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Mach mal Pause! Stimulation des Gehirns hilft beim motorischen Lernen

Die Fähigkeit, neue motorische Abläufe erlernen zu können, ist ein Leben lang Voraussetzung dafür, unabhängig und flexibel den Alltag zu meistern. Viele Fertigkeiten, wie die Bedienung des Smartphones oder das Schreiben auf einer Tastatur, werden tagtäglich automatisch und ohne nachzudenken ausgeführt, mussten anfangs aber durch wiederholtes Üben mühsam erworben werden. Das motorische Lernen erfolgt dabei sowohl während des aktiven Übens, als auch in den Pausen danach. Hier verfestigt sich das Gelernte, so dass es später wieder abgerufen werden kann. Eine aktuelle Studie zeigt, dass dieser Prozess bereits während kurzer Unterbrechungen des Übens einsetzt und sich durch Hirnstimulation verbessern lässt.

Wann genau „merkt“ sich das Gehirn einen neu gelernten Bewegungsablauf?

Bislang ging man davon aus, dass die Stabilisierung von gelernten motorischen Abläufen erst einsetzt, wenn das Üben beendet ist und dann über mehrere Stunden abläuft. Forschungsergebnisse legen jedoch nahe, dass schon in kurzen Pausen während des Übens Wissen über die neuen motorischen Abläufe im Gehirn abgelegt wird. „Wir wollten verstehen, wie relevant die sogenannte Konsolidierung oder Verstetigung in diesen kurzen Pausen während des Übens für das spätere Wiederabrufen nach mehreren Stunden ist und ob wir diese Prozesse mit Hilfe von Hirnstimulation beeinflussen können“, erklärt Erstautor Jost-Julian Rumpf vom Universitätsklinikum Leipzig.

Der Neurologe und die Forscherin Gesa Hartwigsen vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften gingen dieser Fragestellung in ihrem Forschungsvorhaben nach. Sie entwickelten eine Studie mit gesunden Teilnehmerinnen und Teilnehmern, deren Aufgabe es war, eine einfache Zahlenabfolge auf einer Tastatur möglichst schnell und korrekt einzutippen. Während des Übens wurden nach einer bestimmten Anzahl von getippten Zahlenabfolgen jeweils kurze Pausen eingelegt. Die Wissenschaftler fragten sich, was in den Pausen im Gehirn vor sich geht – könnte es nicht sein, dass es bereits hier offline lernt?

Hirnstimulation während der Übungspausen verbessert den Wiederabruf

„Die Idee war, mittels magnetischer Stimulation durch die Schädeldecke die motorische Hirnrinde gezielt nur in den kurzen Pausen zwischen den einzelnen Übungseinheiten zu beeinflussen“, berichtet Gesa Hartwigsen. Es zeigte sich, dass die Hirnstimulation während der Pausen den Wiederabruf der gelernten Zahlenabfolge sechs Stunden später verbessert hatte. Obwohl die Teilnehmer während der sechsstündigen Pause nicht mehr weiter geübt hatten, verarbeitete das Gehirn also die erworbenen Abläufe nach der Übungseinheit effektiver und legte eine stabilere Gedächtnisspur an.

Hirnstimulation hilft beim motorischen Lernen

Beobachten konnten die Forscher außerdem einen sogenannten „Transfereffekt“ von der trainierten Hand auf die andere Hand. „Wenn wir das Gehirn in den Pausen zwischen den kurzen Übungseinheiten stimuliert haben, konnte die geübte Zahlenabfolge nicht nur mit der trainierten Hand besser abgerufen werden, sondern auch mit der anderen Hand“, sagt die Wissenschaftlerin.

Untersuchung mit älteren Menschen geplant

Als nächstes möchten die Forscher die Effekte aus ihrer Studie bei älteren Menschen untersuchen, die im Vergleich mit Jüngeren oft Einschränkungen bei der Verfestigung nach dem motorischen Lernen haben und perspektivisch besonders von der Stimulation profitieren könnten.

Originalveröffentlichung

Jost-Julian Rumpf, Luca May, Christopher Fricke, Joseph Classen, Gesa Hartwigsen,
"Interleaving Motor Sequence Training With High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Facilitates Consolidation", Cerebral Cortex (2019).



Quelle: Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften


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