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Montag, 29.05.2017
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Scheitelhirn lernt Kategorien

Gehirnbereich für die Zuordnung von visuellen Eindrücken identifiziert

Socken in die Sockenschublade, Hemden in den Kleiderschrank – das Ordnungsprinzip „Gleiches zu Gleichem“ ist den meisten in Fleisch und Blut übergegangen. Aber was genau heißt das? Wie kategorisiert unser Gehirn Gegenstände und wo findet diese Zuordnung statt? Genau das haben jetzt amerikanische Wissenschaftler herausgefunden und ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Forschungslandschaft Gehirn

Forschungslandschaft Gehirn

Wissenschaftler der Harvard Medical School (HMS) um den Neurobiologen David Freedman führten dafür Versuche mit Affen durch. Diese lernten, ein einfaches Computerspiel zu spielen, bei dem visuelle Bewegungsmuster einer von zwei Kategorien zugeordnet werden mussten. Die Forscher beobachteten dabei die Aktivität von Neuronen in zwei verbunden Gehirnbereichen, dem parietalen Kortex (Hirnrinde im Scheitelbereich) und dem Bereich des temporalen Lobus, des mittleren Schläfenlappens.

Aktivität im Scheitelhirn


Es zeigte sich, dass die Aktivität der parietalen Neuronen die Entscheidungen der Affen widerspiegelte, welcher der beiden Kategorien sie das jeweilige Muster zuordneten. Im Gegensatz dazu reagierten die Nervenzellen der temporalen Region sensitiver auf Unterschiede im Aussehen innerhalb der verschiedenen Muster und ignorierten die Zugehörigkeit zur den Kategorien. Zunehmende Erfahrung und Lernen veränderte die Repräsentation der Kategorien im parietalen Kortex zudem dramatisch. Im Laufe von mehreren Wochen trainierten die Forscher die Affen darauf, die bekannten visuellen Muster jetzt zwei neuen Kategorien zuzuordnen. Als Folge strukturierte sich auch die neuronale Aktivität im parietalen Kortex komplett um.

Mehr Einblick auch in Krankheiten


„Diese Forschung hilft uns besser zu verstehen, wie das Gehirn lernt und wie es die Bedeutung von visuellen Eindrücken erkennt“, erklärt Freedman. „Zudem demonstriert es, dass das Lernen von neuen Kategorien lang anhaltende und dramatische Veränderungen in der Gehirnaktivität hervorrufen kann. Wir werden jetzt untersuchen ob der parietale Kortex auf die Verarbeitung von bewegungsspezifischen Kategorien spezialisiert ist oder aber ob er eine Rolle auch bei der Kategorisierung von anderen visuellen Stimuli wie beispielsweise Formen, spielt.“


Freedman ist optimistisch, dass Forschung dieser Art zukünftig zu einem besseren Verständnis auch von neurologischen Krankheiten und Ausfällen führen könnte: „Zu verstehen, wie das Gehirn visuelle Information lernt, speichert, erkennt und aufruft, hilft uns, Einschränkungen dieser Funktionen durch Schäden oder Krankheiten wie Schlaganfällen, Alzheimer und Schizophrenie zu überwinden.“
(Harvard Medical School, 29.08.2006 - NPO)
 
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