Neuronale Plastizität: Bitte übernehmen!
Bei Schädigung des präfrontalen Kortex einer Hemisphäre springt das Pendant in der anderen Hirnhälfte ein.
© MPI für Entwicklungsbiologie (Ausschnitt)
Bei einem Schlaganfall ist die Blutversorgung im betroffenen Hirnareal unterbrochen, wodurch Nervenzellen absterben. Tritt der Zelltod vor allem im Präfrontalkortex (PFC) auf, so leidet darunter häufig das Arbeitsgedächtnis. Läsionen in nur einer Hemisphäre kann das Gehirn allerdings recht gut kompensieren – wie, das konnten Forscher um Bradley Voytek von der University of California in Berkeley jetzt zeigen: Der PFC der anderen Hirnhälfte springt dann für das defekte Gegenüber ein.
Die Wissenschaftler untersuchten sechs ältere Probanden, die vor Jahren einen einseitigen Schlaganfall im PFC erlitten hatten. Während die Teilnehmer Gedächtnistests absolvierten, maßen Voytek und Kollegen die Hirnaktivität per Elektroenzephalografie (EEG). Die gestellte Aufgabe war nicht sehr schwer: Die Probanden mussten während des Experiments ein Kreuz in der Mitte eines Bildschirms fixieren, links oder rechts davon erschienen jeweils für zwei Zehntelsekunden ein bis drei Quadrate unterschiedlicher Farbe. Im Sekundenrhythmus sollten die Versuchsteilnehmer entscheiden, ob ein danach auftauchendes Rechteck die gleiche Farbe hatte wie das zuvor oder nicht.
Der Clou bei diesem Vorgehen: Informationen aus der rechten Seite unseres Gesichtsfelds gelangen zunächst in die linke Sehrinde und werden von dort zur Speicherung im Arbeitsgedächtnis an den linken PFC weitergeleitet. Personen mit einer Schädigung in diesem Abschnitt des Frontalhirns erinnern sich also schlechter an Dinge, die sie in ihrem rechten Hemifeld gesehen haben – und jeweils umgekehrt. Die Einbußen sind in der Regel aber nicht von Dauer, da sich das neuronale Netzwerk anpassen kann.
Per EEG fanden die kalifornischen Forscher heraus, wie diese Plastizität funktioniert: Der visuelle Kortex auf der Seite der jeweils defekten Frontalhirnregion leitete seine Informationen nicht mehr dorthin, sondern zu den visuellen Arealen auf der gegenüberliegenden Seite! Die dortigen Neurone übermittelten das Gesehene dann an den intakten PFC auf der gleichen Seite.
Präsentierte man den Patienten die Quadrate dagegen in dem Teil ihres Gesichtsfeld, der mit ihrer gesunden Hirnhälfte verdrahtet war, blieb diese Querübertragung aus, ebenso wie bei gesunden Kontrollprobanden. Die neuronale Plastizität zeigte sich außerdem darin, dass im kompensierenden PFC Neuronenverbände zu feuern begannen, die sonst nur bei längeren Gedächtnisspannen aktiv sind. (cb)
Die Wissenschaftler untersuchten sechs ältere Probanden, die vor Jahren einen einseitigen Schlaganfall im PFC erlitten hatten. Während die Teilnehmer Gedächtnistests absolvierten, maßen Voytek und Kollegen die Hirnaktivität per Elektroenzephalografie (EEG). Die gestellte Aufgabe war nicht sehr schwer: Die Probanden mussten während des Experiments ein Kreuz in der Mitte eines Bildschirms fixieren, links oder rechts davon erschienen jeweils für zwei Zehntelsekunden ein bis drei Quadrate unterschiedlicher Farbe. Im Sekundenrhythmus sollten die Versuchsteilnehmer entscheiden, ob ein danach auftauchendes Rechteck die gleiche Farbe hatte wie das zuvor oder nicht.
Der Clou bei diesem Vorgehen: Informationen aus der rechten Seite unseres Gesichtsfelds gelangen zunächst in die linke Sehrinde und werden von dort zur Speicherung im Arbeitsgedächtnis an den linken PFC weitergeleitet. Personen mit einer Schädigung in diesem Abschnitt des Frontalhirns erinnern sich also schlechter an Dinge, die sie in ihrem rechten Hemifeld gesehen haben – und jeweils umgekehrt. Die Einbußen sind in der Regel aber nicht von Dauer, da sich das neuronale Netzwerk anpassen kann.
Per EEG fanden die kalifornischen Forscher heraus, wie diese Plastizität funktioniert: Der visuelle Kortex auf der Seite der jeweils defekten Frontalhirnregion leitete seine Informationen nicht mehr dorthin, sondern zu den visuellen Arealen auf der gegenüberliegenden Seite! Die dortigen Neurone übermittelten das Gesehene dann an den intakten PFC auf der gleichen Seite.
Präsentierte man den Patienten die Quadrate dagegen in dem Teil ihres Gesichtsfeld, der mit ihrer gesunden Hirnhälfte verdrahtet war, blieb diese Querübertragung aus, ebenso wie bei gesunden Kontrollprobanden. Die neuronale Plastizität zeigte sich außerdem darin, dass im kompensierenden PFC Neuronenverbände zu feuern begannen, die sonst nur bei längeren Gedächtnisspannen aktiv sind. (cb)
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