DURHAM / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher der Duke University haben einen bedeutenden Durchbruch erzielt, indem sie den genauen Ort im Gehirn identifiziert haben, an dem Lernen beginnt. Diese Entdeckung könnte weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis von neurologischen Erkrankungen wie Parkinson haben. Durch die Untersuchung von Zebrafinken konnten die Wissenschaftler zeigen, dass das Lernen komplexer motorischer Fähigkeiten an einer bestimmten Verbindung zwischen Gehirnzellen, den Synapsen, im Basalganglienbereich beginnt.
Die Entdeckung, dass das Lernen im Gehirn an einem spezifischen Ort beginnt, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Neurowissenschaft dar. Forscher der Duke University haben durch die Untersuchung von Zebrafinken gezeigt, dass komplexe motorische Fähigkeiten wie Singen oder Sprechen an einer bestimmten Art von Verbindung zwischen Gehirnzellen, den Synapsen, im Basalganglienbereich beginnen. Diese Erkenntnis könnte helfen, das Gleichgewicht zwischen experimentellem ‘Babbeln’ und der Präzision, die für die Beherrschung einer Fähigkeit erforderlich ist, besser zu verstehen.
Zebrafinken sind ideale Modelle für das Studium des Lernprozesses, da sie durch den Vergleich ihrer eigenen Gesangsversuche mit einer gespeicherten Erinnerung an den Gesang eines Tutors lernen. Sie üben hunderttausende Male ohne externe Belohnungen, was sie zu perfekten Schülern macht. Die Forscher nutzten künstliche Intelligenz, um den Fortschritt der Vögel zu messen, indem sie deren Gesänge im Vergleich zu früheren Versuchen bewerteten.
Durch den Einsatz von Optogenetik, einer Methode zur Steuerung der Gehirnaktivität mit Licht, konnten die Wissenschaftler spezifische Synapsen deaktivieren, was dazu führte, dass die Gesänge der Vögel sofort in einen unreifen Zustand zurückfielen. Dies half, den genauen Ort im Gehirn zu identifizieren, an dem das Lernen von Gesängen zuerst auftritt. Eine Erhöhung der Aktivität im Basalganglienbereich beschleunigte zwar das Lernen, führte jedoch oft zu ungenaueren Kopien des Tutorengesangs.
Die Erkenntnisse aus dieser Studie haben nicht nur Bedeutung für das Verständnis des Lernprozesses bei Vögeln, sondern auch für menschliche neurologische Erkrankungen wie Parkinson und Tourette-Syndrom. Diese Krankheiten betreffen dieselben Basalganglienkreisläufe, die auch beim motorischen Lernen eine Rolle spielen. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte dazu beitragen, zu erklären, was passiert, wenn diese Prozesse in neurologischen Störungen gestört werden.
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