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Eine Nervenzelle unter dem Mikroskop

Mehr Erfahrungen, mehr Gehirnzellen

Selbst eineiige Zwillinge, die nebeneinander aufwachsen, entwickeln sich oft recht unterschiedlich. Laut einer Studie an Mäusen spiegelt sich diese Differenz auch in der Hirnstruktur. Ausschlaggebend ist demnach nicht die Umgebung per se, sondern die Erfahrung, die man in ihr macht.

Individualisierung 10.05.2013

Bei den aktiveren Tieren bildeten sich der Studie zufolge deutlich mehr neue Gehirnzellen.

Ererbt und erworben

Die Studie in "Science":

"Emergence of Individuality in Genetically Identical Mice" von Julia Freund et al., erschienen am 9. Mai 2013.

"Nature vs. Nurture" - angeboren oder anerzogen? Wie es heute aussieht, ist der alte Gegensatz gar keiner. Vielmehr müsste es heißen "Nature and Nurture" bzw. "Nature via Nurture". Die Natur liefert die Erbanlagen, was daraus wird, liegt aber auch an der Umwelt. Das gilt selbst auf genetischer Ebene. D.h., ob manche Gene aktiv werden, bestimmt ebenfalls die Umwelt.

Demzufolge sollten sich aber zumindest genetisch identische Zwillinge, die in derselben Umgebung aufwachsen, relativ ähnlich entwickeln. Zwillingstudien zeigen jedoch, dass sie im Lauf der Jahre recht unterschiedliche Persönlichkeiten werden können, obwohl Anlage und Umwelt fast deckungsgleich sind.

Das liege an der "nichtgeteilten Umwelt", wie Psychologen und Verhaltensgenetiker vermuten. Der Begriff ist allerdings relativ schwammig und unter Forschern umstritten. Weder ist klar, was genau damit gemeint ist, noch, in welchem Ausmaß irgendwelche schwer fassbaren Faktoren die individuelle Entwicklung tatsächlich prägen.

Anregende Umwelt

Was dahinter stecken könnte, haben die Forscher um Julia Freund vom Center for Regenerative Therapies Dresden der Technischen Universität Dresden nun im Tiermodell untersucht. Der Einfluss der Umwelt wird bei Mäusen in Gefangenschaft gern durch sogenannte angereicherte Umgebungen ("enriched environment") getestet. Diese sollen die Tiere zu Erkundungen, zur Problemlösung und generell zu mehr Aktivität anregen.

Vergleicht man etwa genetisch identische Mäuse, die in einer angereicherten bzw. kahlen Umgebung leben, stellt man fest, dass erstere eine positive Wirkung auf die Gehirnentwicklung der Tiere hat. In einem derart anregenden Umfeld, können sogar neue Gehirnzellen entstehen, und zwar in einem Teil des Hippocampus.

In ebendieser Region können auch beim Menschen neue Neuronen nachwachsen, wie man erst seit etwa 20 Jahren weiß. Früher hielt man jede Form der adulten Neurogenese bei Menschen für ausgeschlossen. Man nimmt an, dass diese nachwachsenden Nervenzellen es ermöglichen, sich mit neuen sowie komplexen Dingen auseinanderzusetzen.

Interaktion entscheidend

Dass die anregende Umgebung allein aber offenbar nicht ausreicht, zeigen die aktuellen Versuche von Freunds Team. Sie haben nämlich ihre 40 genetisch identischen Mäuse drei Monate lang in ein- und derselben anregende Umwelt leben lassen. Und sie entwickelten sich erstaunlich individuell. Am Ende der Phase waren die Nagetiere unterschiedlich schwer und hatten verschiedene Gehirnvolumina. Zwar hatten sich bei allen mehr neue Neuronen als in der Kontrollgruppe in der langweiligen Umgebung gebildet. Aber die Unterschiede waren auch innerhalb der "angeregten" Gruppe groß.

Wie die Forscher herausfanden, war im Wesentlichen ein Parameter dafür verantwortlich: wie aktiv sich ein Tier im gesamten Territorium bewegt. Kleine Sender hatten dafür die Bewegungen der Mäuse aufgezeichnet. D.h., Tiere, die den gesamten Bereich intensiv erforscht und so mehr Erfahrungen gesammelt hatten, haben letztendlich die meisten neuen Neuronen gebildet. Die "nichtgeteilte Umwelt" wäre also so gesehen jener Teil derselben Umwelt, den nur manche aktiv erschließen.

Ursprung der Individualisierung?

Die Studie ist somit eine neurobiologische Bestätigung dafür, dass eine aktive Auseinandersetzung mit der Umwelt gut für das Hirn von Säugetieren ist. Mit körperlicher und geistiger Aktivität lässt sich etwa Demenz vorbeugen oder zumindest hinausschieben, wie empirische Untersuchungen bei Menschen nahelegen. Womöglich regt sie sogar die Bildung neuer Gehirnzellen an.

Bleibt die Frage, warum sich die genetisch identischen Tiere eigentlich von Anfang an individuell verhalten? Warum sind manche aktiv, andere passiv? Darauf haben die Forscher noch keine Antwort. Möglicherweise seien kleine epigenetische Variationen dafür verantwortlich, die sich durch das Verhalten der Mäuse weiter verstärken: Ist der passive bzw. aktive Weg einmal eingeschlagen, werden die individuellen Unterschiede nach und nach immer deutlicher.

So verliert die Umgebung den Forschern zufolge mit der Zeit ihre Gleichheit und wird zu einem personalisierten Lebensraum oder wie die Autoren am Ende ihrer Studie schreiben: "Wie wir unser Leben leben, bestimmt, wer wir sind."

Eva Obermüller, science.ORF.at

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