Lernen wie ein Teenager

Forschende geben ausgewachsenen Zebrafinken ihre Fähigkeit zurück, neue Gesänge zu lernen

Motorisches Lernen, beispielsweise das Spielen eines Instruments, präzise Bewegungen beim Sport oder auch die korrekte Betonung einer neuen Sprache, fällt in jungen Jahren besonders leicht. Die Forschungsgruppe von Daniela Vallentin am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz konnte an Zebrafinken zeigen, dass sich die Lernfähigkeit in der Jugend im Alter reaktivieren lassen könnte. 

Je älter wir werden, desto schwerer fällt es uns, neue Fähigkeiten zu erlernen. Besonders deutlich wird dies beim Erlernen einer Fremdsprache: Unbekannte Laute und komplizierte Grammatik wollen einfach nicht im Gedächtnis bleiben. Schuld daran ist vor allem die mit zunehmendem Alter nachlassende Plastizität unseres Gehirns. Die Fähigkeit, sich durch eine Neuverknüpfung von Nervenzellen ganze Hirnareale neuen Herausforderungen zu stellen, nimmt im Alter rapide ab.

Neben der allgemeinen Abnahme neuronaler Plastizität im Alter kann die Aktivität bestimmter motorische Lernzentren im Gehirn auch an  Entwicklungsphasen gebunden sein. So ist beispielsweise das Erlernen bestimmter sozialer Verhaltensweisen bei Mäusen an entsprechende Zeiträume gebunden. Ein weiteres Beispiel dafür findet man bei männlichen Zebrafinken. Die Tiere erlernen ihren Gesang ausschließlich in den ersten 90 Tagen ihres Lebens. Nach dieser jugendlichen Lernphase nimmt die Plastizität im Gehirn der Vögel stark ab und spezialisierte Nervenzellen unterdrücken die Fähigkeit, Gelerntes weiter zu verändern. Könnten also auch ältere Vögel wieder Neues lernen, wenn man die hemmende Aktivität diese Neuronen unterdrückt und somit die Plastizität des Gehirns wiederherstellt?  

In einer neuen Studie unter der Leitung von Daniela Vallentin haben Forschende genau diese Frage untersucht. Mit Hilfe der Optogenetik – einer Technik, mit der einzelne Nervenzellen mit Licht an- und ausgeschaltet werden können – haben die Forschenden die hemmenden Nervenzellen gezielt ausgeschaltet. Das Ergebnis war erstaunlich: Die Lernfähigkeit erwachsener Zebrafinken ließ sich so tatsächlich wiederhergestellen. Die Tiere konnten ihrem bestehenden Gesang neue Elemente hinzufügen, ohne die bereits gelernten Elemente zu beeinträchtigen. „Die ausgewachsenen Vögel haben ihr Repertoire an Gesangselementen erweitert", berichtet Fabian Heim, Erstautor der Studie.