Unsere Fähigkeit, neue Dinge auszuprobieren und aus Erfolgen und Misserfolgen zu lernen, hängt stark von Zellen im Frontallappen des Gehirns hinter der Stirn ab, berichten Forscher, die durch neue Labortests mehr erfahren haben.
Unser Gehirn lernt aus Fehlern und kann Leistung verfolgen
Von Lisa Rapaport
16. Mai 2022 C Unsere Fähigkeit, neue Dinge zu lernen und unsere Herangehensweise auf der Grundlage von Misserfolgen und Erfolgen anzupassen, kann einer Multitasking-Gruppe von Neuronen oder Botenzellen in unserem Gehirn zugeschrieben werden, legen die Ergebnisse einer Reihe von neuen Labortests nahe.
Die Ergebnisse der Studie, die in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, bieten neue Einblicke in die Art und Weise, wie es unserem Gehirn gelingt, unsere Arbeitsweise in einer Vielzahl von Situationen zu verfolgen und anzupassen, sei es beim Ausprobieren neuer Dinge oder bei der Verbesserung von Fähigkeiten, die noch nicht ganz ausgereift sind.
"Ein Teil der Magie des menschlichen Gehirns besteht darin, dass es so flexibel ist", sagt der Hauptautor der Studie, Dr. Ueli Rutishauser, Professor und Direktor des Center for Neural Science and Medicine am Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles. "Wir haben unsere Studie so angelegt, dass wir entschlüsseln konnten, wie das Gehirn gleichzeitig generalisieren und spezialisieren kann, was beides entscheidend ist, um ein Ziel zu verfolgen".
Um dies zu untersuchen, untersuchten die Wissenschaftler die Gehirnaktivität von 34 Erwachsenen mit Epilepsie, denen zuvor Elektroden in das Gehirn implantiert worden waren, um den Ursprung ihrer Anfälle zu ermitteln. Diese Elektroden befanden sich in einem Bereich des Gehirns, der als medialer frontaler Kortex hinter der Stirn bekannt ist und der eine Schlüsselrolle bei der Verfolgung der Leistung und der Steuerung geistiger Fähigkeiten spielt.
Bei allen Studienteilnehmern wurden zwei gängige kognitive Tests durchgeführt. Bei dem einen, der so genannten Stroop-Aufgabe, werden die Probanden aufgefordert, ein geschriebenes Wort für eine Farbe C wie Gelb C zu lesen, das mit einer andersfarbigen Tinte C wie Lila C gedruckt ist, und die Tintenfarbe laut zu sagen. Bei der anderen Aufgabe, der so genannten Multi-Source-Interference-Aufgabe, werden die Probanden gebeten, eine Reihe von drei Zahlen C wie 3, 2 und 2 C zu sehen und dann eine Taste zu drücken, die mit der Zahl verbunden ist, die nur einmal erscheint.
Bei der ersten Aufgabe müssen die Probanden in ihrem Gehirn einen Konflikt zwischen dem gelesenen Wort und der Farbe, die sie sehen, lösen, um die richtige Antwort zu erhalten. Bei der zweiten Aufgabe müssen die Personen den Impuls überwinden, einen Knopf für die Zahl zu drücken, die sie am häufigsten sehen, um die richtige Antwort zu erhalten.
Während die Probanden diese komplexen Aufgaben lösten, zeigten Elektroden in ihren Gehirnen zwei Arten von Neuronen bei der Arbeit: Zellen, die als Reaktion auf Fehler aktiv wurden, und Zellen, die nach dem Lösen schwieriger Aufgaben aktiv wurden.
"Als wir die Aktivität der Neuronen in diesem Hirnbereich beobachteten, waren wir überrascht, dass die meisten von ihnen erst aktiv wurden, nachdem eine Entscheidung oder eine Handlung abgeschlossen war", sagt Rutishauser. "Das deutet darauf hin, dass dieses Hirnareal eine Rolle bei der Bewertung von Entscheidungen im Nachhinein spielt, anstatt sie zu treffen."
Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass Neuronen, die zwei Arten der Leistungsverfolgung durchführen - allgemeines Feedback, das anzeigt, dass etwas falsch gelaufen ist, und spezifisches Feedback, das uns genau sagt, was passiert ist -, im medialen frontalen Kortex zusammenarbeiten.
"Früher dachten wir, es gäbe Teile des Gehirns, die nur für die allgemeine Leistungsüberwachung zuständig sind, und andere, die nur für die domänenspezifische", sagt Rutishauser. "Unsere Studie zeigt nun, dass das nicht der Fall ist."
Wenn wir besser verstehen, wie die Neuronen in dieser Hirnregion auf Rückmeldungen reagieren und aus Misserfolgen und Erfolgen lernen, könnte dies eines Tages dazu beitragen, psychische Erkrankungen zu behandeln, die mit einer abnormalen Leistungsverfolgung einhergehen, wie Zwangsstörungen oder Schizophrenie, sagt Rutishauser.
