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Freitag, 26.05.2017
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Lernen: Neuheit statt Wiederholung ist Trumpf

Neue Information verbessert die Gedächtnisleistung

Neue Impulse trainieren das Gehirn und verbessern die Gedächtnisleistung – was schon seit längerem vermutet wurde, haben jetzt Wissenschaftler belegt. Im Fachmagazin „Neuron“ berichten sie, welche Gehirnbereiche dabei involviert sind und geben so einen neuen Einblick in die Beziehung zwischen Gedächtnisbildung, Neuheit, Motivation und Belohnung.
Forschungslandschaft Gehirn

Forschungslandschaft Gehirn

Wissenschaftler vermuten seit längerem, dass Neuheit ein entscheidender Faktor für Lernen und Gedächtnisbildung ist. Eine Region im Mittelhirn (Substantia nigra/ Area ventralis tegmentalis) wird vor allem mit der Regulation von Motivation und der Verarbeitung von Belohnung in Zusammenhang gebracht. Eine Studie von Psychologen und Neurologen der Otto-von-Guericke- Universität Magdeburg und der Universität London ergab, dass diese Region neue Information gegenüber bekannter Information bevorzugte. Dieses System ist ebenfalls dafür bekannt, den Dopaminspiegel - einen für Lernen und Gedächtnisbildung entscheidenden Neurotransmitter - zu regulieren. Das Verständnis der Beziehung zwischen Gedächtnisbildung, Neuheit, Motivation und Belohnung könnte somit eine wichtige Grundlage für die Behandlung von Gedächtnisproblemen darstellen.

Nur neue Bilder rufen Reaktion hervor


Für die Studie nahmen die Probanden an einer Reihe von Experimenten teil. In einer ersten Untersuchung wurde getestet, ob das Gehirn neue Information gegenüber bekannter Information bevorzugt, selbst wenn die bekannte Information selten oder emotional negativ ist. Den Teilnehmern dieses Versuchs wurden Bilder von Außenaufnahmen und Bilder von männlichen Gesichtern dargeboten, während ihre Gehirnaktivität mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) gemessen wurde.

Dabei wurden einige der Bilder, auf denen zum Beispiel ein erzürntes Gesicht oder ein Autounfall zu sehen war, selten wiederholt dargeboten und andere Bilder stellten jeweils neue neutrale Gesichter oder Szenen dar. Es zeigte sich, dass die Substantia nigra/ Area tegmantalis ventralis des Mittelhirns ausschließlich auf neue Bilder reagierte, jedoch nicht auf wiederholte seltene oder emotionale Bilder.


Relative Neuheit „zählt nicht“


Im zweiten Experiment wurden bekannte Bilder entweder im Kontext mit neuen Bildern oder im Kontext mit sehr vertrauten Bildern dargeboten. Ebenfalls mittels fMRT wurde dabei untersucht, wie relative Neuheit die Gehirnaktivität in der Substantia nigra/ Area tegmentalis ventralis beeinflusst. Es konnte gezeigt werden, dass die Aktivierungsstärke in dieser Region abnimmt, je bekannter die gezeigten Bilder sind, unabhängig davon, in welchem Kontext sie gezeigt wurden.

"Wir vermuteten, dass bekannte Information zwischen sehr bekannter, das heißt sehr gut gelernter Information, hervorsticht und genauso zu einer Aktivierung in der Substantia nigra/Area ventralis tegmentalis des Mittelhirns führt wie neue Information. Das war nicht der Fall“, erklärt Professor Emrah Düzel von der Universität Magdeburg. „Nur absolut neue Information führt zu einer starken Aktivierung in diesem Areal."

Merkfähigkeit erhöht


In drei Verhaltensexperimenten schließlich wurde die Gedächtnisleistung der Probanden für die dargebotenen neuen, bekannten und sehr bekannten Bilder entweder nach 20 Minuten oder nach einem Tag untersucht. Bekannte Bilder wurden besser erinnert, wenn sie im Kontext mit neuen Bildern gezeigt wurden. In der Testung nach 20 Minuten ergab sich eine erhöhte Gedächtnisleistung um rund 20 Prozent. Dieser Effekt war nach 24 Stunden verringert.

Düzel: "Wenn wir etwas Neues sehen, könnte es für uns potentiell belohnend sein. Dieses Potential motiviert uns, neue Umwelten zu explorieren. Ist ein Stimulus bekannt und nicht mit einer Belohnung assoziiert, verliert es dieses Potential. Daher aktivieren nur absolut neue, jedoch nicht bekannte oder relativ neue Stimuli die Substantia nigra/ Area ventralis tegmentalis des Mittelhirns und erhöhen den Dopaminspiegel."

Anwendungen in Lernen und Medizin


"Wir hoffen, dass diese Ergebnisse einen Einfluss auf die Behandlung von Patienten mit Gedächtnisproblemen haben“, so Düzel. „Derzeit versuchen Neuropsychologen und Ärzte die Gedächtnisleistung therapeutisch durch Wiederholung von Information zu verbessern - ähnlich lernen die meisten Menschen für Prüfungen. Unsere Studie zeigt, dass sich wiederholtes Lernen effektiver gestaltet, wenn man neue Informationen oder Fakten mit den wiederholten bzw. bekannten Informationen mischt. Es scheint, dass man in diesem Fall besser lernt, obwohl das Gehirn mit neuer Information beschäftigt ist."

In zukünftigen Projekten wollen die Forscher untersuchen, in welchem Zusammenhang Dopamin und Lernen stehen. Die Ergebnisse dieser Studien könnten die zukünftige Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung von Gedächtnisproblemen beeinflussen.
(Universität Magdeburg, 04.08.2006 - NPO)
 
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