Wenn zu Weihnachten Lernspielzeug unter dem Tannenbaum liegt, kann dies nicht nur Freude auslösen, sondern auch einen bleibenden Eindruck hinterlassen – jedenfalls wenn das beschenkte Kind das Spielzeug auch nutzt. Denn wie Wissenschaftler jetzt in Versuchen an Eulen herausgefunden haben, verändern frühe Lernerfahrungen die Gehirnstruktur und prägen sich damit dauerhaft ein.
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Schon zuvor hatte der Neurowissenschaftler Eric Knudsen in Versuchen gezeigt, dass junge Eulen sich nicht nur schnell neue Fähigkeiten aneignen, die ältere Tiere nicht bewältigen können, sondern diese auch als Erwachsenen leicht wieder abrufen konnten. In einem jetzt in Nature Neuroscience veröffentlichten Experiment testete der Forscher gemeinsam mit seinem Kollegen Brie Linkenhoker, was genau im Gehirn bei diesem frühkindlichen Lernen geschieht. Die Forscher wählten dazu eine gut untersuchte Hirnregion, in der die Eulen eine räumliche, „auditorische Karte“ ihrer Umgebung erstellen. Mit ihrer Hilfe können die Tiere die Herkunft eines Geräuschs genau orten und so ihre Beute erjagen.
Die Wissenschaftler setzten jungen Eulen eine Spezialbrille auf, die die Wahrnehmung nach einer Seite hin verzerrt. Eine quiekende Maus, die eigentlich seitlich von dem Vogel sitzt, erscheint damit direkt vor ihr sitzend und umgekehrt. Die Eulen glichen diesen Versatz aus, indem sie ihre innere auditorische Karte der Verzerrung anpassten und so ihre Beute wieder erfolgreich orten und erlegen konnten. Als den Eulen nach gewisser Zeit die Brille wieder abgenommen wurde, glichen sie den Versatz erneut aus und passten ihre innere Karte erneut an.
Spannend wurde es jedoch, als die Forscher untersuchten, inwieweit die Brillenphase der Kindheit Spuren im Gehirn der erwachsenen Tiere hinterlassen hatten. Und tatsächlich zeigte sich, dass die ehemaligen Brillenträger in der für die innere Karte verantwortlichen Hirnregion sowohl die für normales Sehen typischen Neuronenverbindungen aufwiesen, als auch untypische, während der Brillenphase entstandenen.
Offensichtlich hatten die Tiere beide Varianten dauerhaft gespeichert und konnten sich daher auch als Erwachsene sehr schnell wieder zurechtfinden, wenn man ihnen erneut eine Verzerrungsbrille aufsetzte – etwas, zu dem erwachsenen Eulen ohne die entsprechende Kindheitserfahrung nicht fähig waren.
Nach Ansicht des Forschers verlieren verschiedene Gehirnbereich ihre Fähigkeit zur Strukturanpassung in unterschiedlich starkem Maße im Laufe der Entwicklung. „Es ist ein Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit und Flexibilität“, so Knudsen. Bereiche, die im Erwachsenenleben stabil sein müssen, wie beispielsweise die Fähigkeit, die Welt zu analysieren oder Beute zu finden, verlieren ihre Flexibilität früh im Leben. Andere Gehirnareale, darunter die für das Lernen und Gedächtnis zuständigen, bleiben während des gesamten Lebens für Veränderungen offen.
„Das zeigt, wie wichtig es ist, in Kindheitserfahrungen zu investieren“, erklärt Knudsen. „Frühes Lernen kann lang anhaltende Effekte auf die Architektur des Gehirns haben.“ Es sei nicht nur die Fähigkeit zu Rechnen oder ein Buch zu lesen, die einem Kind helfen, wenn es heranwächst. Am stärksten beeinflusst und geprägt durch frühe Kindheitserfahrungen seien die Gehirnbereiche, die die Welt erfassen und interpretieren. „Und diese haben gewaltigen Einfluss auf die höheren Gehirnfunktionen im späteren Leben“, erklärt Knudsen. Spielzeug, das knistert, sich weich anfühlt oder das Erkunden anregt, könnte daher bereits ein erster Schritt hin zu einer prägenden Erfahrung für das Gehirn sein.
(Stanford University Medical Center, 20.12.2004 – NPO)
