Gehirnforschung: Ungleichgewichte in präfrontalen Schaltkreisen stören Umkehrlernen

Neue Forschungsergebnisse der University of Nottingham beleuchten die Funktion des präfrontalen Kortex im Gehirn und seine Rolle bei der kognitiven Flexibilität des Menschen. Die in Journal of Neuroscience veröffentlichte Studie zeigt, dass sowohl unter- als auch überaktive präfrontale Schaltkreise das Umkehrlernen stören können – die Fähigkeit des Gehirns, erlernte Reaktionen zu aktualisieren, wenn eine zuvor angewandte Strategie nicht mehr wirksam ist.

Kognitive Flexibilität ist entscheidend für die Bewältigung einer unvorhersehbaren Welt. Aufgaben wie die Änderung einer Pendelstrecke aufgrund von Verkehr oder die Anpassung an Projektänderungen erfordern eine schnelle Anpassung des Gehirns. Das Umkehrlernen ist ein Schlüsselmechanismus, der diese Anpassung ermöglicht und es dem Einzelnen erlaubt, sein Verhalten zu ändern, wenn sich Ergebnisse ändern.

Die Forschung nutzte Experimente mit männlichen erwachsenen Ratten. Die Tiere wurden darauf trainiert, einen von zwei Hebeln für eine Belohnung zu betätigen. Anschließend vertauschten die Forscher, welcher Hebel die Belohnung lieferte, und testeten so die Fähigkeit der Ratten, ihr erlerntes Verhalten anzupassen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass unterschiedliche Muster der Aktivität präfrontaler Schaltkreise, ob hypo- oder hyperaktiv, das Umkehrlernen in verschiedenen Anpassungsstadien beeinflussen.

Die Studie konzentrierte sich auf die Rolle des Neurotransmitters GABA bei der Regulierung der Aktivität des präfrontalen Kortex, wo GABA normalerweise neuronale Prozesse hemmt. Die Forscher stellten fest, dass Beeinträchtigungen der GABA-Funktion und eine Überaktivität des präfrontalen Kortex charakteristisch für Zustände wie Schizophrenie sind, die oft mit einer reduzierten Verhaltensflexibilität einhergehen. Obwohl die Studie an Nagetieren durchgeführt wurde, könnten diese Ergebnisse Einblicke in menschliche Entscheidungsfindung und neurologische Störungen liefern.