Was ist Neuroplastizität und wie profitieren wir davon?

Möchtest du wissen, wie das Gehirn funktioniert? In diesem Artikel erfährst du, wie Neuroplastizität Lernen und Verhalten beeinflusst

Neuroplastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, sich aufgrund von Erfahrungen zu verändern und anzupassen. Es ist ein Oberbegriff für die Fähigkeit des Gehirns, neuronale Netzwerke zu verändern, neu zu organisieren oder zu vergrößern. Dabei kann es sich um funktionelle Veränderungen aufgrund von Hirnschäden oder um strukturelle Veränderungen aufgrund von Lernprozessen handeln.

Plastizität bezieht sich auf die Formbarkeit oder die Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern. Es bedeutet nicht, dass das Gehirn plastisch ist. Neuro bezieht sich auf Neuronen, also die Nervenzellen, die gleichzeitig auch die Bausteine des Gehirns und des Nervensystems sind. Neuroplastizität ermöglicht es den Nervenzellen also, sich zu verändern oder anzupassen.

Das Gehirn kann durch Neuroplastizität auf neue Einflüsse reagieren. Dabei entstehen neue Verbindungen und unterstützen Lernvorgänge aller Art. Neuroplastizität ermöglicht uns, Sprachen und Instrumente zu erlernen sowie Bewegungsabläufe zu verbessern. Auch bei Schäden spielt Neuroplastizität eine wichtige Rolle für die Regeneration und den Wiederaufbau verlorener Fähigkeiten. Neuroplastizität ist also eine grundlegende Voraussetzung für jede Form des Lernens.

Arten der Neuroplastizität

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen (1). Früher glaubten Forscher, dass die Neurogenese, also die Bildung neuer Neuronen, kurz nach der Geburt aufhört.

Heute weiß man, dass die Neuroplastizität des Gehirns es ihm ermöglicht, Bahnen neu zu ordnen, neue Verbindungen herzustellen und in manchen Fällen sogar neue Neuronen zu bilden.

Es gibt zwei Hauptarten der Neuroplastizität:

Funktionelle Plastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, Funktionen aus einem geschädigten Bereich des Gehirns in andere, nicht geschädigte Bereiche zu verlagern.

Strukturelle Plastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, seine physische Struktur als Ergebnis von Lernprozessen zu verändern.

Wie die Neuroplastizität im Gehirn funktioniert

Welche Prozesse stecken hinter der Neuroplastizität? In den ersten Lebensjahren eines Kindes wächst das Gehirn schnell. Bei der Geburt hat jedes Neuron in der Großhirnrinde schätzungsweise 2.500 Synapsen. Das sind kleine Lücken zwischen Neuronen, über die Nervenimpulse weitergeleitet werden. Im Alter von drei Jahren ist diese Zahl auf satte 15.000 Synapsen pro Neuron angewachsen (2).

Der durchschnittliche Erwachsene hat jedoch nur etwa halb so viele Synapsen. Warum ist das so? Weil mit den neuen Erfahrungen, die wir machen, einige Verbindungen verstärkt werden, während andere abgebaut werden. Dieser Prozess wird als synaptisches Pruning bezeichnet.

Neuronen, die häufig benutzt werden, entwickeln stärkere Verbindungen. Diejenigen, die selten oder nie benutzt werden, sterben schließlich ab. Indem das Gehirn neue Verbindungen auf- und schwache Verbindungen abbaut, kann es sich an die veränderte Umgebung anpassen.

Vorteile der Fähigkeit zur Neuroplastizität

Es gibt viele Vorteile der Neuroplastizität des Gehirns. Wenn du deinem Gehirn erlaubst, sich anzupassen und zu verändern, fördert das (3):

• Die Fähigkeit, neue Dinge zu lernen
• Die Fähigkeit, bestehende kognitive Fähigkeiten zu verbessern
• Erholung von Schlaganfällen und traumatischen Hirnverletzungen
• Stärkung von Bereichen, deren Funktion verloren gegangen ist oder nachgelassen hat
• Verbesserungen, die die Fitness des Gehirns steigern können

Neuronale Plastizität: Die Merkmale

Es gibt einige charakteristische Merkmale der Neuroplastizität.

Alter und Umwelt spielen eine Rolle

Plastizität tritt zwar das ganze Leben lang auf, aber bestimmte Arten von Veränderungen sind in bestimmten Altersstufen stärker ausgeprägt. Das Gehirn verändert sich zum Beispiel in den ersten Lebensjahren sehr stark, wenn das unreife Gehirn wächst und sich organisiert.

Im Allgemeinen reagieren junge Gehirne sensibler und empfindlicher auf Erfahrungen als ältere Gehirne (4). Das bedeutet aber nicht, dass das Gehirn eines Erwachsenen nicht zu Anpassungen fähig ist.

Auch die Genetik kann einen Einfluss haben. Das Zusammenspiel von Umwelt und Genetik spielt ebenfalls eine Rolle bei der Ausprägung der Plastizität des Gehirns (5).

Neuroplastizität ist ein fortlaufender Prozess

Die Plastizität ist ein lebenslanger Prozess, an dem auch andere Gehirnzellen als Neuronen beteiligt sind, z. B. Glia- und Gefäßzellen. Sie kann als Folge von Lernen, Erfahrung und Gedächtnisbildung oder als Folge einer Schädigung des Gehirns auftreten.

Früher glaubte man, dass das Gehirn ab einem bestimmten Alter starr wird. demgegenüber hat die neuere Forschung gezeigt, dass sich das Gehirn als Reaktion auf das Lernen ständig verändert (6).

Bei einer Schädigung des Gehirns, wie z. B. bei einem Schlaganfall, können die Bereiche des Gehirns, die für bestimmte Funktionen zuständig sind, verletzt werden. Mit der Zeit können gesunde Teile des Gehirns diese Funktionen übernehmen und die Fähigkeiten wiederherstellen (7).

Die Plastizität des Gehirns hat Grenzen

Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass das Gehirn nicht unendlich formbar ist. Bestimmte Bereiche des Gehirns sind maßgeblich für bestimmte Handlungen verantwortlich. So gibt es zum Beispiel Bereiche des Gehirns, die eine entscheidende Rolle bei Bewegung, Sprache, Sprechen und Wahrnehmung spielen.

Eine Schädigung von Schlüsselbereichen des Gehirns kann zu Defiziten in diesen Bereichen führen. Denn es ist zwar eine gewisse Erholung möglich, aber andere Bereiche des Gehirns können die von der Schädigung betroffenen Funktionen nicht einfach vollständig übernehmen (8).

Wie man die Neuroplastizität verbessert

Es gibt Maßnahmen, die du ergreifen kannst, um die Anpassungs- und Veränderungsfähigkeit deines Gehirns zu fördern – und zwar in jedem Alter.

Bereichere dein Umfeld

Lernumgebungen, die viele Möglichkeiten für konzentrierte Aufmerksamkeit, Neues und Herausforderungen bieten, regen nachweislich positive Veränderungen im Gehirn an. Das ist vor allem in der Kindheit und Jugend wichtig, aber eine bereichernde Umgebung kann sich bis ins Erwachsenenalter hinein positiv auf das Gehirn auswirken (9).

So kann man das Gehirn positiv stimulieren:

• Eine neue Sprache lernen
• Ein Instrument spielen lernen
• Reisen und neue Orte erkunden
• Kunst und andere kreative Beschäftigungen
• Lesen

Ausreichend Ruhe

Die Forschung hat gezeigt, dass Schlaf eine wichtige Rolle beim Wachstum der Dendriten im Gehirn spielt (10). Dendriten sind die Auswüchse am Ende der Neuronen, die dazu beitragen, Informationen von einem Neuron zum nächsten zu übertragen. Wenn du diese Verbindungen stärkst, kannst du die Plastizität des Gehirns verbessern.

Es ist erwiesen, dass Schlaf wichtige Auswirkungen auf die körperliche und geistige Gesundheit hat. Einige Forscher vermuten, dass dies zum Teil auf die Genetik und zum Teil auf die Beschaffenheit der grauen Substanz im Gehirn zurückzuführen ist (11).

Du kannst deinen Schlaf verbessern, indem du eine gute Schlafhygiene praktizierst. Dazu gehört, dass du einen festen Schlafrhythmus entwickelst und eine Umgebung schaffst, die zu gutem Schlaf beiträgt.

Training: Regelmäßig Sport treiben

Regelmäßige körperliche Aktivität hat eine Reihe von Vorteilen für das Gehirn. Einige Untersuchungen deuten darauf hin, dass Sport den Verlust von Nervenzellen in wichtigen Bereichen des Hippocampus (12) verhindern kann. Das ist ein Teil des Gehirns, der für das Gedächtnis und andere Funktionen zuständig ist. Andere Studien deuten darauf hin, dass Bewegung eine Rolle bei der Bildung neuer Neuronen in dieser Region spielt (13).

Eine Studie aus dem Jahr 2021 fügt hinzu, dass körperliche Bewegung auch die Plastizität des Gehirns zu fördern scheint, und zwar durch ihre Auswirkungen auf

• den sogenannten „Brain-derived neurotrophic factor“, deutsch etwa: „Vom Gehirn stammender neurotropher Faktor“, (auch: BDNF, ein Protein, das das Nervenwachstum beeinflusst),
• die funktionelle Konnektivität und
• die Basalganglien – den Teil des Gehirns, der für die motorische Kontrolle und das Lernen verantwortlich ist (14).

Das U.S. Department of Health and Human Services empfiehlt mindestens 150 Minuten mäßig intensives Ausdauertraining (wie Gehen, Tanzen, Schwimmen oder Radfahren) pro Woche und mindestens zwei Tage Krafttraining (Gewichte heben oder Körpergewichtsübungen) (15).

Praktiziere Achtsamkeit

Achtsamkeit bedeutet, dass du ganz in den gegenwärtigen Moment eintauchst, ohne über die Vergangenheit nachzudenken oder über die Zukunft zu grübeln. Es ist wichtig, dass du dir der Anblicke, Geräusche und Empfindungen um dich herum bewusst bist. Viele Studien haben gezeigt, dass die Kultivierung und Ausübung von Achtsamkeit die Neuroplastizität des Gehirns fördern kann (16).

Spiele

Spiele sind nicht nur etwas für Kinder: Studien zeigen, dass das Spielen von Brett-, Karten-, Video- und anderen Spielen die Neuroplastizität deines Gehirns verbessern kann (17,18).

Probleme mit der Plastizität des Gehirns

Veränderungen im Gehirn werden oft als Verbesserungen angesehen, aber das ist nicht immer der Fall. In manchen Fällen können die Struktur und Funktion des Gehirns negativ beeinflusst oder verändert werden.

Die Plastizität des Gehirns kann zum Beispiel problematisch sein, wenn sie schädliche Veränderungen durch Drogenkonsum, Krankheiten oder Traumata (einschließlich Hirnverletzungen oder traumatische Erlebnisse, die zu einer posttraumatischen Belastungsstörung oder PTBS führen) zulässt. Sogar eine Bleivergiftung kann sich negativ auf die Plastizität des Gehirns auswirken (19).

Es gibt auch einige medizinische Erkrankungen, die die Plastizität des Gehirns einschränken oder behindern können. Dazu gehören verschiedene pädiatrische neurologische Erkrankungen wie Epilepsie, zerebrale Lähmung, tuberöse Sklerose und das Fragilen-X-Syndrom (kurz: FXS) (20).

Wie die Neuroplastizität entdeckt wurde

Die Annahmen und Theorien über die Funktionsweise des Gehirns haben sich im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt. Frühe Forscher glaubten, dass das Gehirn „starr“ sei, während moderne Fortschritte gezeigt haben, dass das Gehirn flexibler ist.

Frühe Theorien

Bis in die 1960er Jahre glaubten Forscher, dass sich das Gehirn nur im Säuglings- und Kindesalter verändern kann. Man glaubte, dass die physische Struktur des Gehirns im frühen Erwachsenenalter größtenteils dauerhaft ist.

In seinem 2017 erschienenen Buch Neustart im Kopf – Wie sich unser Gehirn selbst repariert, (Original: The Brain that Changes Itself: Stories of Personal Triumph From the Frontiers of Brain Science, 2007) das einen historischen Blick auf frühe Theorien wirft, vertritt der Psychiater und Psychoanalytiker Norman Doidge die Ansicht, dass dieser Glaube, das Gehirn sei nicht in der Lage, sich zu verändern, in erster Linie auf drei Hauptquellen zurückgeht (21):

• Der alte Glaube, dass das Gehirn einer außergewöhnlichen Maschine gleicht, die zu erstaunlichen Dingen fähig, aber unfähig ist, zu wachsen und sich zu verändern
• Die Unfähigkeit, die mikroskopischen Aktivitäten des Gehirns tatsächlich zu beobachten
• Die Beobachtung, dass Menschen, die schwere Hirnschäden erlitten hatten, sich oft nicht mehr erholen konnten

Moderne Theorien

In den 1920er Jahren fand der Forscher Karl Lashley Beweise für Veränderungen in den Nervenbahnen von Rhesusäffchen. In den 1960er Jahren begannen Forscherinnen und Forscher, Fälle zu untersuchen, in denen ältere Erwachsene, die einen schweren Schlaganfall erlitten hatten, ihre Funktionsfähigkeit wiedererlangten, was bewies, dass das Gehirn formbarer ist als bisher angenommen. Moderne Forscher haben auch Beweise dafür gefunden, dass das Gehirn in der Lage ist, sich nach einer Schädigung neu zu verdrahten (23).

Schluss

Das Gehirn hat die erstaunliche Fähigkeit, sich im Laufe unseres Lebens zu verändern und neue Dinge zu lernen oder sich nach einer Verletzung des Gehirns zu erholen. Dennoch gibt es Grenzen für die Anpassungsfähigkeit des Gehirns.

Ständige Herausforderungen, ausreichend Schlaf und regelmäßiger Sport können ebenfalls dazu beitragen, die Plastizität des Gehirns zu verbessern. Der Verzicht auf bestimmte Substanzen ist ebenfalls von Vorteil.

Häufig gestellte Fragen

Warum ist Neuroplastizität wichtig?

Ohne Neuroplastizität wäre es schwierig, zu lernen oder die Gehirnfunktionen zu verbessern. Neuroplastizität hilft auch bei der Genesung nach Verletzungen und Krankheiten des Gehirns.

Was ist ein Beispiel für Neuroplastizität?

Forschungen haben ergeben, dass blinde Kinder im Vergleich zu Kindern ohne diese Erkrankung eine erhöhte Konnektivität und reorganisierte neuronale Schaltkreise aufweisen (25). Das deutet darauf hin, dass sich das Gehirn an die Unfähigkeit, zu sehen, anpasst. Und zwar, indem es seine Struktur und Funktion verändert, so dass Kinder mit Blindheit besser in der Lage sind, die Informationen zu nutzen, die sie von den anderen Sinnen (wie Hören und Tasten) erhalten.