABA-Level taten sich eher schwer beim Lernen. Somit sei die Empfindlichkeit des GABA-Systems, mit dem das Gehirn auf äußere Reize reagiert, entscheidend für Lernen und Erinnerung – zumindest, was Bewegungen angeht, schlussfolgern Charlotte Stagg und ihre Kolleginnen von der University of Oxford.
Der Botenstoff GABA hemmt die Weiterleitung von Signalen im Gehirn und spielt bei dessen Anpassungsfähigkeit, der sogenannten Plastizität, eine wichtige Rolle. Da auch der Vorgang des Lernens auf einer Veränderung des Gehirns beruht – schließlich knüpft es dabei neue Verbindungen zwischen Nervenzellen und verstärkt vorhandene – vermuteten die britischen Forscherinnen, dass GABA auch für individuelle Unterschiede beim Lernerfolg verantwortlich zeichnet. Wie schnell jemand lernt, könnte von der Empfindlichkeit seines GABA-Systems abhängen, so ihre These.
Um das zu prüfen, untersuchten sie zwölf Probanden: sechs Männer und sechs Frauen. Mit Hilfe der sogenannten Magnetresonanzspektroskopie (MRS) maßen sie die Konzentration von GABA im Gehirn der Testteilnehmer. Sie konzentrierten sich dabei auf den motorischen Cortex, also das Bewegungszentrum des Gehirns, der für das Lernen von Bewegungsabläufen wichtig ist. Nach dieser ersten Messung wurden bei den Versuchsteilnehmern Elektroden auf der Kopfhaut platziert, die einen schwachen Strom erzeugten. Diese transkranielle Gleichstrombehandlung regt das Gehirn an, die Konzentration an GABA zu senken, hatten bereits frühere Studien gezeigt. Nach dieser Behandlung maßen die Forscherinnen erneut die GABA-Menge im Gehirn der Probanden. Aus der Differenz der beiden GABA-Konzentrationen vor und nach der Behandlung konnten die Wissenschaftlerinnen Rückschlüsse auf die Empfindlichkeit der jeweiligen GABA-Systeme im Gehirn der Probanden ziehen. An einem anderen Tag mussten die Probanden dann eine bestimmte Bewegungsabfolge der Finger lernen. Dabei lagen sie erneut in einem Messgerät: einem funktionellen Magnetresonanztomographen, der die Veränderung der Durchblutung im Gehirn und damit dessen Aktivität sichtbar macht.
Es zeigte sich, dass Probanden, deren GABA-System schneller und stärker auf die Reizung ansprach, auch schneller die Bewegungsabfolge lernten. Ihre Gehirne zeigten zudem beim Lernen eine größere Aktivität im Bereich des motorischen Cortex. Des Weiteren fanden die Forscherinnen heraus, dass Probanden, die eine insgesamt höhere GABA-Konzentration im Gehirn aufwiesen, langsamer lernten, und dass ihr Gehirn beim Lernen auch weniger aktiv war.
Wie vermutet sei demnach die Empfindlichkeit des GABA-Systems auf äußere Reize der Schlüssel für erfolgreiches Lernen, schlussfolgern die Forscherinnen. Sie vermuten, dass GABA die Verknüpfung von Nervenzellen beeinflusst, die eine entscheidende Rolle beim Lernen spielen. Dieses Wissen könnte auch Schlaganfallpatienten helfen, bei denen das GABA-System aus dem Gleichgewicht geraten ist, glauben sie. Die transkranielle Gleichstrombehandlung könnte das System wieder stabilisieren.
Charlotte Stagg (University of Oxford) et al: Current Biology, Online-Vorabveröffentlichung vom 3. März dapd/wissenschaft.de – Anke Biester
