Das menschliche Gehirn ist so mächtig, dass selbst intelligente Computer - neuronale Netze - nach dem Bild und der Ähnlichkeit des menschlichen Gehirns hergestellt werden. Daher ist die Definition der Prinzipien unseres Gehirns, all seiner vielfältigen Prozesse, weiterhin Gegenstand zahlreicher Studien. Kürzlich erschien in der Zeitschrift Science eine Studie einer Gruppe von Wissenschaftlern der University of California in Los Angeles (UCLA), die neue Informationen über das Innenleben des Gehirns enthüllte und unser Verständnis der Lernprozesse verändern könnte.
Die Studie basierte auf einem bestimmten Teil von Neuronen - Dendriten. Dendriten sind lange, verzweigte Strukturen, die sich mit einem abgerundeten Zellkörper verbinden, der Soma genannt wird. Es wurde angenommen, dass Dendriten nur als Leiter fungieren, die elektrische Aktivitätsschübe vom Zellkörper auf andere Neuronen übertragen. Eine UCLA-Studie hat jedoch gezeigt, dass Dendriten selbst elektrische Bursts erzeugen können - und dies zehnmal häufiger als bisher angenommen.
Die Forscher kamen zu diesem Schluss, indem sie Mäuse untersuchten. Anstatt Elektroden in die Dendriten zu implantieren, wurden sie neben den Dendriten platziert. Es stellte sich heraus, dass Dendriten mehr als fünfmal aktiver waren als Wels, wenn die Ratten schliefen, und zehnmal mehr, wenn sie aufwachten.
Verstehe das Gehirn
„In den Neurowissenschaften ist der Glaube weit verbreitet, dass Neuronen digitale Geräte sind. Sie sorgen entweder für Aufsehen oder nicht “, sagt Mayenk Mehta, leitender Autor der Studie. „Diese Ergebnisse zeigen, dass sich Dendriten nicht nur wie ein digitales Gerät verhalten. Dendriten erzeugen zwar digitale Alles-oder-Nichts-Bursts, weisen jedoch auch große analoge Schwankungen auf, die von diesem Typ abweichen. Dies ist ein ernstzunehmender Stein im Garten der Neurologen, die diesen Standpunkt seit etwa 60 Jahren vertreten.
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Da Dendriten über 90% des Nervengewebes ausmachen - etwa das 100-fache von Wels - könnte dies bedeuten, dass das menschliche Gehirn die 100-fache Kapazität hat, die bisher angenommen wurde.
Letztendlich kann diese Forschung Medizinern helfen, neue Therapien für neurologische Störungen zu entwickeln. Forschung kann auch Aufschluss darüber geben, wie Lernen tatsächlich stattfindet.
„Viele frühere Modelle gehen davon aus, dass Lernen stattfindet, wenn die Zellkörper zweier Neuronen gleichzeitig aktiv sind“, erklärt Co-Autor Jason Moore. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass Lernen stattfinden kann, wenn ein Eingangsneuron gleichzeitig mit einem aktiven Dendriten aktiv ist - und möglicherweise verschiedene Teile des Dendriten zu unterschiedlichen Zeiten aktiv sein können, was auf eine viel größere Flexibilität beim Lernen hinweist als ein einzelnes Neuron."
ILYA KHEL
