Wissenschaftler haben entdeckt, wie das Gehirn Probleme während der Ruhe und

Amerikanische Forscher haben Merkmale der Gehirnaktivität entdeckt, die dazu beitragen, neue Erfahrungen mit zuvor erworbenem Wissen zu verbinden. Ihre Arbeit zeigt, dass die Entwicklung neuer Informationen eng mit ihrer Einbeziehung in das bereits gebildete Repräsentationssystem zusammenhängt. Die Ergebnisse wurden von Science Mail unter Bezugnahme auf die Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

In dem Experiment wurden Ratten trainiert, in einem Labyrinth mit sechs möglichen Standorten nach Belohnungen zu suchen. Jeder Ort hatte seine eigene Kombination aus Geruch und Geschmackssignal. Nachdem die Tiere diese Verbindungen gelernt hatten, änderten die Wissenschaftler sie: Zuerst wurden die drei Kombinationen neu geordnet, dann alle sechs. In den frühen Stadien beherrschten die Ratten langsam neue Bedingungen, da sie ihre bekannten Assoziationen wieder aufbauen mussten.

Eine Stunde Ruhe außerhalb des Labyrinths verbesserte jedoch die Ergebnisse deutlich. Als die Tiere zur Aufgabe zurückkehrten, fanden sie die Belohnung viel schneller. Die Forscher verglichen diesen Sprung mit einer plötzlichen Erkenntnis: In Ruhe kombinierte das Gehirn frische Informationen mit gesammelter Erfahrung, was dazu beitrug, die veränderte Aufgabe zu bewältigen.

Um herauszufinden, wie dies geschieht, untersuchten die Forscher kurze Episoden konzertierter Aktivität im Hippocampus, einer Region des Gehirns, die eine wichtige Rolle im Gedächtnis spielt. Diese hochfrequenten Schwingungen dauerten nur 40 bis 80 Millisekunden und traten während des Schlafes oder des erholsamen Wachseins auf. Gleichzeitig gab es Aktivitätsausbrüche im präfrontalen Kortex. Eine solche Koordination ist den Forschern zufolge an der Umstrukturierung neuronaler Verbindungen beteiligt. Als die Wissenschaftler diese Schwankungen mit elektrischen Signalen unterdrückten, verschwand die Verbesserung der Ergebnisse nach der Ruhezeit.

Die Ergebnisse unterstützen die Idee des Gehirns als flexible kognitive Karte: Es ist in der Lage, vergangene Erfahrungen zu nutzen, um neue Wege zur Lösung von Problemen zu finden.

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