Fingerübungen

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Das Kleinhirn koordiniert nicht nur unsere Bewegungen, hier werden auch neue Bewegungsmuster erlernt - so lautet zumindest die gängige Lehrbuchmeinung. Doch dem muss nicht so sein.

Andreas Jahn

Hatten Sie als Kind Klavierunterricht? Dann erinnern Sie sich vermutlich, wie mühsam es war, dem Instrument einigermaßen melodisch klingende Töne zu entlocken. Vielleicht reichte es noch nicht für Rachmaninoffs drittes Klavierkonzert, aber Beethovens "Elise" saß irgendwann. Sie hatten das Stück so gut gelernt, dass Sie es schließlich auswendig spielen konnten.

Dass dabei jeder einzelne Finger im richtigen Moment die richtige Taste trifft, ist eine Meisterleistung an Koordination und Präzision. Das Großhirn – genauer gesagt: der motorische Cortex – führt hierbei die Oberaufsicht, die entscheidende Feinarbeit leistet jedoch das unter ihm liegende Kleinhirn. Hier laufen einerseits die Befehle aus der Großhirnrinde, andererseits die Rückmeldungen von den Sinnesorganen ein. Indem es beide Informationen miteinander verrechnet, kann das Kleinhirn die Muskelbewegungen präzise regulieren. Verletzungen des Kleinhirns führen daher nicht zu Lähmungen, die Betroffenen können allerdings ihre Bewegungen nicht mehr richtig koordinieren.

Das Kleinhirn koordiniert aber nicht nur die Bewegungen, es wirkt auch beim Erlernen neuer Bewegungsmuster entscheidend mit – so lautet zumindest eine gängige Hypothese. Gestützt wird diese Annahme auf der Beobachtung, dass das motorische Lernen nach Kleinhirnverletzungen erheblich eingeschränkt ist.

Um ein neues Bewegungsmuster zu erlernen – beispielsweise ein neues Klavierstück – muss dieses durch geduldiges Üben antrainiert werden. Mit anderen Worten: Das Erlernen und die eigentliche Durchführung der Bewegung finden gleichzeitig statt und lassen sich daher nicht sauber trennen.

Diese Trennung versuchte jetzt Rachael Seidler vom Veterans Affairs Medical Center in Minneapolis. Zusammen mit ihren Kollegen brachte sie ihren Versuchspersonen zwar nicht gerade Klavierspielen bei, dafür aber kleine Fingerübungen: Die Probanden mussten einen von vier Knöpfen drücken, sobald sie ein entsprechendes Lämpchen aufleuchten sahen. Dabei wiederholten sich immer wieder bestimmte Muster, sodass sie sehr schnell voraussehen konnten, welche Taste als nächstes kommt und sich ihre Reaktionszeit entsprechend verkürzte.

Doch gemeinerweise störten die Forscher diese Fingerübungen: Denn gleichzeitig zur Lernphase mussten die Versuchspersonen Zusatzaufgaben bewältigen, wie das Zählen bestimmter Lichterscheinungen. Dadurch abgelenkt, konnten sie die Bewegungen ihrer Finger nicht optimieren. Dennoch hatten sie die Muster erlernt, wie die kurzen Reaktionszeiten zeigten, nachdem die Störung aufgehört hatte.

Gleichzeitig beobachteten die Forscher die Hirnaktivitäten ihrer Versuchspersonen mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie. Und dabei zeigte sich: Während der "gestörten" Lernphase schwieg das Kleinhirn – dafür waren verschiedene Bereiche des Großhirns aktiv. Sobald die Störung jedoch aussetzte, zeigte sich das Kleinhirn wieder rege.

"Das Lernen findet woanders im Gehirn statt, aber nicht im Kleinhirn", betont Arbeitsgruppenleiter James Ashe. "Das Kleinhirn beeinflusst vielmehr die Änderungen in der Durchführung der Bewegung." Doch auch damit ist das Kleinhirn während eines Klavierkonzerts sicherlich gut ausgelastet.