Der Teufel steckt im Detail

In dieser Ausgabe wundert sich der Hirnscanner über hirnschädliches Lernen, staunt angesichts übersinnlich begabter Schimpansen und stutzt wegen der reduzierten Hirnaktivität von Zebrafischen.

Veröffentlicht: 10.04.2013

Aus gegebenem Anlass ein gesundheitlicher Hinweis als Warnung vorab: Dieser Text kann zu Hirnschäden führen! Wollen Sie sich schützen, sollten Sie versuchen, nichts zu lernen. Denn nun ist heraus, was laut der Berliner Zeitung faule Schüler „schon immer gewusst“ haben: „Lernen schadet dem Hirn“. Auch bei der Süddeutschen Zeitung sorgte das Thema für Kopfzerbrechen: „Lernen schadet Hirn“. Oder hat es schon? Nachdem die Zeit zuerst „Lernen schadet den Gehirnzellen“ getitelt hatte und damit der Wahrheit ein kleines Stückchen näher kam, wurde der Titel zwei Stunden später um ein nicht unwichtiges Wort erweitert. Fortan hieß er: „Lernen schadet kurzfristig den Gehirnzellen“. Glück gehabt. Lesen Sie also ruhig weiter, lassen Sie sich jedoch nach der Lektüre mindestens zwei Stunden Zeit für die Rekonvaleszenz.

Im Original-​Artikel berichten Elsa Suberbielle und Kollegen vom Gladstone Institute in San Francisco davon, dass sie Mäuse vom Heimatkäfig in einen neuen, ungewohnten Käfig überführt hatten. Die so zum Lernen angeregten Tiere wurden hernach untersucht, und in der DNA der Neurone wurden Doppelstrangbrüche entdeckt.

Die physiologische Hirnaktivität durch die neue Umgebung hatte also die Mäusegehirne geschädigt? Kann man so nicht sagen, denn DNA-​Brüche in Nervenzellen mit Schäden am Gehirn gleichzusetzen, ist schlicht falsch. DNA-​Doppelstrangbrüche, so heißt es in der Originalveröffentlichung, tragen auch zu physiologischen Funktionen bei, da sie Reparaturmechanismen ankurbeln und im Zusammenhang stehen mit alltäglichen Prozessen wie Mitose, neuraler Entwicklung oder Neurogenese. Problematisch werden die Brüche erst, wenn die Reparaturmechanismen versagen.

Führten die Forscher die Versuche mit Mäusen durch, die an einer Maus-​Variante der Alzheimer-​Krankheit litten, war dies der Fall. Sie hatten bereits vor dem Umzug in den neuen Käfig mehr Brüche als die Vergleichstiere, sie erlitten auch mehr Brüche durch den Umzug und konnten sie im Vergleichszeitraum nicht so gut reparieren. In der Berliner Zeitung liest sich das anders: „Solche Schäden gelten seit langem als Hauptursache für altersbedingte Gehirnschäden wie Alzheimer“. Und solche Sätze gelten seit langem als Hauptursache für Kopfweh beim Hirnscanner.

Die Süddeutsche Zeitung erklärte anders: „Offenbar sind die Schäden also einerseits eine normale Folge des Lernens, das eine Verstärkung von neuronalen Verbindungen bewirkt. Die erkrankten Mäuse andererseits können aber die nötige Reparaturarbeit nicht mehr oder nicht schnell genug leisten.“ Wie dieser Satz im Zusammenhang mit dem Titel steht, unter dem er steht, bleibt unerklärt. Die Zeit war vorsichtiger. Sie ließ glücklicherweise die Forscherin zu Wort kommen, die sagt, dass „Erbgut-​Schäden nicht krankhaft sind, sondern den Mäusen beim schnellen Lernen helfen“. Bei diesem Prozess scheint es sich „um eine wichtige Hirnfunktion zu handeln, der bei der Alzheimer-​Krankheit gestört ist“. Ein richtiger und wichtiger Punkt, der auch hier leider kaum Einfluss auf den Titel hatte. Daran ändert selbst die nachträgliche Erweiterung um das Wort „kurzfristig“ wenig. Es braucht nicht immer Dramatik, um Menschen zum Lesen eines Artikels zu animieren. Manchmal reicht die Wahrheit. Selbst wenn sie zu komplex für Schlagwörter ist.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

Oberschlau oder übersinnlich?

Apropos: In der Online Ausgabe der Welt und der Berliner Zeitung erschien eine Meldung, die aufhorchen ließ. „Extremes Kurzzeitgedächtnis macht Affen oberschlau“, titelte die Welt, die Berliner Zeitung: „Kein Mensch schafft das: Kluge Affen verblüffen Forscher“.

Es ist ein Kreuz mit den Formulierungen. In beiden Zeitungen hieß es, der Schimpanse Ayumu aus dem Primaten-​Forschungszentrum der Kyoto Universität in Japan habe mit seinem Finger auf einem Bildschirm auf Zahlen von eins bis neun getippt. Es ist anerkennenswert, dass Ayumu dies schnell und in der richtigen Reihenfolge kann — auch wenn die Zahlen nach dem Zufallsprinzip auf dem Bildschirm verteilt erschienen. Weiter jedoch hieß es in beiden Artikeln, Ayumu habe dies auch dann geschafft, wenn die Zahlen durch kleine graue Kästchen verdeckt waren. Potzblitz! Das können sonst nur Jedimeister aus Star-​Wars-​Filmen.

Doch was nach der Lektüre der Zeitungsberichte wie Zauberei anmutete, entpuppte sich als plumpe Fehlformulierung. Ayumu konnte die Zahlen sehr wohl sehen. Allerdings nur für den Bruchteil einer Sekunde. Erst dann verdeckten graue Kästchen die Zahlen. Und nur so macht die Erwähnung des „Kurzzeitgedächtnisses“ dann auch einen Sinn. Ayumu brauchte lediglich einen Sekundenbruchteil, um sich die zufällig angeordneten Zahlen einzuprägen und konnte sich deren Anordnung auf dem Schirm fehlerlos merken. Tetsuro Matsuzawa, der die Ergebnisse auf dem Kongress der American Association for the Advancement of Science präsentiert hatte, erklärte das starke Kurzzeitgedächtnis Ayumus damit, dass Affen nicht sprechen können: Ohne Sprache können sie Informationen nicht über längere Zeiträume hinweg wiedergeben. Das mache es für sie wichtig, detaillierte Informationen über längere Zeiträume zu bewahren.

Um Informationen korrekt wiederzugeben, wäre es vor allem für die genannten Artikel wichtig gewesen, Details nicht wegzulassen.

Kurzzeitgedächtnis

Kurzzeitgedächtnis/-/short-term memory

Als Kurzzeitgedächtnis wird eine Art Zwischenspeicher des Gehirns bezeichnet, in dem Informationen mehrere Minuten lang behalten werden können. Der Umfang ist mit 7±2 Informationseinheiten (Chunks) sehr begrenzt. Dies können beispielsweise Zahlen, Buchstaben oder Wörter sein.

Malen mit Zahlen

Die letzte Meldung dieser Ausgabe ist ein echtes Bonbon: Angelockt durch das Versprechen, dem Gehirn eines Fisches bei der Arbeit zusehen zu können, sah sich der Hirnscanner einen Film an. Und auch da tauchte es auf, das Problem mit der Formulierung. Nein, nicht im Titel. „Fischhirn in Aktion“ wie der New Scientist titelte, mag zwar von einigen Lesern als platt empfunden werden, ist aber sachlich richtig. Auch der Titel der Süddeutschen Zeitung „Neuronen beim Zebrafisch — Hirnaktivität eines Wirbeltiers gefilmt“ birgt keine Fehler. Soweit so gut. Doch was muss der Hirnscanner dann lesen? Laut New Scientist zeige der Film „die ersten Live-​Aufnahmen 80-​prozentiger Hirnaktivität eines lebenden Wirbeltiers“. Es gibt durchaus einen gewissen Wahrheitsgehalt in diesem Satz. Der Zebrafisch ist wirklich ein Wirbeltier. Doch der Rest? Weder die 80-​prozentige Hirnaktivität ergibt einen Sinn, noch der Zusatz, sie sei in einem lebenden Tier aufgenommen worden. Wo sind die Live-​Aufnahmen der Hirnaktivität toter Wirbeltiere? Ein Schelm, wer hierbei an tote Lachse denkt.

Wieder bringt das Studium der Originalveröffentlichung Klarheit: Misha Ahrens und Philipp Keller vom Howard Hughes Medical Institute in Virginia, USA, hatten berichtet, die verwendete Mikroskopietechnik führe zu einer zellulären Auflösung für 80 Prozent der Hirnzellen. Man kann das unterschiedlich formulieren. Aber mit 80-​prozentiger Hirnaktivität hat es nichts zu tun. Vielleicht hat die Süddeutsche Zeitung das Problem umschiffen wollen, indem sie berichtete, es sei „erstmals gelungen, die vollständige Hirnaktivität eines Wirbeltiers auf Zellniveau darzustellen“. Was den Satz nicht richtiger macht.

Die Forscher berichten in ihrer Veröffentlichung, der Fisch sei genetisch so manipuliert, dass er einen fluoreszierenden Farbstoff in den Nervenzellen produziert. Dieser leuchtet immer dann auf, wenn die Kalziumkonzentration in der Zelle ansteigt. Es ist richtig, den Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration mit Aktivität gleichzusetzen. Es ist auch spektakulär, dies nicht in kleinen Ausschnitten, sondern im gesamten Hirn eines Tieres gleichzeitig zu filmen. So gut aufgelöst, dass man 80 Prozent der Zellen voneinander unterscheiden kann. Es ist allerdings falsch, von dieser Prozentangabe auf die Quantifizierbarkeit der Hirnaktivität zu schließen.

Der Hirnscanner rät dazu, nun die zellulären Reparaturmechanismen anzukurbeln. Sonst führt der erlernte Hirnschaden zu einer 80-​prozentigen Reduktion der Hirnaktivität. Das könnte sich in Unaufmerksamkeit ausdrücken und zur fehlerhaften Wiedergabe von Informationen führen. Und das will ja keiner.

Gen

Gen/-/gene

Informationseinheit auf der DNA. Den Kernbestandteil eines Gens übersetzen darauf spezialisierte Enzyme in so genannte Ribonukleinsäure (RNA). Während manche Ribonukleinsäuren selbst wichtige Funktionen in der Zelle ausführen, geben andere die Reihenfolge vor, in der die Zelle einzelne Aminosäuren zu einem bestimmten Protein zusammenbauen soll. Das Gen liefert also den Code für dieses Protein. Zusätzlich gehören zu einem Gen noch regulatorische Elemente auf der DNA, die sicherstellen, dass das Gen genau dann abgelesen wird, wenn die Zelle oder der Organismus dessen Produkt auch wirklich benötigen.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

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