Was ist Neuroplastizität?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Dr. Lara Boyd versichert uns, dass unser Gehirn nach ihrem Vortrag nie mehr dasselbe sein wird. In einem wissenschaftlichen TEDx-Vortrag spricht sie darüber, wie wir unser Gehirn mit jeder Fähigkeit verändern, erklärt, wie und wann das Gehirn eines Menschen einzigartig ist, warum es manchen Menschen leichter fällt als anderen und wie wir unser Gehirn so gestalten können, wie Sie es sich wünschen.

Das Wissen über das Gehirn schreitet heute in einem aufregenden Tempo voran, und die Physiotherapeutin und Neurowissenschaftlerin Lara Boyd steht an der Spitze dieser Entdeckung. Seit 2006 ist sie an der University of British Columbia tätig, wo sie in der Forschung in den Bereichen Neurowissenschaften und motorisches Lernen tätig ist. Seitdem hat sie das Brain Behavior Lab aufgebaut, über 40 Doktoranden rekrutiert und ausgebildet, über 80 Artikel veröffentlicht und über 5 Millionen US-Dollar an Fördermitteln erhalten.

Die Schriften von Lara Boyd führen zur Entwicklung neuer, wirksamerer Behandlungsmethoden für Menschen mit Hirnschäden und finden auch breitere Anwendung. Sie erklären zum Beispiel, warum manche Kinder in der traditionellen Bildung erfolgreich sind und andere nicht, wie Verhalten der wichtigste Motor für Veränderungen im Gehirn ist und warum es keine neuroplastischen Pillen gibt.

Lara Boyd: Dieses Video wird dein Gehirn verändern (Transkript unten):

Wie lernen wir also? Und warum fällt es manchen leichter zu studieren als anderen? Wie gesagt, ich bin Dr. Lara Boyd, die hier an der University of British Columbia Hirnforschung betreibt, und diese Fragen verfolgen mich.

Das Studium der Gehirnaktivität eröffnet Perspektiven sowohl für das Verständnis der menschlichen Physiologie als auch für das Verständnis der Frage: Was macht uns zu dem, was wir sind?

Dies ist eine erstaunliche Zeit für Hirnforscher und ich wette, ich habe den interessantesten Job aller Zeiten. Die Art und Weise, wie wir über das Gehirn denken, ändert sich in schwindelerregender Geschwindigkeit. Viele von ihnen erwiesen sich als falsch oder unvollständig. Einige Missverständnisse sind offensichtlicher, zum Beispiel glaubten wir, dass sich das Gehirn nur in der Kindheit verändern kann, und jetzt stellte sich heraus, dass dies blanker Unsinn ist.

Es ist auch falsch zu glauben, dass ein Mensch normalerweise nur einige Teile des Gehirns nutzt, und wenn er mit nichts beschäftigt ist, ist auch sein Gehirn inaktiv. Auch das stimmt überhaupt nicht. Es stellt sich heraus, dass das Gehirn auch dann sehr aktiv ist, wenn wir uns ausruhen und an nichts denken. Technologien wie die MRT haben es uns ermöglicht, diese und viele andere wichtige Entdeckungen zu machen. Die vielleicht aufregendste, interessanteste und revolutionärste Entdeckung war, dass Sie jedes Mal, wenn Sie sich neues Wissen oder neue Fähigkeiten aneignen, Ihr Gehirn verändern. Dies wird als Neuroplastizität bezeichnet.

Noch vor einigen Jahren glaubte man, dass sich das Gehirn nach der Pubertät nur noch zum Schlechteren verändern kann, Zellen mit zunehmendem Alter oder an Schäden, beispielsweise durch einen Schlaganfall, absterben. Die Forschung hat jedoch eine erstaunliche Anzahl von Beispielen für die Gehirntransformation bei Erwachsenen aufgedeckt. Dann stellte sich heraus, dass unser Verhalten die Veränderungen im Gehirn beeinflusst. Und diese Veränderungen sind nicht altersabhängig. Gute Nachrichten. Tatsächlich treten sie ein Leben lang auf, und vor allem tragen Reorganisationsprozesse zur Erholung des Gehirns nach einer Schädigung bei.

Neuroplastizität ist der Schlüssel zu allen Veränderungen. Was ist das? Um die erhaltenen Informationen zu konsolidieren, verändert sich das Gehirn in drei Richtungen:

1. Chemisch. Tatsächlich besteht die Arbeit des Gehirns in der Übertragung chemischer Signale zwischen seinen Zellen, den sogenannten Neuronen, die eine Reihe von Reaktionen auslösen. Und damit das gewonnene Wissen erhalten bleibt, erhöht das Gehirn die Anzahl oder Konzentration der chemischen Signale, die Neuronen austauschen. Da diese Veränderungen schnell erfolgen, tragen sie zum Kurzzeitgedächtnis oder zur kurzfristigen Verbesserung der motorischen Funktion bei.

2. Der zweite Weg, das Gehirn zu verändern, um das Lernen zu verstärken, ist strukturell. Das heißt, während des Lernens ändert das Gehirn die Verbindung zwischen Neuronen, die physikalische Struktur des Gehirns ändert sich, was natürlich mehr Zeit in Anspruch nimmt. Diese Veränderungen sind mit einem Langzeitgedächtnis und einer langfristigen Verbesserung der motorischen Fähigkeiten verbunden.

Diese Prozesse sind miteinander verbunden. Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel geben. Wir alle haben irgendwann eine neue motorische Fähigkeit erlernt, wie zum Beispiel Klavier spielen oder jonglieren. Und bei einem Versuch wurde es dir immer besser gegeben, und du dachtest: Ich habe es geschafft. Und beim nächsten Mal, vielleicht am nächsten Tag, waren alle Errungenschaften verloren. Warum so? Für kurze Zeit erhöhte das Gehirn die Intensität des Austauschs chemischer Signale, aber aus irgendeinem Grund führten diese Veränderungen nicht zu den strukturellen Veränderungen, die für das Langzeitgedächtnis notwendig sind. Denken Sie daran, dass das Speichern von Erinnerungen im Langzeitgedächtnis kein vorübergehender Vorgang ist. Das kurzfristige Ergebnis ist noch nicht gelernt. Körperliche Veränderungen stärken das Langzeitgedächtnis. Und chemische Veränderungen sind nur von kurzer Dauer.

Strukturelle Veränderungen können auch zur Bildung von Netzwerken führen, die verschiedene Bereiche des Gehirns verbinden, um das Lernen zu verstärken. Bestimmte Bereiche des Gehirns, die für ein bestimmtes Verhalten verantwortlich sind, können wachsen oder ihre Struktur verändern. Ein paar Beispiele. Menschen, die Blindenschrift lesen, haben einen vergrößerten Sinnesbereich des Gehirns, der für die Empfindlichkeit der Finger verantwortlich ist. Wenn Sie Rechtshänder sind, haben Sie einen größeren Bereich des Gehirns, der für Ihre dominante Hand verantwortlich ist, als die rechte. Untersuchungen haben gezeigt, dass Taxifahrer, die eine Karte von London ausfüllen, um eine Lizenz zu erhalten, vergrößerte Gehirnregionen haben, die mit räumlichen oder kartografischen Erinnerungen verbunden sind.

3. Und der letzte Weg, das Gehirn zu verändern, um Informationen zu reparieren, ist funktionell.

Der genutzte Bereich des Gehirns wird wieder sensibel und einfacher zu bedienen. Und mit dem Auftreten von Bereichen mit erhöhter Erregbarkeit im Gehirn reguliert es bereits, wie und wann diese aktiviert werden.

Während des Lernprozesses sehen wir, wie ganze Blöcke des Gehirns aktiviert und verändert werden. Somit unterstützen chemische, strukturelle und funktionelle Veränderungen die Neuroplastizität. Und sie passieren im ganzen Gehirn. Sie können getrennt auftreten, sind jedoch meistens miteinander verbunden. Zusammen verstärken sie das Lernergebnis, und das passiert ständig.

Ich habe Ihnen also gesagt, wie erstaunlich neuroplastisch unser Gehirn ist. Warum ist das Lernen so schwer? Warum sind Kinder in der Schule nicht immer gut? Warum werden wir mit zunehmendem Alter vergesslicher? Und warum können wir uns von Hirnschäden nicht vollständig erholen? Welche Prozesse helfen oder behindern die Neuroplastizität? Das studiere ich. Insbesondere untersuche ich, wie es mit der Schlaganfall-Erholung zusammenhängt.

In den USA ist der Schlaganfall in letzter Zeit vom dritten auf den vierten Platz vorgerückt. Tolle Neuigkeiten, oder? Nur ist die Zahl der Schlaganfallopfer tatsächlich nicht zurückgegangen. Es ist nur so, dass wir nach einem schweren Schlaganfall besser in der Lage sind, das Leben aufrechtzuerhalten. Es stellte sich als schwierig heraus, dem Gehirn zu helfen, sich von einem Schlaganfall zu erholen, und um ehrlich zu sein, konnten wir keine wirksame Rehabilitationsmethode entwickeln. Eines ist sicher: Schlaganfall ist weltweit die häufigste Ursache für Behinderungen bei Erwachsenen.

Immer mehr junge Menschen erleiden Schlaganfälle und leben dadurch länger mit Behinderungen. Und unsere Forschung zeigt, dass die Lebensqualität von Kanadiern mit Schlaganfall abgenommen hat. Daher ist es klar, dass Sie besser tun müssen, um Menschen zu helfen, sich von einem Schlaganfall zu erholen. Dies ist ein ernstes soziales Problem, das wir nicht lösen können.

Was kann getan werden? Eines ist klar: Der Hauptgrund für neuroplastische Veränderungen ist Ihr Verhalten. Das Problem ist, dass es viel Übung braucht, Ihre Aktivität, um sich neue motorische Fähigkeiten anzueignen oder alte wieder aufzubauen. Und genug aktives Üben zu bekommen, ist eine Herausforderung und teuer. Mein Forschungsansatz besteht daher darin, Therapien zu entwickeln, die das Gehirn auf das Lernen vorbereiten. Dazu gehören Gehirnstimulation, Bewegung und Robotik.

Die Forschung hat mir klar gemacht, dass ein Haupthindernis für die Entwicklung von Therapien, die die Genesung nach einem Schlaganfall beschleunigen, die Vielfalt der Modelle der Neuroplastizität beim Menschen ist. Und diese Vielfalt macht mich als Forscher wahnsinnig und macht es extrem schwierig, Statistiken zu verwenden, um Daten und Ideen zu testen. Aus diesem Grund ist die medizinische Forschung darauf ausgerichtet, den Unterschied zu minimieren. Meine Recherchen haben jedoch diese Vielfalt in den wichtigsten und informativsten Daten gezeigt, die wir gesammelt haben.

Wir haben viel durch die Untersuchung des Gehirns nach einem Schlaganfall gelernt, und ich denke, diese Lektionen sind in anderen Bereichen nützlich. Die erste Lektion ist, dass der Hauptgrund für Veränderungen im Gehirn das Verhalten ist. Und deshalb gibt es keine neuroplastischen Pillen. Nichts wird dir beim Lernen so helfen wie das Üben. Sie müssen also noch arbeiten. Darüber hinaus haben meine Forschungen bewiesen, dass mehr Schwierigkeiten und mehr Stress beim Üben zu einem besseren Lernen und größeren strukturellen Veränderungen im Gehirn führen.

Das Problem ist, dass Neuroplastizität ein zweischneidiges Schwert ist. Es hat einen positiven Effekt, wenn Sie etwas Neues lernen oder an der Motorik feilen, und einen negativen, wenn Sie vergessen, was Sie wissen, abhängig von Drogen, möglicherweise aufgrund von chronischen Schmerzen. Das Gehirn ist also extrem plastisch und alles, was Sie tun, sowie alles, was Sie nicht tun, prägt es sowohl strukturell als auch funktional.

Die zweite Lektion, die wir gelernt haben, ist, dass es keinen einheitlichen Lernansatz gibt, also kein Rezept für das Lernen. Viele glauben beispielsweise, dass es stundenlanges Training braucht, um eine neue motorische Fähigkeit zu erlernen. Ich versichere Ihnen, so einfach ist das nicht. Manche brauchen mehr Übung, andere weniger.

Die Arbeit an unseren Plastikhirnen ist zu einzigartig, als dass es einen einzigen Ansatz geben könnte, der für alle funktioniert. Aus dieser Erkenntnis heraus kamen wir auf die Idee einer individuellen Behandlung. Das heißt, für optimale Ergebnisse benötigt jede Person ihre eigenen Maßnahmen. Dieser Gedanke kam eigentlich aus der Erfahrung mit der Krebsbehandlung. Dann stellte sich heraus, dass die Genetik für die Wahl der Chemotherapie bei der Behandlung einer bestimmten Krebsart sehr wichtig ist. Meine Forschungen haben gezeigt, dass dieser Ansatz auch für die Erholung nach einem Schlaganfall anwendbar ist.

Es gibt bestimmte Merkmale der Struktur und Funktion des Gehirns, Biomarker. Sie sind sehr hilfreich, um die Therapie auf den Einzelnen abzustimmen. Die Ergebnisse aus meinem Labor zeigen, dass bestimmte Kombinationen von Biomarkern neuroplastische Veränderungen und Erholungsmuster nach einem Schlaganfall vorhersagen können, was angesichts der Komplexität des menschlichen Gehirns nicht überraschend ist.

Ich denke aber auch, dass dieses Konzept viel breiter betrachtet werden kann. Angesichts der Einzigartigkeit der Struktur und Funktion des Gehirns gilt das, was wir über die Neuroplastizität nach einem Schlaganfall gelernt haben, für jeden. Das Verhalten im täglichen Leben ist sehr wichtig. Es beeinflusst das Gehirn.

Ich glaube, dass wir nicht nur eine individuelle Behandlung, sondern auch eine individuelle Ausbildung in Betracht ziehen sollten. Die Einzigartigkeit des Gehirns manifestiert sich in einem Menschen, wenn er lehrt und lernt. Diese Idee half uns zu verstehen, warum manche Kinder in der traditionellen Bildung erfolgreich sind und andere nicht. Warum Sprachen für manche einfach sind, während andere jede Sportart wählen und das Beste geben. Wenn Sie also heute diesen Raum verlassen, wird Ihr Gehirn nicht mehr dasselbe sein wie am Morgen, an dem Sie eingetreten sind. Und ich finde es einfach unglaublich. Aber das Gehirn eines jeden von euch wird sich auf seine Weise verändern.

Das Verständnis dieser Unterschiede, dieser persönlichen Muster, dieser Vielfalt von Veränderungen wird bedeutende Fortschritte auf dem Gebiet der Neurowissenschaften ermöglichen. Es ermöglicht Ihnen, neue, wirksamere Maßnahmen zu entwickeln, um geeignete Schüler und Lehrer, Patienten und Behandlungsmethoden zu finden.

Und dies gilt nicht nur für die Genesung nach einem Schlaganfall, sondern für jeden von uns als Elternteil, Lehrer, Führungskraft und auch, da Sie heute hier bei TEDx sind, als ewiger Lernender.

Finden Sie heraus, wie und was Sie am effektivsten lernen. Wiederholen Sie, was gut für das Gehirn ist, und legen Sie schlechte Gewohnheiten und ineffektive Verhaltensweisen ab. Trainieren. Lernen ist die Aufgabe, die Ihr Gehirn braucht. Die beste Strategie ist also für jeden anders. Wissen Sie, selbst für eine Person können diese Strategien in Bezug auf verschiedene Fähigkeiten unterschiedlich sein. Musik zu lernen kann einfach sein, aber Snowboarden kann viel schwieriger sein.

Ich hoffe, Sie gehen heute mit einem neuen Verständnis davon, wie großartig Ihr Gehirn ist. Die Welt um dich herum formt dich und dein plastisches Gehirn ständig. Verstehen Sie, dass sich Ihr Gehirn aufgrund dessen, was Sie tun, was Sie sehen und was Sie erleben, verändert. Dies kann das Beste sein, aber es kann das Schlimmste sein. Also machen Sie weiter und machen Sie Ihr Gehirn heute so, wie Sie es wollen. Vielen Dank.