Neurowissenschaften

Nichtstun lässt das Gehirn messbar schrumpfen

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Foto: Ruhr-Universität Bochum

Untersuchungen haben bereits belegt: Der intensive Gebrauch der Hände – etwa bei Profimusikern oder Blindenschrift-Lesern – führt zu einer Vergrößerung bestimmter Gehirnareale. Dieser Prozess funktioniert allerdings auch umgekehrt. Das haben jetzt erstmals Bochumer Hirnforscher herausgefunden.

Von professionellen Musikern und Blinden, die Blindenschrift ertasten, ist bekannt, dass der häufige und intensive Gebrauch der Hände zur Entwicklung außergewöhnlicher sensomotorischer Fähigkeiten führt. Außerdem ist bei ihnen die Repräsentation der Hände im Gehirn durch das Training vergrößert. Nun konnten Forscher aus Bochum erstmals nachgeweisen, dass dieser Prozess auch umgekehrt gilt: Wird eine Hand - etwa wegen eines Gipsarms - eine Weile nicht benutzt, verkleinert sich die Repräsentation im Gehirn und der Tastsinn lässt messbar nach.

Um herauszufinden, wie sich ein vorübergehender Nichtgebrauch der Hände auf das Gehirn und die Verhaltensleistungen auswirkt, haben die Forscher eine Reihe von Patienten untersucht, die aufgrund eines Unfalls über mehrere Wochen hinweg einen Gips tragen mussten und die betroffene Hand im Alltagsgeschehen kaum benutzten konnten. Bei den Patienten wurde mithilfe von Sensoren gemessen, in welchem Ausmaß die gesunde und die betroffene Hand im Alltag gebraucht wurden.


Die Forscher haben dann die Auswirkungen der Bewegungseinschränkungen zum einen auf die Organisation der Hand-Repräsentation im Gehirn und zum anderen auf den Tastsinn gemessen: Dabei sollten die Testpersonen unterschiedlich eng beieinander stehende Nadelspitzen durch Ertasten mit den Fingerspitzen unterscheiden.


Wahrgenommen werden dabei voneinander getrennte Spitzen oder bei zu geringen Abstand nur noch eine einzelne Spitze. Der Abstand, bei dem gerade noch zwei getrennte Spitzen wahrgenommen werden, gilt dann als Maßstab für die Qualität des Tastsinns. Die Messungen wurden zweimal vorgenommen: Das erste Mal zwei bis drei Wochen nachdem der Gips angelegt worden war, das zweite Mal zwei bis drei Wochen nach Gipsabnahme.


Die Ergebnisse waren eindeutig: Mithilfe der Magnetresonanztomographie konnten die Forscher zeigen, eine Stimulation des Zeigefingers der eingeschränkten Hand eine wesentlich geringere Aktivität im entsprechenden Hirnbereich (somatosensorischer Kortex) auslöste als die Stimulation des Zeigefinger der gesunden Hand. Ebenso war der Tastsinn der betroffenen Hand im Vergleich zur gesunden Hand stark beeinträchtigt. Mit der betroffenen Hand nahmen die Versuchspersonen zwei Nadelspitzen noch als eine einzige wahr, auch wenn sie mit der gesunden Hand deutlich spürten, dass es sich um zwei Spitzen handelte.


Einige Wochen nach der Gipsabnahme war von diesen Beeinträchtigungen allerdings nichts mehr festzustellen: Die Hirn-Repräsentation der ehemals betroffenen Hand unterschied sich nicht mehr von der gesunden Hand, und der Tastsinn verbesserte sich wieder auf das Niveau der gesunden Hand bzw. der Leistung gesunder Kontrollpersonen.


Das Fazit der Forscher: Die Nicht-Benutzung einer Hand werde vom Gehirn genauso beantwortet wie deren intensivere Benutzung. Mit anderen Worten – tut man nichts, so werden auch im Gehirn spezifische Funktionen eingeschränkt. Diese Resultate deuteten darauf hin, dass der kontinuierliche Strom von Sinneswahrnehmungen notwendig ist, um eine effiziente Gehirnorganisation somatosensorischer Areale aufrechtzuerhalten und sensomotorische Leistungsfähigkeit zu ermöglichen.

( oc )