"Ripples sind Netzwerkoszillationen im Gehirn, bei denen Nervenzellen gleichzeitig elektrische Schwingungen erzeugen. Allerdings sind diese Wellen besonders schnell - etwa fünfmal so schnell wie die üblichen Hirnstrom-Ableitungen der neurologischen Klinik", resümiert Professor Andreas Draguhn. Der Physiologe an der Universität Heidelberg widmet sich ganz dem Phänomen, in dem er quasi eine besondere Kommunikationssoftware des Gehirns vermutet. Blitzschnell breiteten sich die feinen Stoßwellen über ganze Gruppen vorn Nervenzellen aus und koordinierten so die Signalaktivität der Neuronen. Im herkömmlichen Elektroenzephalogramm (EEG) zeigen sich Ripples indes nicht, so Draguhn, denn sie entstehen nicht an der im EEG erfassten Gehirnoberfläche, sondern in tief gelegenen Strukturen des Organs: "Ripples wurden vor allem im so genannten Hippocampusgebiet beobachtet, das für das Kurzzeitgedächtnis sowie für die Überführung von Inhalten aus dem Kurzzeitgedächtnis in das Langzeitgedächtnis verantwortlich ist." Bei genau diesen Prozessen, vermutet Andreas Draguhn, könnten die feinen elektrischen Wellenphänomene eine wesentliche Rolle spielen.
Erkundet beispielsweise eine Versuchsratte einen unbekannten Raum, werden im Hippocampus ganz bestimmte Nervenzellen des räumlichen Gedächtnisses, so genannte Ortszellen, nacheinander erregt. Der Weg der Ratte von einer Ecke des Raumes zur nächsten wird im Hippocampus als Muster von aufeinanderfolgenden Zellerregungen exakt abgelegt. Ruht sich die Ratte anschließend aus, schlägt dann die Stunde der Ripples: "US-Forscher entdeckten, dass diese Sequenz von Ortszellen, die bei der Erkundung des Tieres in einer bestimmten Reihenfolge erregt wurden, während der Ripples genauso wiederholt wird." Allerdings spiele sich diese Rekapitulation extrem verkürzt, also quasi im Zeitraffer ab. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass bei diesem Abspielvorgang möglicherweise die Information über den Weg des Tieres aus dem Hippocampus in das Langzeitgedächtnis der Hirnrinde übertragen und verfestigt werde. Doch auch beim Menschen treten Ripples auf: sie wurden bei Epilepsiepatienten gemessen, denen vor einer Operation Elektroden tief in das Gehirn implantiert wurden, um den Ausgangspunkt der elektrischen Gewitter ausfindig zu machen. Auch bei diesen Messungen zeigte sich, dass Ripples bevorzugt im Hippocampus auftreten.
Möglicherweise, so spekuliert der Heidelberger Physiologe, spielen die synchronisierten elektrischen Wellen auch bei Gedächtnisstörungen wie etwa der Altersdemenz vom Alzheimertyp eine Schlüsselrolle. Allerdings sei die Forschung noch weit davon entfernt, konkrete Zusammenhänge zwischen abweichenden Ripple-Kurven und bestimmten Krankheiten aufzudecken, unterstreicht Andreas Draguhn. Doch die bisherigen Ergebnisse zur Rolle von Ripples beim Lernen belegten, dass Ruhephasen eine wichtige Bedeutung im Lernprozess besitzen: "Tatsächlich zeigen die Erkenntnisse, dass es nur eine begrenzte Zahl von speicherbaren Inhalten gibt, die in Ruhephasen in den Langzeitspeicher überführt werden können. Das passt zu der Beobachtung, dass zwischen dem Lernen Phasen der Wiederholung, aber auch Phasen der Ruhe liegen müssen, in denen wir uns vielleicht gar nicht bewusst mit dem Gelernten beschäftigen, es aber trotzdem verfestigen."
[Quelle: Stefanie Seltmann]
Erkundet beispielsweise eine Versuchsratte einen unbekannten Raum, werden im Hippocampus ganz bestimmte Nervenzellen des räumlichen Gedächtnisses, so genannte Ortszellen, nacheinander erregt. Der Weg der Ratte von einer Ecke des Raumes zur nächsten wird im Hippocampus als Muster von aufeinanderfolgenden Zellerregungen exakt abgelegt. Ruht sich die Ratte anschließend aus, schlägt dann die Stunde der Ripples: "US-Forscher entdeckten, dass diese Sequenz von Ortszellen, die bei der Erkundung des Tieres in einer bestimmten Reihenfolge erregt wurden, während der Ripples genauso wiederholt wird." Allerdings spiele sich diese Rekapitulation extrem verkürzt, also quasi im Zeitraffer ab. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass bei diesem Abspielvorgang möglicherweise die Information über den Weg des Tieres aus dem Hippocampus in das Langzeitgedächtnis der Hirnrinde übertragen und verfestigt werde. Doch auch beim Menschen treten Ripples auf: sie wurden bei Epilepsiepatienten gemessen, denen vor einer Operation Elektroden tief in das Gehirn implantiert wurden, um den Ausgangspunkt der elektrischen Gewitter ausfindig zu machen. Auch bei diesen Messungen zeigte sich, dass Ripples bevorzugt im Hippocampus auftreten.
Möglicherweise, so spekuliert der Heidelberger Physiologe, spielen die synchronisierten elektrischen Wellen auch bei Gedächtnisstörungen wie etwa der Altersdemenz vom Alzheimertyp eine Schlüsselrolle. Allerdings sei die Forschung noch weit davon entfernt, konkrete Zusammenhänge zwischen abweichenden Ripple-Kurven und bestimmten Krankheiten aufzudecken, unterstreicht Andreas Draguhn. Doch die bisherigen Ergebnisse zur Rolle von Ripples beim Lernen belegten, dass Ruhephasen eine wichtige Bedeutung im Lernprozess besitzen: "Tatsächlich zeigen die Erkenntnisse, dass es nur eine begrenzte Zahl von speicherbaren Inhalten gibt, die in Ruhephasen in den Langzeitspeicher überführt werden können. Das passt zu der Beobachtung, dass zwischen dem Lernen Phasen der Wiederholung, aber auch Phasen der Ruhe liegen müssen, in denen wir uns vielleicht gar nicht bewusst mit dem Gelernten beschäftigen, es aber trotzdem verfestigen."
[Quelle: Stefanie Seltmann]