Neuroplastizität: Anpassung des Gehirns als Schlüssel zum lebenslangen Lernen
- Andreas Schwaab
- Neuro
„Lebe, als würdest du morgen sterben. Lerne, als würdest du ewig leben.“
Gehirnzellen kommunizieren über elektrische Signale [1]. Weniger bekannt ist jedoch, dass sich diese Neuronen neu vernetzen können, indem sie neue Verbindungen herstellen und alte verwerfen – ein Prozess, der als Neuroplastizität bekannt ist [2]. Daher ist es aus neurowissenschaftlicher Sicht möglich, das Gehirn zu trainieren und neue motorische Fähigkeiten zu erwerben (d. h. die Fähigkeit, neue Bewegungen oder Bewegungsabläufe auszuführen) oder das Gedächtnis, die Konzentration oder die Koordination bis ins Erwachsenenalter zu verbessern [3]. Die Fähigkeit, neue Dinge zu lernen, nimmt mit zunehmendem Alter ab, weshalb Erwachsene mehr Schwierigkeiten damit haben, aber es ist nicht unmöglich und erfordert „einfach“ mehr Disziplin als bei Kindern [4].
Neuronen, die gemeinsam Signale senden, verbinden sich miteinander
Neuronen, die in unmittelbarer Nähe gleichzeitig aktiviert werden und oft sogar miteinander verbunden sind, können als „gemeinsam feuernd“ betrachtet werden. Was bedeutet es also, wenn Neuronen auch „miteinander verbunden“ sind? Ein Beispiel: Wenn wir im Laufe unserer menschlichen Entwicklung eine bestimmte Bewegung wiederholt ausführen, wächst die Verbindung der gemeinsam feuernden Neuronen und ihre Isolierung wird verstärkt, wodurch diese Verbindung schneller und effizienter wird [2].
Aus Sicht der Gehirnentwicklung haben wir als Säuglinge viel mehr Verbindungen zwischen den Neuronen als Erwachsene [5]. Die überwiegende Mehrheit der Verbindungen ist jedoch ineffizient. Wenn wir älter werden und bestimmte Neuronen beginnen, gemeinsam zu feuern, werden ihre Verbindungen stärker, während wir die ungenutzten Verbindungen verlieren, die wir noch als Säuglinge hatten. Durch diesen Prozess entwickelt sich unser Gehirn so effizient wie möglich. Untersuchungen an Mäusen haben gezeigt, dass bereits eine Stunde nach dem Erlernen einer neuen motorischen Fähigkeit neue Verbindungen zwischen Neuronen aufgebaut werden, die sich durch kontinuierliches Training dauerhaft neu vernetzen und stabilisieren [6]. Diese Anpassungsfähigkeit bleibt bis ins Erwachsenenalter bestehen und stellt die weit verbreitete Meinung in Frage, dass die Plastizität des Gehirns auf die Jugend beschränkt ist [7].
Maximale Effizienz: Wie sich Verletzungen auf die Neuroplastizität auswirken
Genauso wie Neuronen auf natürliche Weise entstehen, sterben sie auch auf natürliche Weise im Laufe des Lebens eines Menschen [8]. Zusätzlich zu Hirnverletzungen können auch körperliche Verletzungen, die bestimmte Bewegungen im Laufe der Zeit verhindern, bestehende synaptische Verbindungen schwächen. Diese Störung bedeutet, dass die betroffene Bewegung selbst nach vollständiger körperlicher Genesung möglicherweise nicht mehr so automatisch oder flüssig ist wie vor der Verletzung [9]. Untersuchungen zeigen, dass nach einer schweren Knieoperation aufgrund einer Verletzung des vorderen Kreuzbandes die primäre motorische Kortex eine erhöhte Aktivierung im Vergleich zu gesunden Personen aufweist, wenn die Teilnehmer*innen ihren Quadriceps beanspruchen [10]. Die erhöhte Aktivität in dieser Gehirnregion, die hauptsächlich für die Bewegungssteuerung verantwortlich ist, spiegelt eine Verringerung des Bewegungsautomatismus wider, da mehr neuronale Ressourcen erforderlich sind, um dieselben motorischen Aktionen auszuführen. Darüber hinaus zeigen auch Gehirnregionen, die für die Integration von sensorischen Informationen zuständig sind, eine erhöhte Aktivierung. Dies deutet darauf hin, dass Verletzungen weitreichende neuronale Anpassungen in verschiedenen Bereichen des Gehirns auslösen können. Die Veränderungen im Gehirn unterstreichen die Komplexität der Wiedererlangung der fließenden, automatischen Bewegungen, die vor der Verletzung vorhanden waren. Um diese Verbindungen während der Genesung so gut wie möglich zu erhalten, ist die Aufrechterhaltung der neuronalen Aktivität zwischen diesen unerlässlich. Ein wirksamer Ansatz ist die Vorstellung von Bewegungen, bei der Sportler*innen anderen bei der Ausführung der Bewegung zuschauen und sich selbst dabei vorstellen, wie sie die Bewegung ausführen [11]. Diese Praxis aktiviert ähnliche Nervenbahnen wie die tatsächliche Bewegung, trägt zur Aufrechterhaltung der Kommunikation innerhalb dieser Netzwerke bei und unterstützt eine reibungslose Wiedereingliederung nach einer Verletzung [12].
Neuroplastizität im Sport
Im Profisport herrscht die weit verbreitete Meinung, dass etablierte Athlet*innen ihren Spielstil ab einem bestimmten Alter nicht mehr ändern können. Was im Sport jedoch als „alt“ gilt, wie beispielsweise in den Dreißigern, ist aus lebenszyklischer Sicht noch relativ jung. In diesem Stadium ist das Gehirn voll und ganz in der Lage, neue oder angepasste neuronale Netzwerke zu entwickeln, um neu erworbene motorische Fähigkeiten zu unterstützen. Untersuchungen an Erwachsenen im Alter von 18 bis 30 Jahren zeigen einen konsistenten, positiven Zusammenhang zwischen chronischer körperlicher Aktivität und der Fähigkeit, neue motorische Fähigkeiten in den oberen Gliedmaßen zu erlernen [13]. Selbst bei älteren Erwachsenen im Alter von 60 bis 94 Jahren bleibt der Zusammenhang, wenn auch weniger stark, positiv. Daher kann es das Erlernen neuer motorischer Fähigkeiten erheblich erleichtern, wenn man in den Dreißigern ist und regelmäßig Sport treibt. Forscher*innen haben zudem herausgefunden, dass es drei bis fünf Monate konsequenter Wiederholungen braucht, bis eine neue Bewegung automatisch abläuft [14]. Während dieser Zeit durchläuft man verschiedene Lernphasen. In den ersten Tagen wirst du höchstwahrscheinlich mehr Muskelgruppen und mehr Bereiche deines Gehirns aktivieren als nötig, was zu unnötigen Bewegungen führt. Mit der Zeit werden sich die Qualität und die Geschmeidigkeit deiner Bewegungen drastisch verbessern und die irrelevanten Bewegungen werden langsam verschwinden, während die Neuronen, die für die notwendigen Bewegungen verantwortlich sind, allmählich ihre Verbindungen aufbauen und stärken. Nach drei bis fünf Monaten werden die Bewegungen automatisch ausgeführt, aber dieser Automatismus wird höchstwahrscheinlich nie perfekt und anfällig für Fehler sein (z. B. bei Müdigkeit oder unter großem Stress). Daher ist es nichts Ungewöhnliches und eine normale menschliche Eigenschaft, nach Jahren der Perfektionierung einer Bewegung Fehler zu machen. Dies solltest du bedenken, um dich nicht übermäßig über dich selbst zu ärgern.
Unser Tipp: Probiere neue Dinge aus, die andere kognitive Fähigkeiten erfordern als die, die du bisher hast. Apps und Spiele wie „Luminosity“ oder „Tetris“ können eine spielerische Möglichkeit sein, deine eigene Lernkurve zu ermitteln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, mit etwas neu zu beginnen, das du in deiner Jugend gemacht hast, wie z. B. ein Instrument zu spielen oder sogar Seilspringen.
#trainyourbrain
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Referenzen
[1] Boston University Artikel: Link
[2] “Neuroplastizität” Wikipedia: Link
[3] “Activity-dependent plasticity” Wikipedia: Link
[4] Ageing Research Reviews Artikel: Link
[5] Brainesty Artikel: Link
[6] Nature Artikel: Link
[7] Bulletin Artikel: Link
[8] ScienceDirect Artikel: Link
[9] Indian Journal of Orthopaedics Artikel: Link
[10] Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy Artikel: Link
[11] Journal of Physiology-Paris Artikel: Link
[12] Frontiers in System Neuroscience Artikel: Link
[13] European Review of Aging and Physical Activity Artikel: Link
[14] “Biophysical Foundation of Human Movement” Buch: Link
