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Übung macht die weiße Substanz

Zum ersten Mal haben Forscher beobachtet, wie das Erlernen einer neuen Fähigkeit die weiße Substanz im Gehirn von Versuchsteilnehmern veränderte. Die Kombination von Bewegung und dem Verarbeiten visueller Informationen beim Jonglieren prägt sich offenbar nicht nur in die graue Substanz ein, wo die Nervenzellen selbst sitzen, sondern auch in die weiße Substanz, die aus den Enden und Verbindungen der Gehirnzellen besteht. Die britischen Forscher untersuchten dafür die Gehirne von Probanden vor und nach einer sechswöchigen Trainingsphase, in der die Studienteilnehmer übten, drei Bälle in der Luft zu halten. Auch nach einer Jonglier-Pause von vier Wochen setzte das Gehirn der Jongleure seine Veränderungen fort, berichten Jan Scholz und seine Kollegen von der Universität Oxford.

Mit besonderen Verfahren der Magnetresonanztomographie konnten die Forscher die weiße Substanz der Versuchspersonen bis in ihre Mikrostruktur untersuchen. Gleichzeitig überwachten sie auch Veränderungen in der grauen Substanz. Dass sich dieser äußere Teil des Gehirns beim Lernen generell verändert, ist schon länger bekannt. Erstmals gelang es dem britischen Team nun, auch Veränderungen in der weißen Substanz, die die zentrale Masse des Gehirns ausmacht, nachzuweisen.

Die Versuchspersonen hatten sechs Wochen Zeit, das Jonglieren zu üben. Um drei Gegenstände in der Luft herumzuwirbeln, mussten die Amateur-Jongleure laut den Forschern genaue Arm- mit Greifbewegungen koordinieren und gleichzeitig mit den Augen den Rand ihres Gesichtsfeldes überwachten. Das klingt kompliziert und ist es auch ? zumindest für das Gehirn. Dort spielen sich komplexe Prozesse ab, die auch die weiße Substanz betreffen, wie die Forscher zeigen konnten. Dabei finden die Veränderungen in der weißen und grauen Substanz nicht unbedingt zum genau gleichen Zeitpunkt statt. Zudem können sie bei derselben Person auch unterschiedlich stark ausfallen, was die Forscher zum Schluss führte, dass die beiden Substanzen, obwohl sie sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden, weitgehend unabhängig voneinander geprägt werden.

Am Ende der sechswöchigen Trainingsphase konnten alle Versuchsteilnehmer mit drei Bällen mindestens zwei Runden jonglieren. Für den Zirkus reicht das natürlich nicht, doch interessanterweise spielt der Trainingserfolg für die weiße Substanz auch gar keine Rolle. Ausschlaggebend für die Veränderungen im Gehirn sei einzig der Lernaufwand, also die Zeit, die zum Üben aufgewendet wurde, schreiben die Forscher. Übung macht also nicht nur den Meister, sondern verändert auch das Gehirn.

Jan Scholz (Universität Oxford) et al.: Nature Neuroscience (doi: 10.1038/nn.2412). ddp/wissenschaft.de – Martina Bisculm
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