NeurobiologieKlinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde

Die vielfältigen Funktionen, die vom Gehirn der Säuger ausgeübt werden, basieren zunächst auf der Spezifität seiner Struktur. Ein Neuron eines bestimmten Typs in einer bestimmten Hirnregion hat Dendriten mit charakteristischer Gestalt, sendet sein Axon zu spezifizierten Zielgebieten, erhält synaptische Eingänge von typischen Neuronen, und zeigt eine charakteristische Ausstattung neuroaktiver Moleküle. In dieser Vorhersagbarkeit neuronaler Chemie, Morphologie und Konnektivität tritt die neuronale Spezifität in Erscheinung. Ihr steht die neuronale Plastizität gegenüber, die die unvorhersagbaren Aspekte zerebraler Architektur benennt. Individuelle Unterschiede prinzipiell gleichartiger Gehirne werden umso deutlicher erkennbar, je detaillierter die betreffenden morphologischen oder molekularen Muster analysiert werden. Diese Unterschiede sind Ergebnis von Lernprozessen.  

Die Einsicht, dass eine erfahrungsabhängige Plastizität in vielen Systemen des Säugergehirns zeitlebens besteht und nicht nur die Hirnrinde, sondern auch subkortikale Regionen einschließt, setzte sich zunächst nur zögernd durch, kann sich heute jedoch auf eine eindrucksvolle Zahl faszinierender Befunde stützen. Auf allen Ebenen zerebraler Organisation manifestieren sich plastische Umbauprozesse zuerst im molekularen Profil der Neurone, bevor diese zu Veränderungen von Kommunikationsweisen und -wegen im Nervengewebe und zu zellulärem Wachstum und morphologischen Um- und Neubildungen führen. Die Koordination aktivitätsabhängiger plastischer Prozesse basiert auf intra- und interzellulären molekularen Signalkaskaden. Neben anderen prominenten Modellen für die Plastizitätsforschung am Säugergehirn hat das auditorische System in den vergangenen Jahren stark an Bedeutung gewonnen.  

Hören muss gelernt werden. Während dieses Lernprozesses bildet das Gehirn spezifische Filter aus, die die Orientierung in einer komplexen akustischen Umwelt ermöglichen. Anders als das Auge kann die Cochlea dem Gehirn keine Ortsinformationen über den eintreffenden Stimulus geben. Um akustische Signale in ein räumliches Koordinatensystem einordnen zu können, müssen sie binaural gehört werden. Auch die binaurale Integration ist Ergebnis von Lernprozessen und erfolgt schließlich mit einer Präzision bis hinab zu wenigen Mikrosekunden.