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Erfolgsorientierte Zellen

Das Gehirn setzt beim Lernen auf ein doppeltes System aus Fehlermeldungen und dem gezielten Fördern von Erfolgserlebnissen. Zuständig dafür sind zwei voneinander unabhängige Gruppe von Nervenzellen, haben US-Forscher jetzt im Gehirn von Affen nachgewiesen: Die eine Gruppe beginnt zu feuern, wenn ein Lösungsversuch erfolgreich war und von einer Belohnung gekrönt wird, während die andere nur dann aktiv wird, wenn die Tiere die gestellte Aufgabe nicht lösen konnten. Auf diese Weise stellt das Gehirn sicher, dass ausschließlich die korrekte Lösung dauerhaft verankert wird. Die Forscher um Wendy Suzuki von der New York University glauben sogar, durch Manipulation der Erfolgs- beziehungsweise Fehler-Zellen in Zukunft Lernprozesse direkt beeinflussen zu können.

Verschiedene Studien konnten bereits belegen, dass Nervenzellen des Hippocampus, einem Hirnbereich im mittleren Schläfenlappen, von besonderer Bedeutung für das Erinnerungsvermögen und für sogenannte assoziative Lernprozesse sind, bei denen eine Verknüpfung zwischen verschiedenen Objekten oder Informationen hergestellt werden muss. Die Forscher um Suzuki konnten nun beobachten, wie die Reizweiterleitung bei solchen Lernvorgängen funktioniert. Dabei fanden sie neben den beiden Arten von Kontrollzellen, die über die Abspeicherung des richtigen Lösungsweges entscheiden, noch eine dritte Gruppe von Nervenzellen: Die sogenannte Wechselzellen arbeiten sowohl mit den Erfolgs- als auch den Fehler-Zellen zusammen und verstärken die jeweiligen Signale.

Die Affen hatten in den Versuchen der Forscher Fruchtsaft erhalten, wenn sie gelernt hatten, das Bild eines Tieres korrekt mit einer bestimmten Position auf dem Bildschirm zu verknüpfen. Bislang könne daher nicht ausgeschlossen werden, dass die Erfolgs-Zellen lediglich dann reagieren, wenn zuvor das Belohnungszentrum im Gehirn aktiviert wird. Es bleibe also die Frage offen, ob die Reizweiterleitung und die Verankerung der korrekten Schaltmuster genauso abläuft, wenn der richtige Lösungsweg nicht belohnt wird, beziehungsweise wie stark das Belohnungszentrum angesprochen werden muss, damit die Erfolgs-Zellen reagieren.

Wendy Suzuki (Universität von New York) et al.: Neuron, Bd. 61, S. 930, doi: 10.1016/j.neuron.2009.01.028 ddp/wissenschaft.de ? Mascha Schacht
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